Способ изготовления деталей типа стакана

(19) (И) 4(51 В 21 Л 5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(ЬК АВТОРСКОМУ СВИДЕ 1 ЕЛЬСТВУ, аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Хик Ч. Обработка металлов без снятия .стружки. М., "Мирф, 1965,- с. 333-336.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА СТАКАНА преимущественно из уг. леродистых конструкционных сталей с , содержанием углерода 0,1-0,853, вклю-. чающий нагрев заготовки до температу - ры Ас -(20-120) С, ее деформирование со степенью деформации 20-703 и скоростью деформирования 40-200 ммс, а также последующее деформирование в холодном состоянии о т л и ч аУю ш и й с я тем, что, с целью повью шения .коэффициента использования металла, а также снижения энергети ческих затрат и трудоемкости, перед деформированием вхолодном состоянии заготовку подвергают охлаздению со скоростью 30-60 С/с, а деформирование в холодном состоянии проводят .со степенью деформации 10-603,метров термомеханического режима в совокупности с формированием микроструктуры материала деформированного полуфабриката определенного ба" ла для последующей холодной деформации определенной величины. В зависимости от содержания углерода в стали значения параметров термомеханического режима при полугорячем формоизменении:,претерпевают перераспределение в сторону увеличения силового режима (величины деформации) и снижения (уменьшения) температуры. деформации для ниэкоуглеродистой стали: уменьшение величины деформации и повышение температуры для высокоуглеродистой стали.В таблице представлены значения температуры, соответствующие температуре Ас, для сталей указанного химического состава.Заготовки из стали с содержанием углерода 0,1-0,357. нагревают до температуры Ас 1-(110-120) С, (620- 610 С), деформируют с величиной деоформации 50-70%, после чего деформируют в холодном состоянии с величиной деформации 40-60%. Маркастали 1 О 15 20 25 30 35 40 Ас, С 732 735 735 735 735 730 730 Маркастали 45 50 55 60 70 75 85 Ас, С 730 725 725 725 725 720 720 Заготовки иэ стали;с содержаниемуглерода 0,35-0,657 нагревают дотемпературы Ас, -(40-70) С (690-66 О С)дебоомируют с величиной деформации40-60%, после чего деформируют в холодном состоянии;с величиной деформации 25 40%,Заготовки из стали с содержаниемуглерода 3,65-0,85% нагревают до температуры Ас -(20-40) С, (700-680 С),деформируют с величиной деформации20-40% после чего деформируют вхолодном состоянии с величиной деформации 10-257Способ Формоизменения полуфабриката детали типа стакана из стали с содержанием углерода 0,1-0,857. осуществляют следукнцим образом.1. Выполняют разделку штанг назаготовки (отрезают на дисковой пиле или отрубают на пресс-ножницах вхолодном или подогретом состоянии). 1 1165523Изобретение относится к обработкеметаллов давлением и может быть использовано при изготовлении пластическим деформированием полуфабрикатовдеталей типа стакана из углеродистыхконструкционных сталей.Целью изобретения является повышение коэффициента использования металла и снижение энергетических затрат и трудоемкости путем оптимизации 1 Отехнологической схемы процесса,Способ реализуется следующим об разом.Заготовку иэ углеродистой конструкционной стали с содержанием углерода 01-0,85%. подвергают нагреву дотемпературы Ас-120) С, деформируют со степенью деформации 20.70%и со скоростью деформирования 40-200 м/с, после чего подвергают дейтор" 20мированию выдавливанием в холодномсостоянии, причем охлаждение осуществляют со скоростью 30-60 С/с, а дефоромирование выдавливанием проводят состепенью деформации 10-607, 25Способ заключается в повышенииуровня прочностных свойств и в уменьшении пластических, что достигаетсяиспользованием в ограниченном объеме .на конечных формообразующих операциях предельно допустимой величины,деформационного упрочнения,. полученного на предыдущих Формообразующихоперациях. Особое значение при этомприобретает величина параметров тер- З 5момеханического режима полугорячейдеформации, при котором происходиттолько частичное использование ресурса пластичности, позволяющее осуществлять окончательные формообразуюОщие операции беэ нагрева (в холодномсостоянии). Отличительной особенностью полчгорячей деформации углеродистых сталей в температурной области, близкой Ас , является повышен 1 1ный уровень пластических свойств материала деформированного полуфабриката при относительно высоком уровнепрочностных свойств,Обеспечение уровня прочностныхи пластических свойств позволяетполучать полуфабрикат детали типастакана ответственного эксплуатационного назначения без примененияпоследующей упрочняющей термической Иобработки, что можно осуществитьпри соответствующем распределении2. Проводят рекриоталлизационный отжиг заготовки (только при анизотропии механических свойств материала в состоянии поставки).3. Осуществляют:удаление дефект ного слоя и нанесение на заготовку технологической, смазки (ТС)4. Нагрев заготовки выполняют дотемпературы Ас 1-(20-120) С (выбран" ный температурный нагрев для указан" ных марок сталей в сочетании со зна" чениями скорости и величины деформации является оптимальным) .,Крите рий оптимизации - величина удельной нагрузки на инструмент, характеризу-. 5 ющая степень упрочнения материала.: Отклонение от нижнего предела температурного интервала (Ас -120 С) резко увеличивает сопротивление де формированию (соответственно удельное 20 усилием и снижает стойкость инструмента. Отклонение от верхнего предела характеризуется интенсивным окалинообразованиеми и превалирующим эффектом разупрочняющих процессов. 255. Деформирование при температуре нагрева производят за 2-3 перехода с величиной деформации 1 п 0,223- 1,203 (20"ОЖ) при скорости .деформирования 40-200 мм/с путем калибровки 30 (1-й переход), обратного выдавливания (11-ой переход), вытяжки с утонением (111-ий переход).Отклонение от нижнего предела си лового режима (величины деформации)35 не обеспечивает в совокупности с последущщими операциями способа требуемого уровня прочностных и пласты . ческих свойств материала, а отклоне- ние от верхнего предела вызывает ис 40 пользование ресурса пластичности на завершающих операциях и увеличение удельной нагрузки при полугорячем . формоизменении более предельно допусти" мой величины (общепринято. Я пред. ф 1500-1600 МН/м )Отклонение от нижнего предела ско.г: ростного интервала связано с подстыва" нием полуфабриката во время деформа. ции,а отклонение от верхнего предела50 связано с реэжим увеличейием сопрбяивления деформированию (и тем самым снижению стойкости инструмента в. 2 4 раза и более).6. Охлаждение после деформации 55 проводят со скоростью 30-60 С/с.Указанные пределы скорости охлал дения для отмеченных марок сталей яв ляются оптимальными, Охлаждение с заданной скооостью направлено на фиксацию структуры материала непосредственно после деформациис нагревом,причем меньшее значение скорости охлаждения соответствует сталям с .повы"шенным содержанием углерода. Охлажде"ние с заданной скоростью после формоизменения с нагревом позволяет зафиксировать в достаточно полной меревеличину деформационного упрочненияматериала.в результате прошедшей деформации и предопределяет размер зерна микроструктуры материала под последующуюхолодную деформацию (соответ.ственно предельно допустимую степеньхолодной деформации). Использованиересурса пластичности материала полуфабриката определяется термомехани"ческим режимом деформации с, нагревомв совокупности с величиной деформациина окончательной операции в холодномсостоянии.Отклонение от указанных пределовскорости охлаждения не позволяют ввиду охрупчивания и связи с использова.нием ресурса пластичности из-за увеличенных размеров зерен осуществлятьдеформирование в холодном .состоянии,, Осуществляют нанесение технологической смазки на заготовку (фосфатирование + омыливание + МоБ илиТС на основе полимерных покрытий).8, Выполняют вытяжку с утонениемстенки или прямое выдавливание в холодном состоянии (20 С) с величинойдефоомации 10-603,Указанные пределы холодной деформации обусловлены использованием ресурса пластичности материала в совокупности с приведенными значениямипараметров термомеханического режима полугорячей деформации, а такжеобеспечением требуемого уровня меха"нических свойств, Отклонение от указанных пределов вызывает разрушениематериала полуфабриката, особеннопри жестких /2.6 0 схемах напряженного состояния в очаге пластическойдеформации (вытяжке с утонениемстенки) .9. Осуществляют низкотемпературную термическую обработку (НТО) иокончательную обработку резанием.Деформирование (пункт 5) можетосуществляться за два перехода (калибровка и обратное выдавливание) с1165523непосредственно последующим холодным ми опробован на сталях с содержанидеформированием (ниэкоуглеродистые ем углерода 0;1, 0,45 и 0,8 Х.стали). Изготавливают полуфабрикаты диХолодное формоизменение в эависи" .аметром 60 и 102 мм с толщиной стен-мости от содержания углерода в ста ки 6 и 14 мм и высотой 160 и 430 ммли выполняют с величиной деформации соответственно,10-603, причем меньшие значения де- Функциональное назначение детаформации относятся к сталям с повы- лей гидооцилиндры. Полугорячуюшенным содержанием углерода, Величи" деформацию полуфабрикатов из сталина деформации в холодном состоянии 10 10 (ГОСТ 1050-74) осуществляют зав некоторых случаях может дробиться два перехода, из состальных сталейс цепью "смягчения" схемы напояжен за три.ного состояния( Х 4 0 и повышения Охлаждение после деформации полу( - (1фабрикатов из стали 10 и 45 осущестресурса пластичности (например, вы 1 ф вляют в воду, из стали 89 - в масло.тяжка с.утонением стенки через две- После охлаждения из полуфабрикатовтри матрицы вместо одной или поямое вырезают образцы по ГОСТ 1497-73вьшавливание за два пеоехода). (тип. обо. 7 и 9) испытывают на од)После выполнения формообразующих ноосное растяжение на универсальнойопераций перед обработкой резанием 2 испытательной машине. и исследуют микосуществляют ниэкотемпературный роструктуру. Остальные полуфабрикатыотпуск, который снимает частично ве- деформированы в холодном состоянииличину деформационного упрочнения Таким образом, при изготовлении(до 2-37). Операция низкотемпера полуфабрикатов иэ указанных мароктурной термической обработки (НТО) фф сталей предлагаемым способом уровеньнеобходима для устранения остаточ-прочностных свойств ф 0) достигаетных напряжений и приведения структу 50 1150 ИН/м , пластических - 28 ры материала полуфабриката в относи" 343. При перераспределении значенийтельно равновесное состояние. Паде- параметров термомеханического режимание значений прочности в результате ЗО в зависимости от содержания углеродаНТО при указанном уровне механичес- в стали и величины холодной деформаких свойств материала деформирован- ции, полученные результаты характерныного полуфабриката не превышает и для остальных марок сталей.15-30 МН/м, что в конечном итоге Технико-экономическая эффективобеспечивает на указанных марках.ность от использования предлагаемогосталей фактические значения 60 изобретения яаключается в повышениине менее 700-1100 Мн/м (а- не более коэффициента использования металла28 35 Ж. до 0,8-0,87, снижении трудоемкостиИ р и м е р. Способ изготовления механической обработки в среднем наполуфабрикатов деталей типа стакана ,ц 20-403"и снижении энергетических затв соответствии с укаэанными режима- рат,Составитель А. БыстровРедактор Л. Гратилло ТехредМ.Пароцай Корректор Е, РошкоЗаказ 4267/15 , Тираж 647 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11.3035, Москва, Ж-.35, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4