Способ изготовления пустотелых деталей типа туб из деформируемых алюминиевых сплавов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК в .Я 2 1747237 А 5 П 5 В 2 Щг лг ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ.%26производственно Малышева"ов, С.П,Понома ьеди 2(088,8)ехнология холодноингиз, 1958, с, 411, рЛистовая штампое, 1.967, с, 281-28 штамс, 273. ка, Л.: 8, рис. 3 ЬЭ ,бд акже способ изготов б, принятый в качеств етствии с которым изЪ Известендеталей типатотипа, в соо ро- оГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Малов А.Н. Тповки, М ОбороЗубцов М,Е.Машиностроени134,а. Изобретение относится к литейному и кузнечно-штамповочному производствам, в частности к кристаллизации отливок под давлением и холодному выдавливанию изделий из них.Известен способ изготовления туб обратным холодным выдавливанием. согласно которому иэ полосы алюминиевого сплава производится вырубка цилиндрической заготовки, подвергаемой пластической деформации со значительным утонением стенок изделия.Недостатками известного способа являются интенсивное упрочнение металла при выдавливании, низкая стойкость деформирующего инструмента и повышенный брак по разрывам металла на полой части деталей.т ления(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТУБ ИЗ ДЕФОРМИРУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: в литейном и куэнечноштамповочном производстве. Сущность изобретения: литьем с кристаллизацией под давлением получают полуфабрикат в виде диска с глухим отверстием диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра, и глубиной, равной 0,65-0,8 толщины диска. Полуфабрикат подвергают виброобработке с частотой 300-400 Гц в течение 15-25 мин, Затем иэ полуфабриката вырубают заготовку и термообрабатывают, Конечные детали получают выдавливанием заготовок. 1 табл.6 ил. сового металла путем вырубки-пробивки изготовляется кольцевая заготовка. Затем производят ее отжиг для разупрочнения металла в зоне реза и последующее обратное выдавливание,Недостатком способа является низкий коэффициент использования металла, обусловленный большими его потерями при вырубке цилиндрических заготовок из полосы.Цель изобретения - повышение экономичности производства пустотелых деталей типа туб за счет использования отходов.Указанная цель достигается благодаря тому, что из отходов металла штамповочного производства путем переплава и кристаллизации под давлением изготовляют полуфабрикат в виде диска с глухим отверстием диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра и глубиной, равной 0,65-0,8 толщины диска, который подвергают виброобработке с частотой 300-400 Гц в10 15 20 25 30 35 40 45 50 течение 15 - 25 мин и производят вырубку заготовок для последующего выдавливания деталей типа туб.Приведенные количественные интервалы диаметра и глубины отверстия в полуфабрикате и режима виброобработки отливок обусловлены следующими данными, полученными в процессе проведения опытных работ по изготовлению труб из алюминиевых сплавов АО, АД и АД 1,Установлено, что при выполнении полуфабриката в виде тонкостенного диска без центрального отверстия процесс кристаллизации под давлением идет от периферии к центру отливки, Возникающие при этом значительные термические напряжения, обусловленные высокой скоростью кристаллизации и искажения кристаллической решетки сплава, приводят к образованию горячих трещин длиной от 1/2 до 3(4 диаметра отливки, Выполнение в отливке центрального отверстия меняет направленность кристаллизации и температурное поле о гливки, что благоприятно отражается на их качестве.Однако изготовление отливок с отверстием диаметром меньшим 0,2 (например 0,18) наружного диаметра приводит к появлению на некоторых отливках иэ сплава АД 1 горячих трещин. Отливка полуфабриката с центральным отверстием более 0,3 (например 0,35) его наружного диаметра обеспечивает получение качественных отливок. Однако для вырубки иэ полуфабриката экономически целесообразного количества заготовок для выдавливания туб (16 - 18 шт,) возникает необходимость увеличения диаметра отливки и усилия пресса, что снижает экономические показатели производства, Выполнение отверстия глубиной менее 0.65 (например 0,6) толщины полуфабриката приводит к появлению на части отливок горячих трещин длиной 15-20 мм, Изготовление полуфабрикатов с отверстиями глубиной более 0,8 (например 0,9) толщины сопровождается интенсивным разогревом выступающих частей пресс-формы, их деформацией после изготовления небольшой партии отливок и затруднением удаленияиэделий из пресс-формы,Изучение механичнеских свойств и качества вырубленных заготовок для выдавливания туб позволяет сделать следующие (см, таблицу) вывоДы, Виброобработка отливок с частотой менее 300 Гц (например 250 Гц) приводит к некоторому повышению прочностнь 1 х характеристик сплавов, практически не изменяя показатели пластичности. Поэтому на заготовках для выдавливания, вырубленных иэ полуфабрикатов,виброобработанных с отмеченной частотой, в зоне среза сохраняются микротрещины, Виброобработка полуфабрикатов с частотой более 400 Гц (например 450 Гц) сопровождается существенным упрочнением сплавов и некоторым снижением пластических характеристик по сравнению с заявленным интервалом обработки, В результате резко возрастает усилие выруб-.ки-пробивки, а на части вырубленных заготовок вонвь появляются микротрещины. Приложение к полуфабрикатам колебаний в течении менее 15 мин (например 10 мин) не обеспечивает значительного воздействия на структуру материала, Поэтому практически не отмечается изменения пластических характеристик сплавов, Виброобработка в течение длительного (более 25 мин) времени (например 30 мин) приводит к охрупчиванию алюминиевых сплавов.Таким образом, отливка с кристаллизацией под давлением полуфабрикатов в виде дисков с отверстием, равным 0,2 - 0,3 его наружного диаметра и глубиной, равной 0,65 - 0,8 высоты заготовки, и последующая виброобработка отливок с частотой 300-400 Гц в течение 15 - 25 мин являются оптимальными с точки зрения достижения поставленной цели, так как обеспечивает возможность использования отходов штамповочного производства с минимальными трудовыми и энергетическими затратами.На фиг. 1 изображен отход штамповочного производства после вырубки заготовок для выдавливания деталей типа туб, на фиг. 2 - расплав, приготовленный из отходов штамповочного производства; на фиг, 3 - полуфабрикат, выполненный в аиде тонкостенного диска с глухим центральным отверстием, полученный литьем с кристаллизацией под давлением; на фиг, 4 - отливка после вырубки заготовок для выдавливания; на фиг. 5-заготовка для выдав-. ливания; на фиг, 6 - выдавленная заготовка тубы.На фиг. 1-6 обозначены; О - наружный диаметр заготовки и тубы; В - ширина пг.3 осы; О и б - соответственно наружный и внутренний диаметры отливки; по - толщи- на отливки; Ь - глубина центрального о верстия полуфабриката; б - диаметр отверстия в заготовке для выдавливания; Н- высота тубы; Н - высота выдавленнойтонкостенной части тубы,Способ изготовления туб реализуетсяследующим образом,Отходы штамповочного производстваиз сплавов АО, АД и АД 1 плавили в индукционной печи при 720-740 С, рафинировали препаратом "Дегазер" и мерным ковшом1747237 Результаты испытаний механических свойств, сплава АД; качество полуфабрикатов диаметрон 183 мм, толщиной 4,4 мм, изготовленных лизачией под давлением и вырубпенных из ннх заготовок для выдавленивая акристалЧастотааиброоб" Относит.глубинаотверст.Оя 1 о Результаты эксперимента Иеханические свойства Время вибро" обре" ботни, мин Относит. диаметр отверстия в полуеабрикате1 н Оп Экспе- римент,ИПа б 0,2 ИПа оФЬработки, гч Горяне трещины длиной100-140 мм 17 40 5 г Трещины длиной до 40 мм о,18 о,7 0,7 44 Отливка качественная,микротрещины на вырубленныхзаготовках 4 02 20 58 Отливка и вырубленные заготовки качественные 26 О,7 . 35 о О,г 300 4 аа 27 54 52 273 о20 56 25 62 о,8 0,3а,35 Уменьшилось количество вырубленных заготовок с16 до 11 шт. о,7 Отливка качественная, микротрещины на вырубленныхзаготовках,24 20 065 250 20 55 а,3 Трещины на отливках длиной15"20 мм о,6 0,25 Иикротрещины на вырубленных заготовках 66 30 450 0,7 о,г 5 45 56 43 54 24 57 , 28 68 29 1 а 15 3 о 350 350 40 а о,7 о,7 о,7 1 о Качественные заготовки 2718 Трещины на вырубленныхзаготовках 0,25 12 Качественные заготовки 79 31 Прокатная полоса 78 13 П р и м е ч а н и е, При проведении каждого эксперимента изготовлялось не менее 3 отливок заливали в пресс-форму, установленную на гидравлическом прессе усилием 4 МН, Температура заливки сплава составляла 710 + +10 С, давление кристаллизации - 152 МПа, Отливки диаметров 183 мм, толщиной 4,4 мм с отверстием диаметром 35 мм подвергали виброобработке на стенде ВЭДС 200 с частотой 350 Гц в течение 20 мин. Затем из полученных отливок на прессе К 2136 В усилием 1000 кН за один ход производили вырубку 16 шт заготовок диаметром 30 мм с отверстием диаметром 9,8 мм. Полученные заготовки отжигали при 350 С, подвергали галтовке и штамповали на холодно-высадочном автомате,Способ может найти применение в электронной, радиотехнической и других отраслях промышленности, изготовляющих тонкостенные пустотелые изделия типа туб,формула изобретения 5 Способ изготовления пустотелых деталей типа туб из деформируемых алюминиевых сплавов, включающий вырубку заготовки из полуфабриката, термическую обработку и выдавливание, о т л и ч а ю щ и .10. й с я тем, что, с целью повышения экономичности, полуфабрикат получают литьем с кристаллизацией под давлением диаметром, равным 0,2-0,3 его наружного диаметра, и глубиной, равной 0,65-0,8 толщины диска, 15 после чего производят виброобработку полуфабриката с частотой 300-400 Гц в течение 15 - 25 мин.1747237 оставитель А.Кузнецова хред М.Моргентал СРедактор И,Касарда Те Корректор М.Пож Заказ 2461 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 при ГКНТ ССС Проиэво но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10