Способ жидкой штамповки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ 1 УИН Ц В 22 1) 18/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А.Л.Целикова(54) СПОСОБ ЖДКО ШТАМПОВКл(571 Лзобретение относится к получению заготовок деталей методами совмещения процессов литья и штамповки. Цельизобретения - получение отливок с,ЯО 1577 повышенными механическими свои ствами на стцельных участках, Заливают н матрицу 1 точную дозу металла, Пуансонами 2, 3, 4, 5 прикладывают давле. ние Р, и выдерживают деталь под этим давлением н течение нремени, достаточного для образования 75-853 твердой Фазы металла в заготовке. Пуансоны 2 и 3 перемещаются за это время на величину й, , компенсируя усадочные процессы при затнерцевании, Затем к пуансону 2 приклацывают увеличенное давление, под цействием которого происходит цальнейшее перемещение пуансона 2 на величину 11 р, при этом пуансоны 3, 4 и 5 принудительно возвращаются н исходное положение. Одновременно с этими перемещеьияьи.происходит окончательное затнерценание металла изделия 6 но нсем объеме, Б зонах под пуансонами 3, 4 и 5 наблюдается пластическая деформация С 30,7 8, б ил,Изобретение относится к литейному афпроизводству, в частности к получению деталей совмещенными методами ,литья и прессования,Дель изобретения - получЕние отливок с повышенными механическими свойствами на отдельных участках.На фиг. 1 и 2 изображена штамповая оснастка для формообразования разных ,деталей н момент после заливки и приложения первоначального давления, на ,Фиг, 3 и 4 - то же, непосредственно перед началом локального приложения . увеличенного давления: на Фиг. 5 и 6 -1 и заключительный момент Формообразования,На фиг,1, Зи 5 изображают получение детали с бобышкаьи на Фиг. 2, 4 и 6 " получение более сложной детали с патрубками и оребрением,20.Способ осуществляется .следующим об;разом,Расплав жидкого металла заливаютв матрицу 1 непосредственно или черездозирующее устройство (не показано),с необходимой точностью по объему,Затем пуансонами 2-5 прикладываютдавление Р 1 и выдерживают деталь подэтим давлением в течение времени, цос. 30таточном для образования 75"85% твердой Фазы металла в заготовке, а пуансоны 2 и 3 перемещаются за это времяна величину Ь , компенсируя усадочные1процессы при затвердевании фиг 335и 4), После этого к пуансону 2 при"кладывают увеличенное давление Р,под. действием которого происхогртдальнейшее перемещение пуансона 2 навеличину Ь, а пуансоны 3, 4, 5 принудительно возвращаются в исходноеположение, освобожцая при этом частьобъема полости матрицы, Одновременнос этими перемещениями происходитокончательное затвердевание металлаизделия 6 во всем объеме. Затем пуансон 2 извлекают из матрицы 1, а пуансоны 3, 4, 5 действуют как съемникии выталкизатели, ходом которых деталь6 отделяют от пуансона 2 и матрицы 1.Время выдержки под давлением Р выбирают таким, чтобы обеспечить затвердевание металла с компенсацией усацочных явлений до момента снятия нагрузки. Величина времени выдержки может55быть определена экспериментально, либо расчетным путем, на основе известных рекомендаций по скорости затвердевания металла при жидкой штамповке,Следует отметить, что возможны различнь 1 е варианты приложения локальныхувеличенных давлений к пуансонам штампа, как по величине, так и по времени,Эти режимы определяются в кажцом конкретном случае конфигурацией детали инеобходимой величиной степени деформации опрецеленных конструктивных элементов изделия. Давление Р, выбираютиз требований ликвидации усадочной пористости и рыхлости н отлитой детали.Кроме того, Р 1 на заключительной стадии формообразования зависит от пластичности металла при локальной деформации отсутствия внешних и внутренних трещин), При формообразованиивысокопластичных металлов и сплавов назаключительной стадии Р=О,Выбор величины перемещения Ь иобъемов поЛостей А, Б и В (фиг, 5)определяют из соображений обеспечениялокальной пластической деформации сзаданной степенью деформации , которая, в свою очередь, диктуется заданными служебными характеристиками ии уровнем механических свойств. Длябольшинства известных металлов и силавов максимальные мехаические свойства налюдаются при степенях деформацииЯ 3 0 7 е08Необходимые при этом давления Рмогут находиться в интервале от 5 Йпри пластических деформациях с офор-млением тонких ребер или тонких полотен и до 1,Опри пластических деформациях относительно массивных бобышек или неглубоких впадин,П р и м е. р, Деталь сложной формыкорпусного типа с бобышками и ребрами из алюминиевого сплава АМг 6 попредлагаемому способу изготавливаютна гидравлическом штамповочном прессес номинальным усилием 30 МН. Масса отливки 12,5 кг.Плавку ведут в вакуумой плавильнойпечи электросопротивления из шихты,состоящей из чушкового алюминия и лигатур.Заливку дозы расплава в матрицуосуществляют мерным ковшом с точностью дозирования +0,05 кг при 1020++20 К. Матрицу и пуансоны индукционнымметодом нагревают до 520+10 К, Послезаливки на расплав пуансонами прикладывают давление 150 МПа и производяткристаллизацию под этим давлением втечение 50 с, пока не эакристяллизоналось 75 80% объема, после чего ло 5 157кально повышают давление (на пуансоне 2) до 220 МПа и осуществляют окончательное формообразование детали втечение 5 с на величину хода 9,5 мм,причем в зонах сопряжения основания корпуса с бобышками степень деФОрмации за счет освободившегося .объема под пуансонами 3, 4 и 5 составляет 0,75фиг, б).Механические свойства алюминиевогосплава в пластически деформированныхзонах следующие: =360 МПа;=320 МПа; Г =15%; 920%, а в недеФормированных зонах (дне и стенкахкорпуса) Ьн =280 МПа; , =220 МПа;А 7%; (р =22%,По сравнению с известным способомформообразования путем комбинациилитья с кристаллизацией под давлением и штамповки изобретение позволяет добиться избирательного повышениямеханических свойств в конструктивных элементах и зонах их сочленения,снизить удельные усилия окончательного формообразования, Повышение давления в период окончания кристаллизации в локальных участках детали даетвозможность осуществления пластичес 7916 бФкой деформации в тех зонах детали,которые подвергаются нанболее высоким1силовым нагрузкам при эксплуатации, 5При этом степень пластической деформации С)0,70,8 для большинстваконструкционных металлов и сплавовпозволяет разрушить первичные литыекристаллиты, залечить дефекты литой 10 структуры и поднять уровень механических свойств в укаэанных зонах досвойств штампованного металла. формула из обр ете ния15Способ жидкой штамповки деталей,включающий заливку металла в матрицу,кристаллизацию металла под давлениеми окончательное формообразование под20 повышенным давлением, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью получения отливок с повышенными механическими свойствами на отдельных участках, повышенное давление прикладывают25 ранее полного окончания кристаллизации металла к локальным участкам с выдавливанием металла в упрочняемые зоны отливки до достижения в них ппасти.ческой деформации Е 30,70,8,1577916 Г г. б Составитель ь,КузнецоваТехред Л. Сердюкова орректор С.Иекма Редактор М,Товтин 3 1878 НИИП осударственного коми113035, Мос Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 1 ноаж 632ета по изобретенияма, Ж, Раушская на Подписное крытиям при ГКНТ. СИ;д. 4(5