Матрица для экструдирования изделий

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 21.11.80,(72) Авторыизобретения А. Г. Лунев, И. Н, Потапов, С. А.Козерадский, А, А, Снегирев,А. М, Уманский, В, Г. Михайлов и С. Г. Кравченко(71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамениинститут стали и сплавов в(54) МАТРИЦА ДЛЯ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ,-;:." 3( 1 2 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкции прессового инструмента.Известна матрица для экструдирования изделий, рабочая поверхность которой содержит заходную часть, калибрующий поясок и формирующую часть, расположеннуюмежду ними, причем на поверхности формирующей части вькполнены спиральные канавки с переменным шагом винта, наклоненные в одну сторону по отнош:нию к образующей рабочей поверхности матрицы 1.При экструдировании изделий через эту матрицу стеремещение частиц мЕталла про- б исходит преимущественно в осевом направлении, а также частично в радиальном и тангенциальном направлениях. Спиральные канавки, выполненные на формирующем участке рабочей поверхности матрицы, 20 обусловливают перемещение частиц металла в тангенциальном направлейии, вызывая постепенное закручивание материа ла з аготовки,в .процессе прессования. При этом образуется винтовая текстура деформации. 25 Однако структура металла прорабатывается недостаточно, кристаллы-металла нераз- биваются полностью, а в основном вытягиваются и приобретают винтовую направ. ленность, что приводит к появлению ани- зО зотропии физико-механических свойств металла,в продольном и поперечном направлениях и, следовательно, к снижению качестза изделий. Это обусловлено тем, что спиральные канавки на формирующем участке рабочей поверхности матрицы наклонены в однусторону по отношению к образующей рабочей поверхности матрицы и вызывают скручивание волокон металла в одном направлении.Цель изобретения - повышейие качества изделий путем снижения анизотро. пии физико-механических свойств изделий,Поставленная цель достигается тем, что на заходной части матрицы выполнены слиральные канавки с наклоном к образующей ее поверхности, противоположным наклону канавок формирующей части матри- Гцы, при этом концы канавок заходной части смещены относительно начала канавок формирующей части.Спиральные канавки, выполненные на заходной части матрицы, заставляют перемешаться частицы в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях, ппйчем найравленйе течения металла в тангенциальном направлении обусловлено направлением наклона канавок в заходной части.Волокна металла деформируются и скручиваются по направлению канавок и приобретают винтовую направленность.Канавки формирующей части заставляют резко изменять направление перемещения частиц металла в тангенциальном направлении, при этом происходят интенсивные сдвиговые деформации, которые приводят к,полной проработке структуры металла и снижению анизотропии физико- механических, свойств готовых изделий.Смещение концов канавок заходной части относительно начала канавок формирующей части вокруг оси матрицы позволяет наиболее полно проработать структуру металла по сечению. При этом слои металла, которые,при деформировании в заходной части попали в промежутки между апиральными канавками, менее проработаны, Эти слои металла при перемещении в формующую часть попадают на спиральные канавки этой части и интенсивно деформируются, Таким образом достигается полная проработка структуры по всему сечению.На фиг. 1 изображена предлагаемая матрица, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху, где а - угол наклона апиральных канавок заходной части к образующей поверхности матрицы, р - угол наклона спиральных канавок формующей части к образующей поверхности матрицы, г - угол смещения концов канавок заходной части относительно начала канавок формующей части,Рабочая поверхность матрицы состоит из трех последовательно расположенных по направлению прессования участков: заходной части 1, формующей части 2, калибрующего пояска 3,На рабочую поверхность матрицы нанесены две группы спиральных канавок: первая группа канавок 4 на,заходной части 1, вторая грулпа:канавок 5 на формующей части 2. Группы спиральных канавок имеют разные углы наклона к образующей поверхности матрицы а и р. При этом они имеют .противоположную винтовую направленность. Значения углов наклона винтовых линий находятся в пределах 0(а, -Р(90 и зависят от физико-механических свойств деформируемого металла, а также от деформационнолскоростных параметров процесса экструдирования,Количество спиральных канавок на формуюшей части 2 равно количеству спиральных канавок на заходной части 1, не.равное количество канавок в обеих группах приводит к созданию неодинаковых условий течения частиц металла по поверхности матрицы и повьппению анизотропии физико-механических свойств.Для более равномерной проработки структуры металла апиральные канавки 5 на формующей части 2 вьгполнены такими, что их начало смещено относительно кон цов канавок 4 заходной части 1 на половину расстояния между ними, что соответствует углу ,поворота относительно оси360матрицы по углу Т .= в ,где а в чис ка 2 цнавок на одном участке.Для устранения возможности появления на поверхности изделий порезов, складок, трещин глубина канавок в обеих группах равномерно уменьшается по направлению течения металла до нуля, внутренняя поверхность канавок ллавно сопрягается с поверхностью матрицы,5 060 матрицы выполняют шесть апиральных канавок, симметрично расположенных по окружности. Угол наклона к образующей поверхности составляет 45. При этом канавки образуют многозаходную гайку с правой 65 направленностью винтовой линии. На фор 15 Матрица, работает следующим образом.Под действием усилия металл заготовки начинает деформироваться, перемещаться по поверхности заходной части 1 матрицы.Наружные слои металла затекают в спиральные канавки 4 и перемещаются вдоль направления канавок по винтовой линии.Г 1 ри этом наружные слои металла воздействуют на,внутренние, происходит скручивание материала, кристаллиты металла 25 вытягиваются и частично разбиваются. Привходе металла в формующую часть 2 рабочей поверхности матрицы, наружные слои металла попадают в спиральные канавки 5 второй группы, Благодаря тому, что начала Зо канавок 5 второй группы находятся междуконцами канавок 4 первой группы, в канавки 5 второй группы попадают слои металла менее проработанные,в заходной части 1 матрицы. Это способствует более равноЗ 5 мерной проработке структуры по всему сеченчю.Перемещаясь,по канавкам 5 второйгруппы, металл скручивается в противоположную сторону. При этом на участке 40 перехода из заходной части 1 в формующую 2 лроисходит резкая смена направле,ния течения металла, что вызывает интенсивные сдвиговые,деформации в тангенциальном направлении. Это приводит к 45 полному раздроблению кристаллитов.Структура металла полностью прорабатывается, дробится и становится квазиизот.ропной, Это имеет большое значение при экструдировании слитков тугоплавких ме таллов, полученных методом вакуумнойэлектронно-лучевой или вакуумной электро- дуговой плавки, так как такие слитки имеют крупнокристаллическую столбчатую структуру.55 П,р и м е р. Предлагаемую матрицу изготавливают из стали марки Зр 2 В 8 Ф в количестве 5 штук. Наружный диаметр матрицы составляет 130 мм. Диаметр калибрующего пояска 60 мм. На заходной части776692 Формула изобретения иг Составитель Р, Радьехред А Камьпиннко едактор Т, Зубко Корректор И. Осиновска Заказ 1475/1441 Изд,536 Тираж 995 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5мирующем участке матрицы выполняют шесть спиральных канавок с осевой направленностью винтовой линии, При этом начала канавок формирующей части и концы канавок заходной части лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси матрицы, и смещаются относительно друг друга по,поверхности матрицы на центральный угол360, =30,2 6Нагретые до температуры деформироваиия молибденовые слитки вакуумного электродугового переплава экструдируют через предлагаемую матрицу, Качество наружной поверхности полученных прутков отвечает предлагаемым требованиям.Анизотрапия фианко-механических свойств металла в продольном и лоперечном направлениях снижается на 40% по сравнению с прутками, полученными экструдированием через известную матрицу. Это лозволяет снизить потери в,брак на последующих переделах на 6%,Матрица для эиструдирования изделий,содержащая заходную часть, формирующую 5 часть со спиральными канавками и калибрующий поясок, отличающаяся тем, что, с целью, повышения качества изделий путем снижения анизотропии физико-механических свойств материала, на заходной 10 части матрицы выполнены спиральные канавки с наклоном к образующей ее поверхности, противоположным наклону канавок формующей части матрицыпри этом ионцы канавок заходной части смещены отно сительно начала канавок формующейчасти. Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР455766 кл. В 21 С 25/О 2, 1975,Р