Способ штамповки

В 217 5/00 В 217 5/06 с присоелинеиием заявки М веудэрстаенный квмнтет СССР дв делам нзабретеннй к втнрмтнй(72) Авторы изобретения М. А, Барановский, О. МДьяконов н И, В. Белорусский орпена Трудового Красного Знаме политехнический институт(5) СПОСОБ ШТАМПОВКИ Йэобретение относится к обработке металлов цавлением и может быть использовано при изготовлении изпелий, имеющих стержневую часть.Известен способ штамповки деталей со стержнем, заключакипийся в том, .что торцовой части выдавливаемого стержня придают выпуклую форму путем затормаживания поверхностных слоев, а формообразование торца стержня осуществляют при соударении его с цанной полостью матрицы со скоростью 150-250 м/с 13Нецостатком известного способа является низкое качество изцелий имеющих торцовую часть стержня в виде криволинейно поверхности, а также низкую стойкость матрицы.Цель изобретения - повышение качества изцелий и стойкости инструмента.Поставленная цель постигается тем, что в способе штамповки, включающем нагрев заготовки и послепующее высокоскоростное выдавливание с соупарением стержневой части выпавливаемого стерж ня с цанной полостью матрицы, одновременно с соуцарением торцовой части стержня с цонной полостью матрицы. есуществляют точечное выдавливыще, поверхностных слоев торцовой части етержняпри соотношении суммы площацвй выцавливаемых точечных отростков к площапи поперечного сечения стержня 1/30 - 1/60. На фиг. 1 и 2 приведена схема осуществления способа,Матрица 1 имеет формовочную полость А и криволинейное пнище с точечными отверстиями Б с соотношением суммы площацей поперечных сечений отверстий к площади поперечного сечения стержня1/30 -, 1/60. При отношении площадей меньше 1/60 течение металла в отверстия требует больших нагрузок, .котс рые могут вывести из строя штамповый инструмент; при отношении плошацей больше 1/30 имеют место нерациональные затраты штампуемого материала, затекающего в отверстия.5 1 О 15 20 3 89Способ осуществляют сдецуюшим образом.Заготовку 2 (обычной цилиндрическойформы) нагревают цо температуры штамповки и помешают в матрицу 1 штампацля выдавливания. Йля деформации заготовки 2 пуансон 3 разгоняют, напримерв стволе порохового копра (не показан)цо скорости 80-100 м/с, в результатеон получает запас энергии, обеспечиваюшия высокоскоростную пластическую цвформацию заготовки, заканчивающуюсясоударением выдавленного переднего торца стержня с днищем матрицы со скоростью 150-250 м/с,Требуемую энергию удара цля поддержания такой скорости рассчитывают поизвестной ФормулеЕ КеУ,гае К - коэффициент, учитывающий КПОудара;я - удельная энергия цеформироввния,находится цдя каждой марки стади в зависимости от степени деформации при зацаннык температурно-скоростных условияхпротекания процесса;У - смещенный обьем.Рентгеноструктурным и металлографическим анализом установлено, что присоударении торца выдавленного стержняс криволинейной поверхностью цив мвтрицы со скоростью меньше 150 м/с изменения в тонкой структуре, обусловленныетечением металла в отверстия, выраженыслабо, При этом разрушения зерен имежкристадлитных включений практическине наблюдается. В диапазоне скоростей150-250 мыс, изделия поцучаются с мелкозернистой проработанной структурой вповерхностных слоях изделия, без рыхлыхучастков и заштампованных пор, Скорости соударения торца стержня с поверхностью матрицы выше 250 м/с применятьне рекомендуется, так как в процессе выдавливания происходит разрыв стержневойчасти поц действием сид инерции и от локального тепловыделения в очаге цеформации вследствие того, что процесс выпавдения протекает в впиабатических условиях. При соупарении переднего торцавыдавленного стержня с днищем матрицысо скоростью 150-250 м/с металл проявляет повышенные пластические своЯства всдецствие локального тепловыделенияя по поверхности соуцарения и воздействия сил инерции, которые на конечнойстадии протекания процесса направленыв сторону перемещения выдавленного 3368 4 стержня. Это приводит к тому, что поокончании заполнения металлом всей формовочной полости начинается затеканиеего в отверстия с образованием отростков. Течение металла в отверстия вызывает, в свою очередь, цополнитетв - .ную информацию поверхностных слоев ужесформировавшегося изцелия, приводящуюк интенсивному дроблению зерен, карбидов, межкристаллитных включений и к изФвменениям в тонкой структуре, выражающимся в дополнительном искажении кристаллической решетки, образовании мелкоблочной мозаичной структуры с более вы -сокой плотностью цислокаций. Такие изменения в структуре, вызванные дополнительной сдвиговой деформацией, способствуют образованию на рабочеЯ торцовой поверхности изделия высокопрочногослоя, позволяющего существенным образом повысить его стойкость.П р и м е р . Заготовку цилинпричесой формы аивметромй =42 мм и высотой.40 мм иэ стали 45 хЗВЗМФС (ДИ) д нагревают цо 1160-1190 С в электрической печи .сопротивления и устанавливают матрицу штампа для выдавливания,Затем производят деформацию заготовкиПуансоном, который разгоняютстволе З 0 порохового копра до скорости Уо =89 м/с.Скорость соударвния юреднего торцевыдавливаемого стержня составляет152,8 м/с. Полученные изделия имеютвысокое качество проработки структурыторцовой части и стержня.Преалагвемый способ штамповки иэделий обеспечивает следующие преимущесювв отдвцвет необходимость проведенияна торце изделия дополнительных операций 40 химико.фтермической обработки ( азотирования, борирования, хромирования) аляпридания этому участку повышенных прочностных свойств; иэаелия получаются повсему периметру с высокотвердым слоем 45и вязкой сердцевиной; твердость поверхностных слоев иа рабочем торце изделийна 35-40% выше, чем у деталей, изготовленных по известной технологии; сопротивляемость износу готовых иэцедийповышается в 4-5 рвз; за счет проработ 50ки структуры металла передней частиуменьшается разнозернистость по обьему(длине) поковки на 90-100%, так какранее не деформированные зерна на переднем торце становятся равными по величи не зерну на боковой поверхности стержня,величина зерна становится равной 11-13баллам, причем образующаяся волокнистаяструктура на поверхности криволинеЯногоСпособ штамповки деталей со стержнем, включающий нагрев заготовки и последующее высокоскоростное, выдавливание с соударением стержневой части выдавливаемого стержня с донной полостью 743 Поцписио 1 ИИПИ Заказ 11331/1 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 893368 Ьторца способствует повышению износоатой- матрицы, о т л и ч а ю ш и й с .я тем,кости изделий; в 1,8-2 раза снижается что, с целью повышения качества нздебалл. карбидной неоднородности в структуре лий за,счет улучшения проработки. струкметалла переднего торца иэделия; меха- туры, одновременно.с соударением торнические свойства, деталей, изготовленныхцовой части стержня с донной полостьюпо предлагаемому способу, повышаются матрицы осуществляют точечное выдавна 28-38%. ливание поверхностных слоев торцовойчасти стержня при соотношении суммыплощадей выдавливаемых точечных отф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1 й ростков к площади поперечного сечениястержня 1/30-1/60,Источники информации,щщнятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР цои заявке Ж 2878102 кл. И 212 8/00,08.02.80 .