Способ изготовления полых изделий

(50 4 В 21 Р 22/20 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевское производственное объединение реле и автоматики и Киевскийполитехнический институт им.50-летияВеликой Октябрьской социалистическойреволюции(56) Мещерин В.Т. Листовая штамповка.Атлас схем. М.: Машиностроение, 1975,с.178, рис,586. 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может бытьиспользовано в машиностроении при изготовлении полых иэделий, Цель изобретения - повышение стойкости инструмента путем получения в процес. се штамповки сверхмелкозернистой структуры материала заготовки. Заготовку 4 устанавливают на матрицу 1 и осуществляют штамповку пуансоном 3, в процессе которой заготовку подвергают индукционному нагреву по цик лическому режиму в интервале темпера тур фазово-структурного превращения материала заготовки. Температура и скорость нагрева от цикла к циклу возрастает. Амплитуда для заготовок из среднеуглеродистых сталей находит. ся в пределах 80- 115 С. СкоростьР ъ штамповки при вытяжке находится в пределах 40-100 С/с, а при выдавливании - в пределах 10-40 С/с. 3 з,п. ф-лы. 3 ил.1 13Изобретение касается обработкиметаллов давлением и относится к способам штамповки с нагревом полых изделий,Цель изобретения - повышение стойкости инструмента путем получения впроцессе штамповки сверхмелкозернистой структуры материала заготовки.На фиг. 1 изображена принципиальная схема осуществления способа прииндукционном нагреве; на фиг. 2график изменения температур нагревапри вытяжке; на фиг. 3 - то же, привьщавливании.На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - матрица, 2 - индуктор,3 - пуансон, 4 - штампуемое изделие.1Способ осуществляется следующимобразом.Заготовку укладывают в матрицу 1,в которую вмонтирован индуктор 2. Наиндуктор 2 подается электрическоенапряжение. Заготовку нагревают дотемпературы верхней границы фазовогоперехода. Пуансон 3 внедряется в заготовку, одновременно индуктор 2 выключается примерно на 2 с, Заготовкув первом цикле, как и во всех последующих, охлаждают до температуры,прикоторой снижается интенсивность фазово-структурного превращения.Затем осуществляют последующиециклы нагрева заготовки. Одновременно с термоциклированием производятдеформирование заготовки до получения полого изделия необходимых размеров.После получения готового изделия4 нагрев прекращают, пуансон 3 извлекают из готового изделия 4,Осуществление одновременчого соштамповкой заготовки вытяжкой иливьщавливанием индукционного или контактного нагрева заготовки по циклическому режиму в интервале температур фазово-структурного превращения позволяет снять деформационное упрочнение материала заготовки, возникающее в результате обработки. Материал заготовки возвращается в сверх- пластичное состояние. Термоциклирование проводят в интервале структурно-фазовых превращений, когда легко проходят рекристаллизационные процес-. сы (при обработке давлением скорость деформационного упрочнения материала заготовки находится в динамическом равновесии с процессом возврата ма 06621 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 териала заготовки в сверхпластичноесостояние),Процесс обработки давлением ведется, когда в материале заготовки происходит частичная фазовая перекристаллизация измельченной структуры вконце последних термоциклов. Так,например, для среднеуглеродистыхсталей различие удельных объемовпревращающихся друг в друга ферритаи аустенита и значений их термических расширений приводит к возникновению значительных напряжений намежфазных гранйцах и к пластическоймикродеформации, т,е. к фазовому наклепу структурных составляющих. Приэтом изменения фазы-структуры материала заготовки вызывают полиморфные Ы у превращения, что сопровождается увеличением числа зародышей новой фазы, а наклепанные феррити аустенит склонны к рекристаллиэации. Термоциклирование во время обработки заготовки обеспечивает получение и сохранение сверхмелкозернистой структуры материала заготовки. При этом оптимальная амплитуда колебания температуры нагрева находится, например, для среднеуглеродистых сталей в пределах 80-115 С, а скорость нагрева - в пределах 40-100 С/с.Кроме того с целью сокращения времени индукционного нагрева заготовки нагрев осуществляют при постоянно включенном индукторе путем перемещения либо индуктора относительно заготовки, либо заготовки относительно индуктора.Количество циклов выбирают из условия целесообразного измельчения структуры материала заготовки, получения зерна достаточно мелкого для обеспечения высокой пластичности материала, а также из условия отсутствия термоохрупчивания.Постепенное увеличение от цикла к циклу скорости нагрева заготовки и температуры нагрева обеспечивает постепенное измельчение зерна. Уже первый термоцикл приводит к образованию мелкого аустенита во всем объеме нагреваемой заготовки, который распадается при охлаждении на более мелкую ферритно-цементную смесь,Следующие циклы, проводимые с большими скоростью нагрева и амплитудой колебания температуры нагрева, еще в3 13066большей степени измельчают структурублагодаря накоплению зародышей новойфазы и ограничению роста величинызерна,Скорости нагрева заготовки выбра 5ны из расчета, что сверхпластичноесостояние материала получают в интервале фазового превращения, обеспечивающего лишь частичное прохождение полиморфных превращений. 10Практически достигаемые минимальная и максимальная скорости нагревана электронагревательных установкахв интервале температур фазовых превращений составляют для среднеуглеродистых сталей соответственно приобработке вытяжкой 40-100 С/с, приобработке выдавливанием - 10-40 С/с(фиг.2 и 3).Увеличение от цикла к циклу температуры нагрева (рост амплитудыколебания температуры нагрева) выбрано из условий прохождения полиморфных превращений в металле,При амплитуде колебания температуры нагрева менее 80 С полиморфныепревращения в металле происходят вмалой степени и повышения пластичности не наблюдается.При амплитуде колебания темпераотуры нагрева более 115 С полиморфные превращения железа происходятполностью и пластичность не зависитот изменения температуры. Оптимальныминтервалом амплитуды является 80 -115 С, когда полиморфные превращенияпроходят частично, т.е. для состояния с.верхпластичности существует критический интервал температур, выходза который не приводит к повышению 40пластичности материала. Оптимальнаятемпература нагрева определяется максимально развитой поверхностью заро 21дышей новой фазы в материале и находится рядом с температурой фазового перехода.Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить пластичность штампуемого материала, увеличить высоту изготавливаемых изделий, что обеспечивает повышение производительности.Формула изобретения1. Способ изготовления полых изделий, при котором в процессе штамповки осуществляют электронагрев заготовки, например индукционный, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости инструмента путем получения в процессе штамповки сверхмелкозернистой структуры материала заготовки, нагрев заготовки осуществляют по циклическому режиму в интервале температур фазово-структурного превращения материала заготовки с возрастающими от цикла к циклу температурой и скоростью нагрева.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий из среднеуглеродистых сталей, нагрев заготовки осуществляют с амплитудой колебаний температуры нагрева, находящейся в пределах 80-115 С.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что штамповку полых изделий осуществляют путем вытяжки со скоростью нагрева, находящейся в пределах 40-100 С/с.4. Способ по пп. и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что штамповку полых изделий осуществляют путем выдавливания со скоростью нагрева, находящейся в пределах 10-40 С/с.1306621фУю Составитель Поселовская Техред Л,Олейни ектор Г,Решетник едактор каз 148 11303 роизводственно-полиграфическое предприятие г. Ужгор Проектная ИИПИ Гоо делоскв Тираж 733 Подписндарственного комитета СССРм изобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5