Способ получения полых изделий с рельефом на внутренней поверхности

72) Авторы изобретения ов и В, ф, Ка Ю. Г 1 Заявитель ч(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С РРЛЬЕФОМ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ та сверхупр ердечни втулки.ое решен ч материале раТакое те значительно Рельефообра вследствие формы серде щение взаим втулки по на и не 150 Сечиваеение ничес ве (не более оправки обес памяти иэмвызывающее агр уюш ереме- рабочей ника,действ уюшей с ним ию к загото ке,вл Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть ис.пользовано при изготовлении полых изделий с: внутренним рельефом, например резьбой, путем термической штамповки.Известен способ получения полых иэ% делий с рельефом на внутренней поверхности, включающий подготовку составной рельефообразуюшей оправки в виде сердечника и охватывающей его рабочей втулки,1 О введение оправки внутрь полой заготовки и термическую штамповку рельефа иэделия при нагреве оправки 1Недостатками известного способа являются повышенные энергозатраты на15 нагрев оправки ввиду высокой температуры горячей, деформации заготовки и связанное с этим низкое качество структуры материала и поверхности иэделий.11 елью изобретения является снижение энергозатрат на нагрев оправки и повышение качества изделий.Эта пель достигается тем, что при получении полых изделий с рельефом на внутренней поверхности способом, включающим подготовку составной рельефообраэующей оправки в виде сердечникаи охватывающей его рабочей втулки,введение оправки внутрь полой заготовки и термическую штамповку рельефаизделия при нагреве оправки, в процессе подготовки рельефообразуюшей оправки материалу сердечника путем термомеханической обработки придают свойствапамяти формы, материалу рабочей втулкисвойства сверхупругости, а нагрев опРавки в процессе термической штамповкиосуществляют до температуры проявления эффекта памяти формы в материале300 рочняемой прн изменении формь (эффек 1 внедрение в материал эат отовки и последующее пластичесхос дсформирование ее с получением рельефа. По.ле охлаждения рельефообраэуюшей оправки вследствие эффекта сверхупругости она возвращается к исходной форме, способствуя возврату первоначальной формы и размеров сердечника. После такой обратной трансформации рельефообразуюший инструмент свободно извлекают из полости готового изделия;На фиг. 1 изображецо положение резьбообразуюшего инструмента перед началом получения внутренней резьбы в отверстии заготовкина фиг. 2 - то же, в процессе получения резьбы; на фиг. 3 - то же, после получения резьбы,Резьбообразующую оправку, содержащую сердечник 1 и охватывающую его рабочую втулку 2, изготавливают иэ никелида титана (54+ 5% никеля, остальное - титан), претерпеваюшего обратимое мартенситное превращение и поэтому обладающего эффектом памяти формы и сверхупругости. Определенной тормомеханической обработкой (отжиг стержня при большем диаметре при 500 С в течение 1 ч в заневоденном состоянии в,эаквлочном,штампе и охлаждение, пластическая деФормация обиатием при 20 оС до меньшего диаметра) сердечнику придают свойства памяти формы. Втулке 2 придают свойства сверх- упругости; надевают на сердечник 1 при 20 С, затем нагревают сердечник от 70 до 100 С и после сверхупругого на 10-25% растяжения втулки до боль- щего диаметра на ее наружной поверх чности нарезают.калиброванную резьбу, после чего охлаждают до 20 С. Полученный таким образом резьбообраэуюший инструмент обладает следующими свойс пзами;- сердечник 1 способен обратимо увеличивать и уменьшать свой. диаметр при термошпслировании от 20 до 150 С с заданной степенью деформации (от 10 до 15%) и с генерироваиием при нагреве напряжениЯ до 60 кгс/мм 1 при 100% возврата формы (эффект памяти формы);- резьбообраэуюшая рабочая втулка 2 способна обратимо увеличивать и умень шать на 10-25% свой диаметр при механическом воздействии напряжений от сердечника (при изменении формы последнего) со 100% ным упругим возвратом формы резьбы и напряжениями до 60 кгс/мм 1 при высокой твердости профиля рмьбы (до НРС 60), самоупсверхупругости) Способ получения резьбы термической штамповкой резьбообразующим инстру ментом реализуют следующим образом,Резьбообразующий инструмент ( втулку) свободно с зазором вставляют в отверстие 3 заготовки (см, фиг. 1),диаметр которого больше наружногодиаметра получаемой резьбы 4 в загоО товке 5. После этого резьбообраэуюшуюоправку нагревают до температурыпроявления эффекта памяти в материалесердечника 1 (см. фиг. 2) и эффекта 5 сверхупругости в материале рабочейвтулки 2, например, до 150 С. В результате нагрева сердечник увеличивается в диаметре, что ведет к увеличению диаметра втулки,которая, в свою 20 очередь, внедряется в материал отверстия 3 заготовки 5, пластически деформируя его с напряжениями до 60 кгс/ммс получением резьбы 4. Нагрев ведутс помощью электронагревателя 6, контак тирующего с торцом корпус;., Послеполучения резьбы 4 (см. фиг. 3) нагреватель 6 отключают, а резьбообразуюшая оправка охлаждается до 20 Сопутем теплоотдачи в окружающую среду, 5 После охлаждения в соответствии с эффектом сверхупругости втулка 2 упругоуменьшается в диаметре, воздействуяна сердечник 1, в соответствии с прямым мартенситным превращением при 35охлаждении претерпевает снижениепредела текучести до 20 кгс/мм и подвоздействием больших напряжений состороны рабочей втулки 2 приобретаетисходную, форму с меньшим диаметром.Таким образом, резьбообразующая втулка полностью выходит из рельефа полученной резьбы 4, и ее свободно извлекают беэ вращения из заготовки 5, Наэтом полный цикл получения резьбы 45заканчивается, а резьбообразуюшийинструмент снова готов к работе.Использование изобретения позволитсущественно упростить технологию получеПя рельефа, например, внутренних 50резьб исключит внешнее силовое воздей 1ствие и вращение при резьбообразовании,что снизит энеюгоэатраты, а также повысит производительность, Все это всовокупности, а также простота, надежность и долговечность резьбообразуюшегоинструмента при использовании низкопотенциальных источников тепла с КПДпреобразования его в механическуюэнергию от 20 до 67% (для разныхкраж 702осударственного комитета СССРам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д. 9 Подписи Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 910;3 сплавов, обладавших эффектом памяти формы) позволит получить значительный экономический эффект в народном хозяйстве, При этом качество материала +заготовки в процессе нагрева не ухудшается, поскольку температура до 150 оС, как правило, не вызывает изменений в стурктуре ма териала. оФ о р м.у л а и э о б р е т е н и я Способ получения полых изделий с рельефом на внутреннЕЙ поверхности, включающий подготовку составной рельефо- образующей оправки в виде сердечника и охватывающей его рабочей втулки введение оправки внутрь полой заготовки и термическую штамповку рельефа а иэделия при нагреве оправки, о т л и 00 6ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на нагрев оправки н повышения качества иэделий, в процессе подготовки рельефообраэуюшей оправки материалу сердечника придают .путем термомеханической обработки свойства памяти формы, материалу рабочей втулки - свойства сверхупругости, а нагрев оправки в процессе термической штамповки осуществляют до температуры проявления эффекта памяти формы в материале сердечника и эффекта сверхупругости в материале рабочей вулки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР