Способ получения полых изделий из разнородных материалов

(51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ плавов ,В.Вол Х ИЗДЕИАЛОВ .овременериалов сизобретеВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Московский институт стали и с(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЬЛИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕР(57) Использование: получение однно двух гильз из разнородных матсоотношением О/510, Сущность Изобретение относится к обработке металлов давлением и касается получения полых изделий из высокопрочных сплавов,Известен способ получения полых изделий, включающий совместное деформирование в стане винтовой прокатки биметаллической заготовки с целью сварки слоев.Недостатком данного способа является невозможность получения нескольких полых заготовок из исходной заготовки, так как слои в процессе деформирования свари-. ва ются.Известен способ получения труб, который включает сборку заготовки путем размещения в оболочке с зазором относительно нее сердечника, нагрев заготовки и винтовую прошивку в валках на оправке. ния: в оболочке размещают с зазором сердечник. Зазор между сердечником и оболочкой заполняют материалом, который предотвращает сварку оболочки и сердечника и обладает коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, Коэффициент теплового расширения материала сердечника более чем на 20% превышает коэффициент теплового расширения материала оболочки, Диаметр сердечника выполняют в 1,62,2 раза меньше диаметра оболочки, Винтовую прошивку заготовки ведут на оправке диаметром в 1,21,35 раза больше диаметра сердечника. Соотношение вытяжек оболочки и сердечника составляет 1,462,0. Недостатком известного способа является то, что после деформации оболочки и получения из сердечника при прошивке гильзы свариваются между собой и образуют биметаллическую трубу, Кроме того, при О использовании в качестве оболочки трубы ф из высокопрочного сплава последняя при СО прошивке растрескивается из-за воэникно- ( вения в наружных слоях биметаллической полой заготовки растягивающих напряжений вследствие неравномерности деформаций.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет одновременного получения двух гильз из разнородных материалов.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полых изделий из разнородных материалов, включающем сборкузаготовки путем размещения в оболочке с зазором относительно нее сердечника, нагрев заготовки и винтовую прошивку в валках на оправке, зазор между сердечником и оболочкой заполняют материалом, предотвращающим сварку оболочки и сердечника и обладающим коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, сердечник выполняют из материала с коэффициентом теплового расширения более чем на 20 ф(, превышающим коэффициент теплового расширения материала оболочки диаметром в 1,6.2,2 раза меньше диаметра оболочки, а винтовую прошивку в валках осуществляют на оправке диаметром в 1,201,35 раза больше диаметра сердечника при соотношении вытяжки оболочки и сердечника, равном 1,462,0.Предлагаемый способ позволяетза счет сочетания режимов деформирования для материалов с заданными свойствами и соотношений геометрических размеров составляющих исходной заготовки обеспечить получение одновременно двух полых заготовок из различных материалов, . причем в случае комбинации оболочки из высокопрочного сплава и сердечника из пластичного материала получить гильзу из материала сердечника с отношением О/Я10 за одну прошивку,Использование предлагаемого способа дает возможность подвергать пластической деформации с большой степенью вытяжки малопластичные материалы, обрабатываемые обычно до заданных размеров с помощью механической обработки (точение или фрезерование) и тем самым сократить потери дорогостоящих материалов, Одновременное получение двух полых заготовок снижает трудоемкость их изготовления и материальные затраты, уменьшается угар металла и расход электроэнергии,По предлагаемому способу деформируют заготовки с сердечником из более пластичного материала, чем оболочка, при прошивке, деформируясь с меньшей степенью вытяжек, этот материал предохраняет оболочку от возникновения разрывов на ее внутренней поверхности в процессе деформирования,П р и м е р. Для получения гильзы из стали 40 Х с соотношением О/Я более 10 (диаметр 41 мм, стенка 3,5 мм) составляли сборную заготовку с наружной оболочкой из нитинола,Между оболочкой и сердечником помещали порошок корунда, Для получения гильзы заданных размеров из стали 40 Х необходимо прошивку вести на оправке диаметром 33 мм. Согласно способу отношение диаметра оправки к диаметру сердечникасоставляет 1,351,2. тогда диаметрсердечника должен быть в пределах1 35 - 27,5 24,4 мм . Прис 335 нимаем диаметр сердечника бо = 24,4 мм,что соответствует значению коэффициента,равному 1,35, тогда,и с = 24,4 /4 (41 - 3,5) ==1,13, вытяжка оболочки при крайнем соотношении 1,46,ио =рс 1,46 =1,65, Теперьопре 10 делим толщину стенки и диаметр оболочки,Экспериментально установлено соотношение между толщиной стенки гильзы из сердечника и оболочки после деформированияв зависимости от величины вытяжки:о с 25 1( Гфо Г фсТогдао 1 131 = 3,5 + 1,65 1,13 2,5 = 4,99;20 О 1 = 41+ 2 4,99 = 50,98.Суммарная толщина стенки гильзы после прокатки равна51 + 51 = 4,99 + 3,5. = 8,49 мм,Для обеспечения заданной величины25 вытяжки диаметр исходной наружной оболочки равен Оо = 2 ) + ( ( Р - Я 1 ) Я ) Ро= 304 ( 2 ) +(5098 - 499)499) 165=-46,В оболочку диаметром 46 мм вставлялистержень диаметром 24,4 мм с засыпкой в зазоре порошка шамота и прошивали в стане винтовой прокатки на оправке диаметром 33 мм. Получили гильзы из ст. 40 Х 41 хх 3,5 и нитинола 51 х 5.Затем при тех же размерах гильзы из 40стали 40 Х (Ог = 41 мм, Я =-3,5 мм) принимали диаметр сердечника равным 27,5, что соответствует значению коэффициента 1,2, тогда 27,52- 1,44,45 Вытяжка оболочки: ро =рс 2 = 2,88,и верхнем пределе соотношения, равном 2,51 =Я 1 -о с 1 0 РоО 1 о = 41+ 2,0 2,53 = 46,06.Суммарная толщина стенки гильзы после прокатки равна31 + 51 = 3,5 + 2,53 = 6,03,Исходный диаметр наружной оболочки составит 43,2 мм. В оболочку такого диаметра вставляли сердечник диаметром 27,5 мм, в зазор между оболочкой и сердечником засыпали порошок шамота и полученную заго1726180 дения образуется зазор до 1,0 мм. Такимобразом, предлагаемая схема обеспечивает получение двух гильз с соотношениемО/Я10,5 Формула изобретенияСпособ получения полых изделий изразнородных материалов, включающийсборку заготовки путем размещения в оболочке с зазором относительно нее сердечни 10 ка, нагрев заготовки и винтовую прошивку ввалках на оправке, отл и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения технологическихвозможностей за счет одновременного получения двух гильз из разнородных материа 15 лов, зазор между оболочкой и сердечникомзаполняют материалом, предотвращающимсварку оболочки и сердечника и обладающим коэффициентом трения при температуре прошивки более 0,3, сердечник20 выполняют из материала с коэффициентомтеплового расширения, более чем на 202превышающем коэффициент теплового расширения материала оболочки, диаметром в1,6.2,2 раза меньше диаметра оболочки, а25 винтовую прошивку в валках осуществляютна оправке диаметром в 1,21,35 раза больше диаметра сердечника при соотношениивытяжки оболочки и сердечника, равном1,46,2,0.30 товку прошивали в,стане. Получены две гильзы 46 х 2,5 и 41 х 3,5.Для тех же исходных параметров брали сердечник диаметром 26 мм; что соответствует середине диапазона коэффициентов, т.е. 1,27. Тогда рс = 26 /4 х (41 - 3,5) х 3,5) = 1,287.Вытяжка оболочки при значении соотношения в середине заявляемого интервала, равном 1,73, составляет: ро - 1,73 1,287 = 2,23,Тогда о с 1,ГТ 1 1 31 =81/ 2,5=3,5 2231287 2,5= = 3,46; О 1 о= 41 + 2.3,46 = 47,92. Исходный диаметр наружной оболочки будет равен 45,26, Сборную заготовку прошивали в гильзу, состоящую из 2-х гильз размерами 48 х 3,5 и 41 х 3,5.После прошивки при указанных режимах гильза, прошитая из сердечника, т.е. внутренняя оболочка, легко вынимается из раскатанной наружной оболочки, т.е, между ними в-процессе деформирования и охлажСоставитель Б. РоманцевТехред М.Моргентал Корректор И. Муска Редактор Е. Копча Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1232 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5