Способ горячей штамповки изделий из алюминиевых сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 1801 19) 1,3 5/12 О ТЕН ОР У СВИДЕТЕЛЬСТВ К(.7 н и ком та го ти 50 где т - время выде Р - расчетное мирования, кг/мм Причем предва ное деформирован ратуре 400450 Сжки, с удельн остигается тем, что мповки изделий из например, плоскихключающем осущеовой температуренчательное дефорсилие дефор е и окончательдят при темперител и о ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) 1, Авторское свидетельство СССРМ. 967646, кл, В 21 Л 5/02, 1980.2, Авторское свидетельство СССРМ 638411, кл, В 21 Л 5/00, 1977,3. Авторское свидетельство СССРМ 1579620, кл. В 21 3 5/12, 1987.(54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКИ ИЗАЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ(57) Сущность изобретения; предварительную и окончательную штамповку при осуще-. тся к обработке менно к способам изебренных деталей иевых сплавов. го изобретения явтва получаемых изов.ого способа позвойоКучаемых издетойкость штампов ельной и 43% для и. Изобретение относиллов давлением, а име товления плоских ор па панелей из алюминЦелью предлагаемо ляется повышение качес делий и стойкости штампПрименение указаны ляет повысить качество лий на 2,5%, повысить с на 10%. для предварит окончательной штамповк Поставленная цель дв способе горячей штаалюминиевых сплавов,деталей с оребрением, вствление при одинакпредварительное и око ствлении способа проводят в изотермических условиях, т.е. при температуре штампа, соответствующей температуре нагрева заготовок, выбираемой в пределах 400 - 500 С. После достижения заданного усилия как при предварительном, так и при окончательном деформировании производят выдержку под деформирующим усилием в течение в течение заданного времени. После выдержки нагрузку снимают. Благодаря регламентации выдержки достигается полное оформление рельефа деталей типа плоских деталей с оребрением. Кроме того повышается стойкость штампового инструмента за счет одинаковой упругой деформации предварительного и окончательного штампов, 1 з,п. ф-лы. мирование заготовки с выдержкой при, д окончательном деформировании в течение заданного времени под деформирующим усилием также производят выдержку в течение заданного времени под деформирующим усилием при предварительном деформировании заготовки, при этом времявыдержки при каждом этапе деформирова- -й ния определяется из выражения5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В процессе штамповки удельное усилие деформации меняется и достигает определенного максимума, одновременно также меняется и величина упругой деформации инструмента и достигает максимума в конце деформирования, Проведение изотермической выдержки как при предварительном так и при окончательном деформировании. в условиях максимального усилия способствует качественному заполнению всех ребер и перегородок плоской детали, а также обеспечивает постоянную упругую деформацию предварительного и окончательного штампов, что гарантирует получение точных размеров изделия по толщине.Определение времени выдержки по формулег = - п, гдето- время выдерж 50р:ЗПки, с; р - расчетное удельное усилие деформирования, кг/мм позволяет расчетным путем найти важный параметр управления процессом горячей штамповки.Предлагаемая формула выведена в результате проведения многочисленных экспериментов,Если время выдержки будет меньше расчетного, то упругая деформация штампа не достигнет заданной и штамповка будет неоформленной.Если же время выдержки будет больше расчетного, то произойдет перераспределение металла в зоне деформации, что изменит величину упругой деформации штампа и изделие будет иметь неравномерность по толщине,Важным элементом процесса является быстрое снятие нагрузки после выдержки, Сохранение нагрузки после окончания расчетной выдержки приводит к изменению упругой деформации штампа, что ведет к искажению размеров изделия, В свою очередь сохранение постоянства упругих деформаций штампов способствует повышению их СтойкОСти.Проведение предварительного и окончательного деформирования при одинако,вой температуре обеспечивает постоянство пластических характеристик деформируемого металла, что позволяет сохранить постоянство изменения усилия, необходимого для оформления штамповок независимо от скорости деформированная,Постоянство изменения усилия в свою очередь вызывает одинаковую упругую деформацию штампа, а "следовательно, обеспечивает точность геометрических размеров изделия,В противном случае, если предварительная штамповка осуществляется при одних температурах, а окончательная - при других, то для устранения разнотолщинности изделий требуется корректировка штамповой остнастки с учетом разного упругого прогиба предварительного и окончательного штампов, что значительно усложняет процесс штамповки и не позволяет обеспечить стабильность размеров изделия особенно по толщине.Выбор температурного интервала в пределах 400-450 С обеспечивает максимальную пластичность алюминиевых сплавов, что ведет к снижению общего усилия деформирования как при предварительной, так и при окончательной штамповке, что в свою очередь ведет к снижению упругой деформации штампа и уменьшению раэнотолщин ности изделий типа панелей.Если температура изотермической штамповки ниже 400 С, то упругая деформация штампа и заготовки меньше необходимой величины, а изделие также имеет отклонения по раэнотолщинности с утонением по центру,Способ осуществляется следующим образом,В соответствии с чертежом панели с односторонним или двусторонним оребрением изготавливаются предварительный и окончательный штампы с учетом наклона ребер и упругой деформации штампов.После установки штампов в пресс они подогреваются до температуры, близкой к температуре деформации для обеспечения иэотермических условий, После нагрева металла до температуры 400 - 500 С заготовка подается в пресс, мощность которого соответствует расчетному усилию.Предварительно определяется время выдержки металла в штампе при достижении расчетного усилия с учетом среднего удельного давления по предлагаемой фор 50муле: т = - , причем время выдержкир сзОопределяется отдельно как для предварительного, так и для окончательного штампов. После подачи заготовки в пресс, начинается штамповка. В процессе штамповки при достижении расчетного усилия осуществляется выдержка металла в течение времени, определенного по вышеуказанной формуле,После выдержки давление снимают, изделие извлекают из штампа, и контролируют на соответствие заданным размерам Пример конкретного осуществленияспособа. Для опробования предлагаемого способа проводили штамповку панели шифра БСЦ, 214 из сплава АК, 1801701Предварительно производили расчет удельного давления для предварительной и окончательной штамповки указанного изделия,Как известно из технической литерату ры (см, Сторожев М.В. и др. "Технология ковки и горячей штамповки цветных металлов", Высшая школа, Москва. 1967, стр. 111) удельное давление рассчитывается по формуле: 10р=1,15 пз(1 +0,25 - ), где0Яоз - предел текучести металла при температуре деформации равен 5 2 (см. с, 59).кгммС 1 - ширина штамповки, 250 мм;Я - толщина штамповки. 12,5 мм;20р = 1,15 х 5(1 + 0,25 12 5 ) = 34,5Далее определяли усилие процесса:Р= рх Г, гдеР - общее усилие процесса;Г - площадь штамповки, мм .2По чертежу штамповки БСЦ, 124площадь штамповки равна 56000 мм . Общее усилие: Р - 34,5 х 56000 = 1932000 кг.Выбираем пресс усилием 3000 тн.Далее определяли время выдержкиштамповки при достижении расчетного усилия. г= - о =50 50р - 30 34 5 - 30= 11,11 сек,Принимали время выдержки, равное 11сек., как для предварительной, так и дляокончательной штамповки.В соответствии с расчетами предварительную и окончательную штамповку производили в изотермических условиях, т.е,температура штампа соответствовала температуре нагрева заготовки. Температуранагрева соответствовала предельным, средним, и запредельным значениям заявляемого параметра температур.Штамповку производили при выдержке,равной расчетному времени, а также меньше и больше расчетного.После окончания выдержки нагрузкуснимали. Изделие извлекали из штампа. Далее производили контроль изделия на соответствие заданным размерам, а именнопроизводили замер толщины изделия, учитывая допуск на толщину полотна изделия, который равен +0,2 мм.Измерение толщины изделия осуществляли по краям и по центру.Кроме того, оценивали стойкость штампа,Для сравнения результатов производили штамповку в соответствии с прототипом,Результаты испытания сведены в табл, 1,В таблице 2 приведена сравнительная оценка по качеству предлагаемого и известного способов, а также способа, выбранного в качестве базового объекта (беэ регламентации времени выдержки).Как видно из таблицы 1 и 2, при применении предлагаемого способа отклонений по разнотолщинности и геометрии изделий не наблюдается, Все изделия, отштампованные в соответствии и с прототипом, имели недопустимые отклонения по геометрии. Изделия, соответствующие базовому объекту, требовали доводки размеров после предварительной и окончательной штамповки.Стойкость штампов по предлагаемому способу возросла на 100 для предварительной и 43% для окончательной штамповки,Формула изобретения1, Способ горячей штамповки изделий из алюминиевых сплавов, например плоских деталей с оребрением, включающий осуществляемые при одинаковой температуре предварительное и окончательное деформирование заготовки с выдержкой при окончательном деформировании в течение. заданного времени под деформирующим усилием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий и стойкости штампов, производят выдержку в течение заданного времени под формирующим усилием при предварительном деформировании заготовки, при этом время выдержки при каждом этапе деформирования определяют иэ выраженияг = - О,с% р - 30 где г - время выдержки, сек;р - расчетное удельное усилие деформирования, кг/мм,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что предварительное и окончательное деформирование проводят при 400 - 450 С,1801701 Таблица 1 Влияние времени выдержки и температуры нагрева заготовки при максимальном усилии на разнотолщинностьи м е ч а н и е. (+) означает выход за поле доп(-) означает выход за поле ерхнему преде Ц убченк Редакто Заказ 816 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5