Способ изготовления ступенчатых деталей из жаропрочных сталей и сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9 ЯО 14 1511 4 В 215 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ъединение ЦНИИТ- ъединение лопаток арабанов,ов объемная е, 1975. ТУПЕН- ОЧНЫХ обработке ть исполь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное обпо технологии машиностроенияМАШ и Производственное обЛенинградский завод турбинныхим. 50-летия СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯЧАТЪХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖАРОПСТАЛЕЙ И СПЛАВОВ(57) Изобретение относится кметаллов давлением и может бы зовано при изготовлении многопереходной высадкой ступенчатых деталей из жаро.прочных сталей и сплавов. Цель - повышение качества деталей и снижение расхода металла. Цилиндрическую заготовку высаживают по переходам. На каждом переходе получают утолщение в виде конической и цилиндрической поверхностей, сопряженных между собой. Радиальное выдавливание металла осуществляют с первого перехода до диаметра, превышающего максимальный диаметр перехода на 7 - 1000. Высота участка радиального выдавливания составляет 15 - 2000 высоты цилиндрической поверхности готовой детали. Участок радиального выдавливания располагают в месте сопряжения цилиндрической и конической поверхностей, на последнем переходе - на сере- э дине высоты цилиндрической поверхности готовой детали. 4 ил.С."10 15 20 25 30 35 40 50 Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении многопереходной высадкой ступенчатых деталей из жаропрочных ,талей и сплавов.Цель изобретения - повышение качест- )а деталей и снижение расхода металла.На фиг. 1 дана исходная цилиндричесая заготовка с длиной высаживаемой асти ; на фиг. 2 - заготовка после перого перехода: высадка конической части, илиндрической части максимального диаетра - Р, и радиальное выдавливание о диаметра Рв на участке высотой 1; на иг. 3 -заготовка после второго переода; высадка конического участка, цилиндической части максимального диаметраи радиальное выдавливание до диаметра в на участке высотой Ь; на фиг. 4 - готоая поковка, имеющая цилиндрическую поерхность максимального диаметра Р, выотой Н и участок диаметром Рю, высотой 1, при этом обьемы Ч=Ч=Уз и Ч=Ъ= ,.Способ осуществляют в следующей послеовательности, По чертежу готовой поковки аходят размеры участка радиального выавливания и объемы Чз и Чз, определяюие его расположение на середине высотыцилиндрической поверхности (фиг. 4).алее из равенства объемов, с учетом изестных рекомендаций определяют размеры заготовки по наборным переходам и соответс 1 гвенно диаметры участков радиального выдавливания. Участок радиального выдавливания для промежуточных переходов распо,лагают на максимальном текущем диаметре Й месте сопряжения конической поверхности с цилиндрической (фиг. 2, 3).На начальной стадии первого перехода высадки (фиг, 2), после частичного заполНения конусной части начинается форми г)ование цилиндрической поверхности. При ээтом преимущественное течение материала Наблюдается в месте перехода конусной части в цилиндрическую, т.е. на этом участке заготовки происходит начальный набор диаметра Р. Расположение в этом месте участка заготовки, свободного до контакта с инструментом, позволяет уменьшить охлаждение металла. На следующей стадии высадки первого перехода происходит формирование всей цилиндрической поверхности. Выполнение в этот момент радиального выдавливания части металла позволяет перераспределить напряжение и деформации в зону заготовки, имеющую наибольшую пластичность.На следующем переходе (фиг. 3) происходит высадка конусной части, и увеличение диаметра цилиндрической части с радиальным выдавливанием металла на участке заготовки свободном от штампа. И в этом случае, как и на первом переходе, радиальное выдавливание выполняет роль накопителя деформации и демпфера, релаксирующего напряжения, что позволяет высаживать заготовку и без разрушения металла на ее поверхности.На окончательном переходе (фиг. 4) формирование цилиндрической поверхности, имеющей максимальный диаметр, происходит за счет верхнего - Чз и нижнего - Ча объемов металла, а участок радиального выдавливания располагается по середине высоты цилиндрической поверхности. Это объясняется тем, что наибольшая начальная деформация, а следовательно и ранний контакт заготовки с инструментом при окончательной высадке возникает на участке, расположенном на середине высоты цилиндрической поверхности, имеющей максимальный диаметр, Эффект радиального выдавливания на этой стадии высадки аналогичен описанному выше. Кроме того, наличие наплыва от радиального выдавливания качественно влияет на повышение деформируемости материала заготовки. Утолщение, образовавшееся в результате радиального выдавливания, является аккумулятором тепла, выполняет роль бандажа, создавая напряженное состояние сжатия в месте наибольшей начальной деформации, и обеспечивает технологический припуск для накопления поверхностных дефектов, в случае их образования,Пример, На заготовках высаживания утолщение, имеющее начальный усеченный конус, переходящий в цилиндрическую поверхность. Высота конусного участка составляла 40 мм, диаметр малого основания 53 мм. Цилиндрический участок имел высоту 50 мм и диаметр 85 мм.Штамповку производили за три перехода с радиальным выдавливанием на каждом переходе со скоростью деформирования Ч=0,2 м/с, что соответствует скорости деформирования мощных ГКМ усилием 12,5 МНт. Деформирование осуществляли после нагрева заготовки до 1180 С и температуре подогрева штампа 300 и 20 С.Высоту участка радиального выдавливания регулировали прокладками.Штамповка с использованием радиального выдавливания на промежуточных переходах, в месте перехода конической формы в цилиндрическую, на участке высотой 7,5 - 10,0 мм (6=0,15-0,2 Н) и диаметром 1,07 - 1,10 Р (О - максимальный диаметр перехода) позволила деформировать сплав без разрушения.При окончательной штамповке на поверхности участка радиального выдавливания диаметром 93 мм и высотой 8 мм, расположенного по середине цилиндрической поверхности диаметром 85 мм и высотой 50 мм, в некоторых случаях появлялась сетка мелких трещин. Однако, их месторасположение не выходило за пределы1423243 Формула изобретения Фиг.2 участка радиального выдавливания, а глубина не превышала 2 - 3 мм,Использование штамповки за пределами предлагаемого способа не позволило получить качественные поковки. Например, штамповка с радиальным выдавливанием на участке высотой 5 - 6 мм (6(0,15 Н) приводила к возникновению трещин на поверхности штамповки в зонах, прилегающих к участку радиального выдавливания. В случае штамповки с радиальным выдавливанием до диаметра: 1 переход 64 - 65 мм (Р=56 мм), 2 переход г" 80 мм (Р=70 мм), окончательный ф 95 - 96 мм - на поверхности радиального выдавливания образовывались разрывы и трещины, глубина которых увеличивалась с увеличением величины деформации (номера перехода),Применение радиального выдавливания до диаметров меньше 1,07 диаметра цилиндрической части на каждом переходе приводит к недоштамповке углов цилиндрического участка. Способ изготовления ступенчатых деталей из жаропрочных сталей и сплавов, включающий многопереходную высадку цилиндрической заготовки путем формовки утолщения в виде конической и цилиндрической поверхностей, сопряженных между собой, на предварительных переходах и полу.чения готовой детали с радиальным выдавливанием металла в заусенец на окончательном переходе, отличающийся тем, чтос целью повышения качества и снижения расхода металла, радиальное выдавливание осуществляют с первого перехода высадки до диаметра, превышающего максимальный диаметр перехода на 7 - 10% на участке высотой 15 - 20 О 4 высоты цилиндрической поверхности готовой детали в месте сопряжения конической поверхности с цилиндрической, а на окончательном переходе на 20 середине высоты цилиндрической поверхности готовой детали.1423243 О.МазайВерес Соста вителТехред И Тираж 58 нного комитета Москва, Ж - 3 играфическое п СССР по дел Раушскаяедприятие, г 33 УЯЛЛ Редактор М. ТовтинЗаказ 4469 2ВНИИПИ Государстве113035,Производственно-пол Кор)ектор М. Максимиши пецПодписноеам изобретений и открытийнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4