Способ изготовления полых деталей

(56) Авторское свидетельство СССМ 1215795, кл. В 21 О 22/00, 198Е.И.Бельский и Р.И.Томилин.ние стойкости штампов при объемповки. Минск, 1962. с. 143,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОТАЛЕЙ омбинат Л.М.Коф.В.Ковамбин 6, Повышеной штамХДЕк об спИзобретение относится работке металлов давлением, а именно к особам изготовления полых деталей, например, литейных поддонов горячим деформированием.Технический результат, создаваемый изобретением, выражается в снижении расхода металла на изготовление детали создании ориентированной структуры в рабочем слое фигуры,Согласно изобретению в способе изготовления полых деталей, например литейных поддонов для полунепрерывной разливки, включающем предварительное горячее деформирование исходной заготовки и последующее горячее выдавливание рабочей полости. в качестве исходной заготовки используют непрерывный слиток из . термически неупрочняемого сплава, предварительное горячее деформирование осуществляют прессованием с коэффициентом вытяжки 2,8 - 4,5, а горячее выдавливание т со степенью деГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изобретения: способ изготовления полых деталей осуществляют следующим образом: выбирают, например, круглую непрерывно литую заготовку из термически неупрочняемого сплава, Вес этой заготовки должен быть приблизительно на 10 - 12 ф, больше веса будущих заготовок поддонов, Заготовки подвергают обточке для удаления поверхностных дефектов. Затем обточенную заготовку прессуют в горячую с коэффициентом вытяжки 2,8-4,5. Полученный пруток разрезают на заготовки, вес которых соответствует весу поддона, и производят горячее выдавливание рабочей полости со степенью деформации 35-60. 1 табл,рабочеи полости проводяформации 35-60,Использование непрерывнолитого слитка в качестве исходной заготовки объяс- Оф няется необходимостью повышения качест- в ва металла для поддонов, поскольку такая заготовка имеет мелкозернистую плотную структуру с механическими свойствами, пре" вышающими свойства заготовок, получаемых фасонным литьем. Кроме того в заготовках из непрерывнолитых слитков нет пор, которые: могут служить источником разгарных трещин при заливке на поддон жидкого металла с. фф температурой близкой к температуре плавле- Ы ния материала поддона, а наличие текстуройки накладывает отпечаток на все последующие эксплуатационные свойства поддонов, а именно способствует сохранению текстуры деформации при прессовании и выдавливании в рабочем слое полости поддона непосредственно соприкасающийся сжидким металлом при заливке на поцдон.Таким образом повышается качество металла, а значит повышается термическая стойкость поддонов,Необходимость использования для изготовления поддонов термически неупрочняемого сплава объясняется тем, что длясохранения свойств металла поддона прибыстром нагреве в процессе заливки и охлаждении необходимо исключить возможность закалки и отжига, Постоянствосвойств исключает образование разгарныхтрещин от резкой смены температур и увеличивает термостойкость поддонов. Крометого использование термически неупрочняемого сплава также значительно удешевляет процесс изготовления поддонов, так какисключаются дополнительные затраты натермообработку(отжиг) заготовок поддоновпосле горячего прессования и горячего выдавливания.Однако полунепрерывное литье слитков не исключает образование поверхностных дефектов, поэтому для их устраненияпроизводят механическую. обработку поверхности слитков. Дальнейшее. уплотнениеструктуры слитков осуществляют горячимпрессованием с коэффициентом вытяжки2,8 - 4,5. Регламентация данного параметранеобходима для создания дополнительной 30текстуры в поверхностных слоях прессованной заготовки, так как при предварительной .обточке эта. текстура была нарушена. Привытяжке в процессе горячего прессованияменьше 2,8 не образуется достаточно текстурированного поверхностного слоя, чтоуменьшает термическую стойкость поддона. Если вытяжка больше 4,5, то возрастаетопасность появления поверхностных трещин. в результате увеличения деформации 40поверхностного слоя, что снижает термическую стойкость поддонов.Коэффициент вытяжки при горячемпрессовании выбран экспериментально.Полученные в ходе экспериментов результаты приведены в таблице,Формирование рабочей полости поддона осуществляют горячим выдавливаниембез обработки горячепрессованной заготовки, поэтому исключается образование 50отходов металла. В процессе горячего выдавливания происходит изменение направления волокон, которое повторяет контуррабочей полости, но при этом сохраняютсялитая текстура и текстура прессовой деформации. Таким образом достигается повышение стойкости рабочей поверхностиподдона. Однако слишком большая степеньдеформации при выдавливании может привести к образованию увеличенного слоя или трещин, в результате чего потребуется механическая обработка поверхности поддона, которая вызовет снижение термической стойкости, При проведении экспериментов была установлена максимальная степень деформации при горячем выдавливании, которая составила 60 о . При незначительной степени деформаций, проработке рабочей полости поддона будет достаточной, что также снижает термическую стойкость, Полученная при эксперименте минимальная величина деформации составила 35 о . Результаты экспериментов сведены в таблице,Применение операции горячего выдавливания позволяет полностью избежать потерь металла при выполнении полости поддона. Коэффициент использования металла в этом случае равен единице. В то же время горячее предварительное деформирование завоювок методом прессования дает наименьше потери металла по сравнению с всесторонней ковкой, Это объясняется тем, что всесторонней ковке подвергаются фасонно- литые заготовки, а прессованию - непрерывнолитые. Количество отходов при горячей деформации фассонно-литых заготовок значительно больше, чем у непрерывно-литых. Пресс-остаток при горячем прессовании непрерывнолитой заготовки . не превышает 10 о , фасонно-литая заготовка под ковку имеет не менее 30 отходов за счет обрезки литниковой и прибыльной частей, Таким образом количество отходов, образующееся при получении поддонов предлагаемым способом, приблизительно в 3 раза меньше, нем известным. учитывая увеличение термической стойкости поддонов и снижение количества отходов при их изготовлении, расход металла на изготовление поддонов предлагаемым способом значительно сокращается. Способ осуществляют следующим образом.Для изготовления поддона выбирают например круглую непрерывнолитую заготовку из термически неупрочняемого сплава. Вес этой заготовки должен быть приблизительно на 10-12 веса будущих заготовок для готовых поддонов. Затем заготовку подвергают обточке для удаления поверхностных дефектов (ликвотов). Обточенную заготовку прессуют вгорячую на пруток с коэффициентом вытяжки 2,8 - 4,5, Из прутка вы реза ют заготовки точно соответствующие по весу будущему поддону, Прессованные заготовки подвергают горячему выдавливанию рабочей полости со степенью деформации 35 - 60 о ,П р и м е р, Изготавливались и испытывались поддоны с корытообразным углублением рабочей поверхности. предназначенные1817729 Формула изобретения Характеристика ребочед поверх. ности Кол-во заливов нз поддон до первой трещины Вид тер мообра- ботки Предварительная деформация Степень окончательной део ма ни вы заливанием Способ изготов. ленивТО 25 35 вытяжка степень деФормации,вид 1 О Фрезе- рованнзя рабочая сила Закалка 60 Известный способПримечание. +- позиции прошедшиеэкспериментальную проверку; - в качестве базового объекта взята позиция 2 известного способа; -всесторонняя ковка алюминиевых сплзвое за 1 нагрев не менее 20 У для полунепрерывного литья плоских алюминиевых слитков сечения 220 х 1680 мм и 270 х 1270 мм, Поддоны изготавливались из термически упрочняемой штампованной стали 5 х НМ и алюминиевых термически упрочняемых сплавов Д 1, АМГ 6 и термически неупрочняемого сплава АМГ 2, Исходные заготовки вырезались из фасонно-литых кованых слитков стали 5 хНМ и непрерывнолитых слитков алюминиевых сплавов. Заготовки из стали 5 хНМ подвергались фрезерованию рабочей фигуры и закаливались, Остальные заготовки получали рабочую полость фигуры горячим выдавливанием и без предварительного прессования. Горячее прессование проводилось на горизонтальном прессе усилием 9 тыс. тн из круглых непрерывнолитых слитков диаметром 505 мм после поверхностной обточки на диаметр 480 мм, Степень деформации (вытяжки) регулировалась диаметром прутка, Коэффициент вытяжки изменялся в пределах 2,5; 2,8; 4,0;4,5; 5,0, Горячее выдавливание осуществлялось на вертикальном прессе усилием 10 тыс. т со степенями деформации 2,5 3,5; 50;60 и 70 "ф.. Оценка термической стойкости поддонов производится по качествам заливов жидкого металла на поддон до появления первой трещины. Результаты испытаний пр)лведены втаблице.Как следует из данных таблицы, нэилуч шие результаты получены при изготовленииподдонов предполагаемым способом, а именно с использованием непрерывнолитых заготовок из термически неупрочняемого сплава с предварительным горячим прессо ванием, коэффициентом вытяжки 2,8 - 4,5 иокончательным горячим выдавливанием фигуры в поддоне со степенью деформации 35- 600)О, ТеРмическаЯ стойкость таких поДДонов на порядок выше чем в известном способе.15 Способ изготовления полых деталей,например литейных поддонов для полунеп рерывной разливки, включающий предварительное горячее деформирование исходной заготовки и последующее горячее выдавливание рабочей полости, о т л и ч а ющ и й с я тем, что. в качестве исходной зэго товки используют непрерывно-литой слитокиз термически неупрочняемого сплава, предварительное горячее деформирование осуществляют прессованием с коэффициентом вытяжки 2,8 - 4,5, а горячее выдавливание ра бочей полости проводят со степенью дефор. мации 35 - 60%,