Способ изготовления буртовых валов
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовом производстве при изготовлении ступенчатых поковок типа прокатных валков, роторов, гребных валов и т.д. Цель изобретения - повышение качества поковок за счет исключения брака по внутренним трещинам в буртовой зоне. Из слитка получают заготовку постоянного сечения. На месте перехода от бурта к ступени уставливают топор и бойком осуществляют вдавливание по периметру на глубину 0,6...0,8 глубины пережима за этап с получением канавки. На полученную канавку устанавливают пережимку и осуществляют ее вдавливание по периметру до глубины пережима за этап, равной 10...15% диаметра заготовки. В последующем, если глубина пережима на первом этапе недостаточна для получения необходимого перепада диаметров бурта и ступени, выполняют второй этап пережима аналогично первому. Комбинированный пережим уступов топором и пережимкой на регламентированную глубину позволяет снизить напряжение в буртовой зоне и тем самым устранить возможность появления внутренних трещин в поковке. 5 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К AB ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4491139/25-27 (22) 04.10.88 (46) 07.09.90. Бюл. Н 33 (72) В.Д.Арефьев, А.В.Пакало, . Е.Д.Горохов и С.И.Данилин (53) 621.73(088.8) (56) Соколов Л.Н ° и др. Справочник кузнеца. — Донецк, Донбасс, 1985, с. 111, табл, 4.1. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРТОВНХ
ВАЛОВ (») Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовом производстве при изготовлении ступенчатых поковок типа прокатных валков, роторов, гребных валов и т.д. Цель изобретения — повышение качества поковок за счет исключения брака по внутренним трещинам в буртовой зоне.
Из слитка получают заготовку постоянИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечно-прессовом производстве при изготовлении ступенчатых поковок типа прокатных валков, роторов, гребных валов и т,п.
Цель изобретения — повышение качества поковок за счет исключения бра- ка по внутренним трещинам в буртовой зоне.
На фиг. l изображено положение при вдавливании топора в заготовку на первом этапе пережима; на фиг. 2 — то же, при вдавливании пережимки на первом этапе пережима; на фиг. 3 — то же, при вдавливании топора на втором эта„„SU„„1590185 А 1 (g))5 В 21 J 1/04 В 21 К 1/06 2 ного сечения, На месте перехода бурта к ступени устанавливают топор и бойком осуществляют вдавливание по периметру на глубину 0,6-0,8 глубины пережима за этап с получением канавки. На полученную канавку устанавливают пережимку и осуществляют ее,вдавливание по периметру до глубины пережима за этап, равной 10-15Х диаметра заготовки. В последующем, если глубина пережима на первом этапе недостаточна для получения необходимого перепада диаметров бурта и ступени, выполняют .второй этап пережима аналогично первому. Комбинированный пережим уступов топором и пережимкой
Ф на регламентированную глубину позвоЪ ляет снизить напряжение в буртовой зоне и тем самым устранить возможность появления внутренних трещин ( в поковке. 5 ил., l табл. пе пережима; на фиг. 4 — то же, при вдавливании пережимки на втором этапе пережима; на фиг. 5 — последующая протяжка околобуртовой зоны.
Способ осуществляют следующим образом.
Из спитка получают заготовку 1 постоянного сечения D, затем на месте перехода от бурта ступени устанавливают топор 2 и бойком 3, осуществляют вдавливание по периметру на глубину h, равную О,б — 0,8 глубины пе° режима за этап с получением канавки 4 (фиг.1). На полученную канавку 4 устанавливают пережимку 5 и осуществляют ее вдавливание по периметру на
1590185 глубину h с получением канавки 6 (фиг. 2), глубина которой составляет плубину пережима за этап, равную 1015 D у. В последующем (если глубина
5 пережима на первом этапе (h T„+h„) будет недостаточна для получения необходимого перепада диаметров бурта
И ступени) .выполняют второй этап пережима, сначала вдавливая топор на глубину h T< и формируя канавку 7 (фиг. 3), а потом вцавливая пережимку на глубину Ь„, формируя канавку 8 (фиг. 4), При необходимости операции г1ережима при помощи топора и пережим- 1 ьи повторяют до получения диаметра т1ережима D который выбирают равным
1,l 1,25 диаметра ступени В
Последующую протяжку выполняют с
Деформирования на окончательные размеры околобуртовых зон IIBlpHHOH В=(0,6"1,5) (Dy — 1) ) с получением полуфабри1 йата 9, при этом бурт также от:<овывают на окончательный диаметр 0, В дальнейшем полуфабрикат подвергают ковке на окончательные размеры оставшихся участков до получения готовой ступенчатой поковки.
Пример, ?1ля определения интерВалов технологических параметров выполняют промышленные эксперименты пс изгоroa| PHH поковок однобуртовых
Валов с размерами: диаме."р бурта
500 мм„ .. длина (ширина) б трта 200 мм; диаметр ступеней 170 мм; длина ступеней 2400 и 2000 мм.
В качестве заготовки выбирают слиток массой i 7 т (материал — стал:» 20) .
Нагретые до ковочной температуры (1220-1240 C) слитки„ после закатки цапфы и биллетировки TIpoKOBbIBBtQT на круг П> — 520 мм, длинои „ЯэО мм, оформ ляют буртовой участок, затем деформируют околобуртовые зоны на ширину В
165 — 330 мм и диаметр D д 188
238 ьы, после чего отковывают бурт на диаме-:: =500 мм, а также эстав.шиес» концевь.е участки — на ди.аметр
0 188 — 238 мм и окончательно — на в ,циаметр Ос=170 мм. При формирозании 50 бурта используют следующие приемы: а) бурт получают без применения операции подсечки (слиток 15, таб9 б) бурт подсекают топором на размер 166 мМ (слиток 1, таблица); в) бу.. т подсекают треугольной пережим ок на размер 166 мм (слиток 29 таблица) * г) бурт подсекают за несколько этапов комбинированно (согласно разработанному способу): вначале топором на глубину h т 33 — 70 мм, а затем треугольной пережимкой на глубину h 8 и
39 мм с суммарной величиной глубины пережима h„+h „47 — 83 мм (слитки 3
14, таблица) . При этом отношение
111-- — - составляло 0 5 — 0 9 а отной +й
9 9 9 т.. и 1, „+1 „ шение †"-- †"х100 составляет 9 0—
D >
16,0 .
После ковки поковок охлаждают на воздухе, подвергают механической обработке — обдирке и производят контроль качества визуальным осмотром. методом ультразвуковой дефектоскопии (7ЗД) и макроиспытаниями (темплеты для макро вырезали с обоих торцов бурта) .
Данные таблицы показывают, что при изготовлении поковки буртового вала без подсечки уступов (слиток 15) не обеспечивается .необходимой точности геометрических размеров бурта и имеют место внутренние дефекты в буртовой части. Если подсечка производится топором на полную высоту уступа (слиток 1), "î при ковке появляются зажимы в местах подсечки, которые при дальнейшем деформировании приводят к образованию трещин,, проникающих вглубь тела поковки в околобуртовой . зоне. При подсечке уступа с помощью треугольной пережимки (без использования топора) на полную его высоту (слиток 2) в поковке ультразвуковым контролем обнаружены дефекты-трещины в буртовой части.
Высококачественные поковки получаются только в тех случаях, когда подсечка уступов производится комбинированно, вначале с помощью топора, а затем — треугольной пережимкой с соблюдением граничных интервалов тех-!
h y нологических параметров:
+11 9 п
=0, 6-0, 8 „. -- — -x100= (10 0-15 0)
 — — -=o, 6-1 Ä 5 (слитки 4, 5, 8, 9, 12, 13) .
" +0 с
При —.— - 0,6 (слиток 7) из-за т большой глубины подсечки h99 треугсльной пережимкой создаются внутренние напряжения, превышающие предел прочности материала заготовки,. что приводит к браку поковки по наличию трещин
l 590185
hr в буртовой части, При ††--)0,8 (сли1 т ц ток 10) внутренние напряжения созда ются из-за большой величины раздачи металла треугольной пережимкой, в ре5 зультате чего поковка также бракуется.
При -*- — x100E10X (слиток 3) полуh +hfl
Р чается большой перепад между диамет 1 рами D и и Dc(Do Dc =1,4) . В результате при окончательной ковке (с диаметра
D n до Dc) возникают термические напряжения, обусловленные интенсивным охлаждением поверхностных слоев металла, и в околобуртовой зоне поковки образуются трещины, которые приводят к забраковыванию изделия.При
h +h и ††-х1Э1)15Ж из-за большой глубины
П 20 подсечки (h.г+Ь „) возникают внутренние напряжения, приводящие к трещинам и окончательному браку поковки (слив ток 6). При ††-(0,6 внутренние треD s-Dc 25 щины напряжения в буртовой зоне не устраняются и поковка бракуется по результатам УЗД (слиток 11).
В
При ††- 1,5 при отковке концевых
D6 Dc 30 участков поковки происходит многократный изгиб ступени D в зоне бури та, ее подстуживание на участке В, что приводит в конечном счете (при ковке с диаметра D „ до D ) к появле- 35 нию трещин в околобуртовой зоне и забракованию ггоковки (слиток 14) . Внедрение в производство предлагаемого способа позволило полностью исключить внутренние трещины на поковках и таким образом снизить материальные затраты, связанные с браком изделий.
Формула изобретения
Способ изготовления буртовых валов, включающий ковку из слитка заготовки постоянного круглого сечения и последующее формирование ступеней протяж-. кой в байках с предварительным пережимом переходных участков заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поковок путем исключения брака по внутренним трещинам в буртовой зоне, пережим выполняют поэтапно глубиной за каждый этап, составляющей 10-15 диаметра заготовки, путем комбинированного вдавливания топора по всему перимет-. ру на глубину, составляющую 0,6-0,8 глубины пережима за этап, и треугольной пережимки до глубины, равной глубине пережима за этап, а последующую протяжку заготовки начинают с деформирования на окончательные размеры прилегающих к буртам зон шириной (0,6-1,5) (П -D ), где D<,Dc — соответственно диаметры бурта и прилегающей к нему ступени.
1590185 и
Z (з
v»
l0 о х в о о х э о Ф о Ф
I а а »., овсов
ГоЗ8
Ф о
lг а э о в z
CC nl o а
О 0 с
»оаэи са Хс 1.!
3 гв
Ф о о о
X IC
3 a X
3 о а
J Гг
Д овз в х
3- О Ф а к v
) о а
o 3=+
C с
C
i c
1 L.
l0 а х 2 !
" а о 1
3 Ф о х
0 с
ld с х с: (с
Е Ia
»: C
30 I
К
nl a
Ф nl о х х (n
11
Ф о
Ф К !
ОЛ ld
Ф
Ф в 1 в х
m o
3U Ф э э с а (3
z oo вви
In
>, в х э вова
nl ах >. о»ох о га о <О
<3 о э
Е,1 в
К 0! а.
О 3х > о. х
С 01
0 I
К»
Ф а
0l nI о к o
Ф о а о э
0l о х ) 13 К а э х В о э (., 3 о C х» 1 О. la о к о о <1 о э Ф la Ф о х 0 l( о э х в о э с г > Ф о с о х Ф 1 о O о о э *кв э о э х! г. ° lC (\ 1 га о х э » 1. и <1 э и 2 d х а а nI х р, о а! с Х Э 03 Ф Е>, <0 0 К о э Е Е э x e f. 0t а. <1 О3.Ф х» х о во Г.В(О Ф о с в о о 0! Ф 31 о ! в э 0I К <1 Ф Ф в Ф. al хэ Ф аа С I<а >.х 0 Х О са О CL l0 <0 O 2 1. 3о а о о dl ) . о ФЕ о э z а ) и 1 с Ф о > 1 С! $ а 11 и ! I I Cl 3 о l > х 0 о о о о z x э о М L "! 2 х оаа х э эоа х . iа Ф г о в э ах ) 1 О с 3 с Г1 < I 1 (l (О Г 1 rI Сl <О Г 1 rl r3 (О! \! (1<01 -о с 1" I (О -1 с ! < ! <О -1 (O О CO 1 l (О 1 О О С 3 00 1 С О \ (О .1 О О сС -г 0>! ! O .3 (r. с. т. а о o o О О с оо 1 а ooocОю с с и о 0 с Г(л о Г 03 по г 03 о ю 0> с. °с с с с ооп с. с" О (О CC Х(03 т г 3 Г! 00 CO л ° CO (О ! (О (О л <О (O г rr. CC О О >1 С 3 СО (Ч с Г Г I O го 3 M Vl И(03 и M 1 Г< 1 О (с л O M r- 03 о < с! 1 !, ь с х Ф 1 Ц (I 3OL I ) !а l 3 — — 3 1! 5 (Ф CO 1-.. Ю с с !. (с 1 ь Ф 03 о в g B е э а Ф ) a ), с :с э с; и а а! О <С О Ю 1 е с 1 3 % 1 с. э Е. с 1 3 С;. P - 1 т э ° 1 r (!. 1 Э г 1 ) 1 1 с. 1- ! 1 590 i 85 Фиг. Фиг. Z 1590185 Составитель З.Фазлулин Техред А.Кравчук Корректор 11.Иароши Редактор В.Бугренкова Тираж 499 Заказ 2598 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101