Матрица для прессования изделий из тугоплавких металлов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11 1961812(51) М.К . В 21 С 25/02 Гооудврствеивый комитет СССР по делам каооретеннй и открытийДата опубликования описания 30.09.82.К. Московский ордена Октябрьской Революции и ордена рудовргоКрасного Знамени институт стали и сплавов(54) МАТРИЦА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению прессованных изделий.Известна матрица для прессования изделий тугоплавких металлов, содержашая заходный конусообразный ступенчатый и формующий участки.В этой матрице поверхность входного участка имеет многоступенчатый прямоугольный профиль. Матрица позволяет разрушить грубую дендритную структуру литых материалов, осуществлять дискретную деформацию в области входного конуса 1.Однако острые кромки входного участка могут быть разрушены из-за больших усилий при прессовании тугоплавких металлов, Равномерное распределение участков прямоугольной образующей входного конуса приводит к тому, что на участке последнего, прилегаюшего к формуюшей части матрицы, действуют значительные продольные и радиальные деформации прессуемого металла, скалываюшие ступенчатый профиль на указанном участке. Кроме того, в данной конструкции матрицы не предусмотрена возможность применения смазки. Смазка заготовки в процессе течения металла не производится, что приводит к снижению качества изделий. Смазки профиля входного участка данной матрицы также не предусмотрено.Цель изобретения - разработка конст рукции матрицы, позволяюшей повысить еестойкость и повысить качество изделий.Указанная цель достигается тем, что вматрице для прессования изделий из тугоплавких металлов, содержащей заходный конусообразный ступенчатый и формующий участок, выступы и впадины ступенчатого участка выполнены наклонными в направлении истечения материала из матрицы под углом 45 - 89 к ее оси с увеличивающейся в том же направлении высотой, состав ляюшей 0,03 - 0,1 от диаметра формуюшегоучастка матрицы. При этом впадины ступенчатого участка матрицы могут быть заполнены смазкой.На чертеже показана предлагаемая мат рица.Матрица содержит заходные 1 и формующий 2 участки, при этом заходный участок имеет выступы 3 и впадины 4 с высотой, увеличивающейся в направлении исте 9618125О 15 20 25 фор чула изобретения 50 55 чения металла. Впадины 4 матрицы заполнены смазкой 5. Матрица работает следующим образом. При движении вдоль заходного участка 1 матрицы металл постепенно выбирает смазку 5 из впадины и при подходе участка заготовки, прилегающего к заднему концу заготовки, металл движется практически по образующей профиля.Тугоплавкие металлы обладают высокой прочностью при повышенных температурах, поэтому процесс прессования осуществляют при 1200 - 2000 С. В процессе прессования наружные слои заготовки остывают значительно быстрее центральных, поэтому скорость их движения и деформации значительно меньше. Величина прессутяжины изделий главным образом зависит от разницы сдвиговых деформаций поверхностных слоев заготовки и ее середины. В описываемой матрице поверхностные слои заднего конца заготовки движутся по двум направляюшим волнообразной кривой, при этом чередование движения поверхностных слоев вдоль и под углом к оси матрицы приводит к выравниванию интенсивностей деформации сдвига центральных и поверхностных слоев заготовки, что является существенным, в особенности для заднего конца заготовки, ответственного за формирование прессутяжины.Наряду с этим литые тугоплавкие металлы в исходном состоянии, например после вакуумно-дугового или электроннолучевого переплава, имеют крупнокристаллическую структуру, причем зерна вытянуты вдоль оси кристаллизатора и имеют размеры до 5 - 15 мм. При первичной деформации, в качестве которой в основном используют прессование, зерна вытягиваются в продольном направлении, сужаясь в поперечном, что приводит к значительной анизотропии свойств во взаимно перпендикулярных направлениях.Предлагаемая конструкция матрицы служит также для дробления дендритной структуры в продольном направлении, при этом при движении металла по двум направлениям вдоль входной части матрицы деформацию претерпевают не только слои металла, примыкающие к матрице, но и центральные слои заготовки, происходит выравнивание скоростей истечения слоев заготовки при прессовании, что снижает величину образования прессутяжины, и, следовательно, расход дорогостоящих материалов.В описываемой конструкции происходит постоянное подавление роста деформаций и напряжений, особенно значительных на участке, примыкающем к месту сочленения заходной и формующей частей матрицы, являющейся границей геометрического очага деформации.Такое течение металла существенным образом улучшает напряженное состояние 30 35 40 45(сХема всестороннего сжатия), появление растягивающих напряжений исключается, что повышает качество пресс-изделий.Увеличение высоты выступов и впадин к формующему участку матрицы, обусловлено тем, что наиболее интенсивный износ у матриц наблюдается в местах переходов воронки к формующему участку, при этом на рабочей поверхности матрицы образуются риски, задиры, вмятины, налипание металла. Описываемая матрица благоприятствует равномерному нанесению смазки из впадин во время всего процесса, особенно в его заключительной стадии и в наиболее опасной с точки зрения разрушения матрицы - на входе в формующий участок.Параметры ступеней матрицы выбраны из следующих соображений. При уменьшении высоты выступов Ь 0,ОЗРИК тонкий слой смазки не обеспечивает равномерного покрытия ею заготовки и выбирается в начале процесса истечения материала. С увеличением 11) 0,1 Рх происходит затекание металла заготовки во впадины заходного участка, что приводит к преждевременному износу матрицы. Оси выступов, впадин в этой матрице составляют с осью ее в направлении истечения металла угол меньше 90 (45 - 89), что обеспечивает снижение величины мертвых зон металла. При движении металла вдоль входного участка матрицы поверхностные слои заготовки постоянно входят в контакт со смазкой, выбирая ее из впадин-накопителей, что обеспечивает полный и равномерный расход смазки в процессе прессования, равномерное покрытие ею прессуемого металла, что приводит к повышению качества, в первую очередь, поверхностных слоев изделий, снижает расход металла при последующей механической обработке, а также повышает стойкость матриц за счет практически полного отсутствия контакта нагретой заготовки с поверхностными слоями матрицы и связанными в связи с этим процессами разупрочнения матриц, возникновением дополнительных термонапряжений и т, д. 1. Матрица для прессования изделий из тугоплавких металлов, содержащая заходный конусообразный ступенчатый и формующий участки, отличающаяся тем, что, с целью повьшения стойкости матрицы и качества изделий, выступы и впадины ступенчатого участка матрицы выполнены наклонными в направлении истечения материала из матрицы под углом 45 - 89 к ее оси с увеличиваюшейся в том же направленииСоставитель Р. Радькова Редактор С. Тараненко Техред И. Верес Корректор Е. Рошко Заказ 6959/12 Тираж 845 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4вь 1 сотой, составляющей,0,03 - 0,1 от метра формующего участка матрицы.2. Матрица по п. 1, отличающаяся что впадины ступенчатого участка ее полнены смазкой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР236226, кл. В 21 С 25/08, 965 (прототип).5