Способ получения длинномерных профилей из стружки алюминиевых сплавов
Сущность изобретения: в процессу работы стружку очищают, брикетируют, нагревают и прессуют через многоканальную матрицу. При этом процесс прессования брикета из стружки в матрице осуществляют ступенчато. Процесс брикетирования и пресссээнип производят с помощью прессшайбы, имеющей вогнутую торцевую поверхность. Кроме этого прессование ведут без удаления пресс-остатка из канала матрицы, а удаляют только пресс-шайбу и. после загрузки последующей заготовки в контейнер, повторяют цикл прессования При этом получается длинномерное издепие с механическими свойствами, отвечающими требованиями ГОСТ 1 4 зпф-лы.Зил.
(i ) RU (1п 2000883 1 (51) ЯВ 22 Г 3 02 В 22 Е 3 20
Комитет Российской Федерации . по патентам и товарным знакам
1 Qult4ut. BAR (: ТИТЮ.Т дд„„„. тт.,пиОТ ;„°
К ПАТЕНТУ
ЬЭ
CO
С0
CO
00 (21) 5015730/02 (22} 05.12.91 (46) 15.10.93 Бюл. Ne 37-38 (76) Шестаков Николай Александрович; Тимофеев
Виктор Николаевн» Жуков Oner Владимирович;
Лемзаков Андрей Рудольфович; Канышев Юрий
Анатольевич (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ
ПРОФИЛЕИ ИЗ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ
СПЛАВОВ (57) Сущность изобретения. в процесге работ ы стружку очищают, брикетируют, нагревают и прессуют через многоканальную матрицу. При этом процесс прессования брикета из стружки в матрице осуществляют ступенчато. Процесс брикетирования и прессования производят с помощью прессшайбьi. имеющей вогнутую торцевую поверхность.
Кроме этого прессование ведут без удаления пресс-остатка из канала матрицы, а удаляют !OAblco пресс-шайбу и, после загрузки последующей заготовки в контейнер, повторяют цикл прессования
При этом получается длинномерное изделие с механическими свойствами. отвечающими требованиями ГОСТ. 1 4 зп.ф-лы.Зип
2000883
1О
Изобретение относится к порошковой металлургии. в частности к получению цлинномерных компактных изделиЯ из металлической стружки при помощи горячей деформации, Известен способ получения конструкционйых профилей иэ отходов алюминия, заключающийся в том, что предварительно спрессованную заготовку нагревают, затем помещают в контейнер пресса. после чего вакуумируют полость контейнера и выдавливают заготовку через матрицу. Наиболее близким техническим решением является способ получения деталей из металлической стружки, включающей очистку стружки, ее брикетирование, нагрев заготовки и прессование, причем брикетирование проводят с поочередным взаимно-перпендикулярным двухосным приложением усилий, соответствующих пределу текучести материала стружки.
Недостатком данного способа является то, что он не определяет последовательности приложения усилий и вследствие этого не обеспечивает применимости способа для получения качественных брикетов. Второй недостаток данного способа заключается в том, что прутки, полученные горячим прессованием, отличаются неудовлетворительным уровнем механических свойств в поперечном направлении по сравнению с продольным направлением, т.е. возникает анизотропия свойств. Кроме этого при данном способе прессования не удается получить длинномерные изделия, т.к. прессование ведут с последующим удалением пресс-остатка. Таким образом, длина го1ового иэделия определяется только объемом брикета без объема пресс-остатка.
При прессовании без удаления пресс-остатка 1,одна заготовка выдавливается вслед эа другой), не удается получить качественного изделия, т.к, на его поверхности образуются полости с воздухом. Данные полости образуются вследствие того, что после проведения процесса прессования первой заготовки оказываются перекрытыми частицами металла все зазоры в матрице и в местах соприкосновения матрицы и контейнера. Поэтому при прессовании второй и последующих заготовок, не происходит отвода воздуха из полости брикета, что ведет к снижению качества получаемого полуфабриката. Для отвода воздуха. скапливающегося в пустотах заготовки, на практике используют ваккумную установку, т.е. прессование ведут в вакууме. Однако применение вакуумной установки сильно усложняет устройство для прессования, увеличивается трудоемкость и энергозатраты при получении профилей из стружковых заготовок.
Цель изобретения состоит в повышении качества иэделий. расширении технологических воэможностей и снижении трудоемкости получения длинномерных профилей из стружки алюминиевых сплавов.
Поставленная цель достигается тем. что стружку очищают, брикетируют. нагревают и прессуют через многоканальную матрицу, При этом процесс прессования брикета иэ стружки в матрице осуществляют ступенчато, сдвигая слои металла друг относительно друга в радиальном направлении к оси симметрии (в поперечим направлении к, направлению течения металла), причем отношение скоростей истечения металла на последующей и предыдущей ступенях должно быть не менее 2. а отношение скорости истечения металла на последней ступени к скорости истечения на предпоследней ступени должно быть не менее 6.
Если отношение скорости истечения металла на последующей ступени к скорости истечения металла на предыдущей ступени будет менее двух, то изменения физико-механических свойств по сравнению с прототипом не происходит. Если отношение скорости истечения на последней ступени к скорости истечения на предпоследней ступени будет менее 6, то не достигается требуемый по ГОСТУ уровень механических свойств материала.
Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом, показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что прессование изделия ведут беэ удаления пресс-остатка из канала матрицы. а удаляют только пресс-шайбу и. после загрузки последующей заготовки в контейнер, повторяют цикл прессования, При этом получается длинномерное иэделие с механическими свойствами. отвечающими требованиям ГОСТ. Длина получаемого иэделия определяется количеством и обьемом отпрессованных заготовок.
Кроме того предлагаемый способ отличается от известного тем, что процесс брикетирования и прессования производят с помощью пресс-шайбы. имеющей торцевую поверхность. Тем самым. во время прессования. удается увеличи ь время образования контакта между первой и второй заготовками, что е свою счередь способствует отводу воздуха из г пьемся второго брикета и улучшению качеr.òåë сварки двух заготовок уже нв этапе рвспрессовыввния заготовки в канале тнтей в
2000883
Экспериментально установлено, что в момент прессования воздух успевает пОЛностью удалиться иэ объема брикета в том случае, если высота исходного брикета составляет не более 1.7 диаметра брикета (d), 5
В противном случае на поверхности получаемого иэделия образуются полости с воздухом, что снижает качество изделия и противоречит цели изобретения. Кроме этого в процессе проведения эксперименталь- 10 ных работ удалось установить, что стабильность процесса прессования повышается в случае, если цикл прессова((ия останавливается в тот момент, когда нижняя кромка пресс-шайбы будет находиться на 15 расстоянии 1-2 мм ниже линии стыка контейнера и матрицы. 8 этом случае острые кромки пресс-шайбы очищают оТ часгиц прессуемого металла линию стыка контейнера и матрицы, тем самым создавая воз- 20 можность для лучшего отвода воздуха из объема брикета п ри следующем цикле и рессования.
Предлагаемое решение отличается от прототипа еще и тем. что брикетирование 25 осуществляют поэтапно, причем на перво(л этапе прессуют перпендикулярно Оси брикета, а на втором этапе произ(;Одвт подпрессовку боковыми цилиндрэMII .<г)р<;(>в брикета. Предлагаемая послРдователь- 30 ность приложения усилий должн быть обеспечена по следующим «,и ин;,.1. <сг((. последовательность будет нару 0(.нп< т.е, вначале усилие будет приложено вдоль оси брикета, то возникающие на контактнои по- 35 верхности силы трения привед, T к Образованию неравноплотности по длине бо«кета, причем более низкая плотность наблюдаетсA в средней по длине части брикета (см.фиг,2), Приложеие в дальнейше(л усилий 40 е поперечном направлении не приводит к необходимому уплотнению в средней части брикета и, при последующих транспортировках брикета к нагрР(3ательному устройству ломается. 45)
Таким образом, предлага MI,I,< способ соответслвует критерию "новизна". При изучении других Tpхнических решений в данной области техники признаки, о личающие предлагаемое изобретение от прото- 50 типа, не были выявлены. и поэтому они обеспечивают за я вл я Р мо(лу техническому решению соответствие "существенные отличия", На фИГ.1 ПОкаэаНа СхРМЛ ПрЕССОВаНИя 55 длинномерных прпф«ллй иэ стружки алюминиевых спла((ол;3 фиг.2 эпюра распределения плотнос(и по (3 <СОТО брикета при нарушении за<
П О Г),<" 0 < (I-i Ы Х И 3 С Т P y m; K L) B << < i 0 ". Н И Р Г< (1 Х С r Л Лвов.
Нз фиг,1 обозна(ено: 1 .— стружковая заготовка, распоп ".женная D Kàíàле контейнера: 2 — контейнер; 3 — пресс-шайба для прессования 4 — пресс-осгаток, полученный от поессования первой заготовки. 5— латрица; 6 — изделие, полученное после прессования, 7 — подкладная плита гидравлическoio пресса; 8- выталкиватель прессОстатка.
Сг)особ осуществляется следующим обр,:(зо(л, Нагретая стружковая заготовка 1 помещается в канал контейнера 2 и продавливается пуансоном 3 вместе с прес,-: сгс
Оуэнс" . 8ся конструкция крепится на стог гидравлического прессл 7. Пои необходилi аст«п ресе-Остаток удаляется и ри помощи (3) (1а1;«B )те 1<(8 Сп "006 Осу(цеств<)чли с испол(.,з(. ванне(л стружки алю.;«н«евых гпла00В АЛ-1, АЛ-9. АМ< -5, АД 1. После
0<)()к <; г и ро f(a(-1(IQ стру. KK « (3 штл(л пе с четырехсторo(I:Ièì прилож".I«(oì ус)ллия. получали ц.,;.(1)<дг«1<г<с .ую -.тру,KKf)f)3<å заготовку с вы:. к<л) ..(« 1<.пцг(м.;, IR Г 3 мк;. После нагреE3, .;; г< г я««,;(<. темпе рлт) ры Орячей
Г и: .1« -.(О(< <,,О(> (ЗЦ. И ОСУЩ. .С ВЛЯЛ:; и; (Ого:-. ч 1 по схе(.«=.. по.:аза,;-.Ioй на фи(1.
Р:3 <) и: л)3 -10ее Рх((ос. (ь Koi-1 Tå(<ío(-(и h1 - т Ри<;ы и<с- л«1<>мпРпзт <1>, <3«-.кук:: температуре
Ii3I р *той <-.1г)ук(:Овпй з::; 010 ê(, . cf)epII (I .. li !ЛЬ((0 УCTdHOB,< i(0, <<ТО РС<)! Загото(ЗКа и пр-.сс 0<.(лток .*к Ок т f<лo<.I <» T )г>цеьу<0 по(.",.«нлсть перпР -<д<(куг(<(рн<ло ocи прес-.Ог(-, я. То на поае<3xHccTLi ((оследующой злг010PK образу(отся з-3крытые полости с ()г) духо..<, (то снижтлет к;чест<.0 полу iaevof0 из.:;ел<(я, Есл(;:ке по(3ерх((0,:ть Рpecc-ост 3ГКа и и:)СлЕдук>щсй SCOT . ки II" (Е(01
Л(ПУКЛУI > <()0<>М)<< (С<1.<
В ..-, ГвйНЛР ПЕРВОЙ ".B< OTOBKLI ПРЕССOf)BH<(e
I1E3fl>, 3L ((; OTBO<1 fl <)3C0ff (3 MCXO>ELIOT flo 10 Kf )3(л<1 «ОTE)oä контейнера: уделе)((0 пре"с((>а((г.ы в обрт>зпвавшее.<(f)pod òðëíñòÿî между ко((тейнеро(л LI мтр(лц;.L< РРэ((рат .,0Н TELL(:ера в исходное пол«);O»LI«.::; пуэка г-с. Рду(о(цей заго" оеки (1 прессог-(и<:, В (то".I< l
2000883 матрицей. Данные зазоры оказываются достаточными для удаления воздуха из обьема брикета. но в то же время они настолько малы, что через них не происходит выдавли5 вание металла.
Использование предлагаемого способа получения длинномерных профилей иэ стружки алюминиевых сплавов по сравнению с существующим позволяет получать
10 иэделие бесконечной длины с высокими механическими свойствами, что важно при последующей обработке давлением и при эксплуатации иэделий.
15 (56) Авторское свидетельство СССР
М 1247160, кл. B 22 F 3/02, 1986. нию качественного иэделия. При внешнем осмотре поверхности полученных профилей не удалось обнаружить поверхности контакта последующей и предыдущей заготовки.
Механические свойства, измеренные в разных участках, в продольном и поперечном направлении полученного иэделия отвечают уровню ГОСТ для данной марки материала.
Данный способ позволяет исключить процесс вакуумировайия полости контейнера, а также процесс удаления пресс-остатка, осущвствляемого в прототипе. т.к, возвратно-поступательное движение контейнера во время удаления пресс-шайбы способствует образованию зазоров между контейнером и
Формула изобретения
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий очистку стружки, брикетирование с поочередным взаимно перпендикулярным двухосным приложением усилий, соответствующих пределу текучести материала стружки, нагрев заготовки, размещение в контейнере и прессование в матрице с помощью пресс-шайбы с истечением заготовки в направлении, перпендикулярном к оси прессования, отличающийся тем, что прессование осуществляют со ступенчатым сдвигом слоев металла друг относительно друга в радиальном направлении к ос«симметрии, причем отношение скоростей истечения металла на последующей и предыдущей ступенях должно быть не менее двух, а отношение скоростей истечения металла на последней ступени и предпоследней должно быть не менее шести.
20 !
2. Способ по п.1. отличающийся тем, что прессование ведут без удаления прессостатка иэ матрицы и поштучной загрузкой заготовок в контейнер, причем высота заготовки должна быть не более 1.7 ее диаметра.
3. Способ по п.1. отличающийся тем, что прессование заканчивают. когда кромка пресс-шайбы находится ниже линии стыка контейнера и матрицы на 1-2 мм, 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что брикетирование осуществляют сначала перпендикулярно к оси брикета, а затем параллельно оси.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что брикетирование и прессование осуществляют с помощью пресс-шайбы, имеющей вогнутую торцевую поверхность.
2000883
80,ñ
Составитель H.Øåñòàêîâ
Редактор Н.Семенова Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар
Заказ 3101
Тираж Подписное
НПО "Поиск Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101
