Способ штамповки
CoIo3 Советскик
Социалистические
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((i)893368 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (Бт ) М. Кл. (22) Заявлено 31.03.80 (21) 2901188/25-27 с присоелинением заявки М
В217 500
В 217 5/06
РВудэрстэенныб комитет
СССР да делам изобретений и втермтнй (23) П риоритет
Опубликовано 30,12.81,Áþëëåòåíü М 48
Дата опубликования описания 01.01.82 (И УДК 621. . 7 3(088.8) (72) Авторы изобретения те. анов
M. А. Барановский, О. М. дьяконов и И. B.
1 !
1 (Ъ
1
1, Белорусский орпена Трудового Красного Знаме политехнический институт (71) Заявитель . (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ
Изобретение относится к обработке металлов цавлением. и может быть использовано при изготовлении изпелий, имеющих стержневую часть.
Известен способ штамповки деталей со cò åeð æ íHåeì, заключающийся в том, .что торцовой части выдавливаемого стержня придают выпуклую форму путем затормаживания поверхностных слоев, а формообразование торца стержня осуществляют при соупарении его с данной полостью матрицы со скоростью 150 250 м/с j1)
Нецостатком известного способа является низкое качество изцелий, имеющих торцовую часть стержня в виде криволинейной поверхности, а также низкую стойкость матрицы.
Цель изобретения - повышение качест ва изделий и стойкости инструмента.
Поставленная цель постигается тем, что в способе штамповки, включающем нагрев заготовки и послепуюшее высокоскоростное выдавливание с соупарением стержневой части выдавливаемого стерж» ня с пан ной полостью матрицы, опновременно с соупарением торцовой части стержня с понной полостью матринтт. есуществляют точечное выпавливатще. поверхностных слоев торцовой части етержня
:f при соотношении суммы площапвй вьтцавливаемых точечных отростков к площади поперечного сечения стержня 1/30 1/60.
На фиг. 1 и 2 приведена схема осуществления способа.
Матрица 1 имеет формовочную полость
А и криволинейное днище с точечными отверстиями Б с соотношением суммы плошацей поперечных сечений отверстий к плошади поперечного сечения стержня
l/30 -, 1/60. При отношении плошадей меньше 1./60 течение металла в отверстия требует больших нагрузок,.которые могут вывести из строя штамповый инструмент; при отношении плошапей больше 1/30 имеют место нерациональные затраты штампуемого материала, затекающего в отверстия.
$
3 89
Способ осуществляют следующим образом.
Заготовку 2 (обычной цилиндрической формы) нагревают по температуры штамповки и помешают B матрицу 1 rlrl àrëïà цля выдавливания. Для деформации заготовки 2 пуансон 3 разгоняют, например в стволе порохового копра (не показан) по скорости 80-100 м/с, в результате он получает запас энергии, обеспечива юший высокоскоростную пластическую цв формацию заготовки, заканчивающуюся соударением выдавленного переднего торца стержня с днищем матрицы со скоростью 150-250 мlс, Требуемую энергию удара пля noagep жания такой скорости рассчитывают по .известной формуле
ЕКеУ, гце К - коэффициент, учитывающий КПИ упара; и - упельнвя энергия цеформироввния, нахопится пля каждой мерки ста ли в зависимости от степени аеформации при зацаннык температурно-скоростных условиях протекания процесса;
Ч - смещенный обьем.
Рентгеноструктурным и металлогрвфи ческим анализом установлено, что при соударении торца выдавленного стержня с криволинейной поверхностью циа мвтри цы со скоростью меньше 150 мlс изменения в тонкой структуре, обусловленные течением металла в отверстия, выражены слабо. При этом разрушения зерен и межкристаллитных включений практически не наблюдается. В дивпазоне скоростей
150 250 мыс, изпелия поцучаются с мелкозернистой проработанной структурой в поверхностных слоях изделия, без рыхлых участков и заштампованных пор. Скорости соударения торца стержня с поверхностью матрицы выше 250 мlс применять не рекомендуется, так как в процессе выдавливания происходит разрыв стержневой части поц пействием сил инерции и от локального тепловыделения в очаге цеформации вследствие того, что процесс выпавления протекает в апиабатических условиях. При соупарении переднего торца выдавленного стержня с днищем матрицы со скоростью 150 250 мlс металл проявляет повышенные пластические свойства вследствие локального тепловыделения по поверхности соупарения и воздействия сил инерции, которые на конечной стадии протекания процесса направлены в сторону перемещения выдавленного
3368 4 стержня. Это привопит к тому, что по окончании заполнения металлом всей формовочной полости начинается затекание его в отверстия с образованием отростков. Течение металла в отверстия вызывает, в свою очередь, пополнитегн. ную информацию поверхностных слоев уже сформировавшегося изцелия, приводящую к интенсивному дроблению зерен, карбицов, межкристаллитных включений и к иэВ вменениям в тонкой структуре, выражающимся в дополнительном искажении кристаллической решетки, образовании мелко» блочной мозаичной структуры с более вы— сокой плотностью цислокаций. Такие изменения в структуре, вызванные дополнительной сдвиговой деформацией, способствуют образованию на рабочей торцовой поверхности изделия высокопрочного слоя, позволяющего существенным обраэом повысить его стойкость.
Пример . Заготовку цилинпричес«ой формы пиаметромй =42 мм и высотой.40 мм иэ стали 45хЗВЗМФС (ДИ-23) нагревают цо 1160-1190 С в электрической печи .сопротивления и устанавливают матрицу штампа для выдавливания, Затем производят деформацию заготовки
Пуансоном, который разгоняют i стволе
30 порохового aorrpa цо скорости Y„0 =89 и/с
Скорость соударвния юреднего торце выдавливаемого стержня составляет
152,6 м/с. Полученные изделия имеют высокое качество проработки структуры торцовой части и стержня.
Предлагаемый способ штамповки изделий обеспечивает следующие преимущест ва: отпадает необходимость проведения на торце изделия дополнительных операций
40 химикотермической обработки (азоти рования, борирования, хромирования) цля придания этому участку повышенных прочностных свойств; иэделия получаются по всему периметру с высокотвердым слоем
45 и вязкой сердцевиной; тверпость поверхностных слоев иа рабочем торце изделий нв 35-40% выше, чем у деталей, изготовленных по известной технологии; сопротивляемость износу готовых иэцелий повышается в 4-5 раз; за счет проработ
50 ки структуры металла передней части уменьшается разнозернистость по обьему (плине) поковки на 90-100%, так как ранее не деформированные зерна на переднем торце становятся равными по величи55 не зерну на боковой поверхности стержня, величина зерна становится равной 11-13 баллам, причем образующаяся волокнистая структура на поверхности криволинейного
Способ штамповки деталей со стержнем, включаюший нагрев заготовки и последующее высокоскоростное. выдавливание с соударением стержневой части выдавливаемого стержня с донной полостью
5 893368 Ь торца способствует повышению износостой матрицы, о т л и ч а ю ш и и с .я тем, кости изделий; в 1,5-2 раза снижается что, с целью повышения качества нздебалл. карбидной неоднородности в структуре лий за.счет улучшения проработки. струкметалла переднего торца изделия, меха- туры, одновременно.c соударением торнические свойства . деталей, изготовленных цовой части стержня с донной полостью по предлагаемому способу, повышаются матрицы осушествляют точечное выдав на 25-35%. ливание поверхностных слоев торцовой части стержня при соотношении суммы площадей выдавливаемых точечных отФ о р м у л а и з о б р е т е н и я щ ростков к плошади поперечного сечения стержня 1/30-1/60.
Источники информации, щжнятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР цо заявке Ж 2878102, кл. 8 21 5/00, 05.02.80 .
ВНИИПИ Заказ 11331/12 Тираж 743 Подписное
Филиал I lflfl Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
