Способ холодного экструдирования труб из слитков алюминиевых сплавов

СПИ.САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски аСоциалистическиеРеспублик ц 889179 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Я;. М. Охрименко, В. Н. Щерба и Д, Б. Ефремов Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) СПОСОБ ХОЛОДНОГО ЗКСТРУДИРОВАНИЯ ТРУБ ИЗ СЛИТКОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ1 О 15 Изобретение относится к обработ= ке металла давлением методом холодного экструдирования и может быть использовано для изготовления различных труб с повышенными требованиями . к их физико-механическим свойствам.Известен способ холодного экструдирования труб с применением неподвижной смазанной иглы, при котором пресс- штемпель перемещается с заданной постоянной скоростью 11,Однако при таком процессе экструдирования трудно обеспечить удержание смазки на инструменте в течение всего цикла экструдирования. Известен также способ экструдирования металлов и сплавов, при котором, пресс-штемпель перемещается с переменной скоростью. Причем в начале про 20 цесса экструдирования скорость перемещения пресс-штемпеля йостоянно нарастает и плавно подходит до заранее заданного значения 121. Недостатком такого способа экструдирования является постоянный роств начальный момент суммарного усилия деформирования.Известно, что при экструдировании изделий с постоянной скоростью перемещения пресс-штемпеля усилие экструдирования постоянно увеличивается до момента начала выхода истекающего металла за пределы калибрующего пояс- ка матрицы, На этой стадии экструдирования нецелесообразно увеличиватьскорость экструдирования, а лучше поддерживать ее постоянной, так как увеличенйе скорости экструдирования приводит к расту нагрузки на инструмент и, как следствие этого, к снижению его стойкости 13. Цель изобретения - снижение усилияэкструдирования и повышения качестватруб.Поставленная цель достигается тем,что при экструдировании 0,1-0,3 вы88917 соты слитка задают скорость 0,040,5 мм/с, а затем 0,4-5 мм/с.Способ осуществляется следующимобразом.Полую заготовку подают в контайнеьпресса до упора в поверхность матрицы. Затем перемещением пресс-штемпеля осуществляют ввод иглы чеРез полость слитка в канал матрицы с образованием равномерного зазора между 10иглой и матрицей. Одновременно следят,чтобы игла вместе с иглодержателемнаходилась в крайнем заднем положении, а ее привод отключен от гидросистем. 13Далее после установки полой заготовки и инструмента в исходное положение осуществляют распрессовку заготовки и экструдирования 0,1-0,3)высоты слитка со скоростью 0,040,5 мм/с, а затем увеличивают скорость экструдирования до 0,4-5 мм/с.При применении свободноплавающейиглы на части иглы, находящейся в зоне очага деформации, появляются силытрения, направленные в сторону истечения металла. При этом игла перемещается в ту же сторону со скоростьюменьшей, чем скорость истечения, нобольшей скорости экструдирования. Принудительное протаскивание иглы черездеформируемый объем заготовки сопровождается наведением активного трения на внутренней ее поверхности практически по всей длине заготовки. Какизвестно, активные силы трения умень 3шают неравномерность деформации в сечении трубы и интенсифицируют процессэкструдирования,П р и м е р 1. Полую разъемную40и координированную заготовку иэ .термически неупрочняемого мягкого алюминиевого сплава АД 1 диаметрами25,3 х 8 мм и длиной 50,8 мм подвергают экструдированию через конуснуюматрицу с углом 2 А90 без смазкио 45иглы на вертикальном прессе усилием200 тс с коэффициентом вытяжки 6.Диаметр отверстия втулки контейнерасоставляет 25,4 мм. Причем экструдирование 0,3 высоты заготовки проводят со скоростью 0,043 мм/сек, а затемрезко увеличивают скорость до 0,43 мм/,/с, с которой завершают экструдирование заготовки до высоты прессостатка,равного 6,35 мм,БП р и м е р 2. Полую разъемнуюи координированную заготовку иэ тогоже сплава, но с размерами 25,4 х 3 х 9х 63,5 мм подвергают экструдированию через конусную матрицу с углом 2 е =90 без смазки иглы с коэффициентом вытяжки 6 на 0,24 высоты слитка со скоростью 0,63 мм/с, а затем резко увеличивают скорость до 5 мм/с, с которой и завершают экструдирование до высоты прессостатка, равного 6,35 мм. Полученная труба имеет хорошее качество внутренней поверхности без наличия всякого рода дефектов.П р и м е р 3, Полую разъемную и координированную заготовку из того же сплава, но с размерами 25,39 х х 6 х 57 мм, подвергают экструдированию через конусную матрицу с углом 2 А = 150 без смазки иглы на 0,1 высоты слитка со скоростью 0,4 мм/с, а затем резко увеличивают скорость до 4 мм/с, с которой и завершают экструдирование до высоты пресс- остатка 6,35 мм, Полученная труба отличается хорошим качеством внутренней поверхности и равномерностью распределения деформации вдоль всей трубы.На чертеже изображены среднестатические экспериментальные графики изменения усилия ь процессе экструдирования труб с двумя различными скорос" тями 1,кривая 1 - скорость прессования Ф0,43 мм/с, а кривая 2 - Ю= = 0,043 мм/сИз кривых изменения усилия видно, что при увеличении скорости экструдирования в десять раз максимальное усилие практически увеличивается не более чем на 107 Однако такой рост усилия приводит к существенному изменению характера течения металла, так как давление металла в этом случае тоже изменяется. В первом случае незакрепленная игла перемещается незначительно, однако деформационная сетка вблизи иглы искажается значительно. Здесь отмечается интенсивное осевое течение металла. Во втором случае, несмотря на большую величину свободного перемещения иглы, наблюдается незначительное искажение деформационной сетки в той же области, что и для первого случая. Такая разница характера течения металла объясняется различным деформационным трением, Так, в первом случае при увеличении нормального давления на иглу коэффициент трения выше, чем для второго случая. Таким образом, меняя5 8891 скорости экструдирования, можно суфщественно изменять характер течения металла и, как следствие этого, распределение свойств по длине и сечению отэкструдированных труб.В обоих случаях внутренняя поверхность полученных труб отличается вы- соким качеством ввиду холодного экструдирования и исключения применения технологической смазки, а также и эф о фекта заглаживания подвижной иглой поверхностных дефектов слитков.На чертеже пунктирной линией показан предложенный режим экструдирования а 15 Использование способа экструдированиятруб обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: за счет ступенчатого изменения скорос-, ще ти экструдирования и применения сво.бодноплавающей иглы позволяет повысить равномерность распределениясвойств по длине отэкструдированных изделий, что существенно повышает ка- д чество продукции; за счет устранения резкого изменения усилия экструдирования позволяет повысить стойкость инструмента; эа счет холодного экструди 79 6рования без применения технологической смазки позволяет повысить качество внутренней поверхности труб.формула изобретенияСпособ холодного экструдированиятруб из слитков алюминиевых сплавовс переменной скоростью в зазор междунесмазанной плавающей иглой и матрицей, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения усилия экструдирования и повышения качества труб,при экструдировании 0,1"0,3 высотыслитка задают скорость 0,04-0,5 мм/с,а затем 0,4-5 мм/с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.,Журавлев Ф,В., Райтбарг Л.ХВульфович Л.Б. Новые прогрессивныепроцессы производства труб из цветных металлов и сплавов. "Цветметинформация", М., 1966, с. 91-101.2. Кареев М.Ф, Проблемы регулирования скоростей прессования и вопросы автоматизации процессов. - "Технология прессования и оборудования",1967, ВИЛС, с. 185-192.3. Перлин И.Л., Райтбарг Л.Х. Теория прессования, М., "Металлургия",1957, с. 32 прототип).