Способ изготовления поковок типа вал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС ГИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 354 А 1 5 В 2 04, В 21 К 1/Об"Г" Р ФЗВ 3ьгю ":йй Е ИЗОБР Т И ИСА ВИДЕТЕЛЬС ДТ 0 РСК 0) 07,11,92. Бюл, М ое объединен ения "ЦНИИ жнов, В,Е,фель- , П. Кривошеев, а, П.П.Кальченов тво СССР 1982, н М,Г, Технол упных поково НИЯ ПОКО поковка размече вые части с теп кожухами равной ков. После обжат снимают кожух с ной части и кую мают кожух со части и куют ее а примерно оизоляцией длины двух к я в размер поковки со этот участо стороны акже до пок на одинакоасбестовыми райних участсредней части стороны донк, затем сниприбыльнойовочных раэГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-и роизводственн по технологии машиностр МАШ"(72) Г.А,Пименов, А.А.Завра дман, Г.Н.Филимонов, В В,Ф.Машнин, Н.П.Рортня ко, В.П.Зоненко и А,И,Жид (5 б) 1, Авторское свидетель М 1028409, кл, В 21 3 5/ОО,2. Дорохов Н,Н., Златки гические процессы ковки к М.: Машгиз, 1950, с, 52,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВТИПА ВАЛ Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении поковок длинномерных валов с отношением длины к диаметру более 30,Известен способ ковки вала, включающий нагрев и протяжку заготовки с тепло- изоляцией ее части, равной 0,2-0,5 ее длины со стороны одного торца, при этом после протяжки части в размер, снимают весь кожух и продолжают ковку по участкам до окончательных размеров (1),Этот способ обладает ограниченными возможностями, т.к. невозможно получить валы с отношением длины к диаметру более 30 за один вынос из-за остывания металла,Известен способ ковки вала (2), включающий нагрев и последовательное обжатие заготовки, полученной иэ слитка с донной и прибыльной частью, от середины, при этом(57) Использование: при изготовлении поковок длинномерных валов, Сущность изобретения; способ изготовления поковок типа вал включает нагрев заготовки в печи, теплоизоляцию части ее поверхности по участкам и протяжку, Длины теплоизолируемых участков соответствуют длинам впоследствии деформируемых участков, После протяжки оставшейся свободной от теплоизоляции части заготовки осуществляют последовательное снятие теплоизоляции с участков заготовки и их протяжку, Длину каждого протягиваемого участка выбирают равной 1/2,2/3 длины оставшейся при этом недеформируемой части, Тепло- изоляцию участков заготовки осуществляют со степенью охлаждения, изменяющейся для каждого последующего участка по и редложенному закону. 5 ил. При изготовлении известным способом вала с отношением ( /О30 равенство теплоизолируемых участков приводит к тому, что температура начала ковки участ а, проковываемого в последнюю очередь оказывается ниже требуемой, что приведет к захолаживанию металла и невозможности беэ дополнительного подогрева получения вала заданного размера, Способ обладает низкой производительностью, 177354110 15 20 25 30 40 Цель изобретения - повышение производительности изготовления поковок приизготовлении валов с отношением ОО30,Указанная цель достигается тем, что вспособе изготовления поковок типа вал,включающем нагрев заготовки в печи, теплоизоляцию части ее поверхности по участкам, длины которых соответствуют длинамвпоследствии деформируемых участков,протяжку оставшейся свободной от теплоизоляции части заготовки, последовательное снятие теплоизоляции с участковзаготовки и их протяжку, согласно изобретения, длину каждого протягиваемого участка выбирают равной 1/2,2/3 длиныоставшейся при этом недеформируемой части, а теплоизоляцию участков заготовкиосуществляют со степенью охлаждения, изменяющейся для каждого последующегоучастка по законуК =1+ (0,033,0,0033) 3 /О - 1,где К - коэффициент замедления охлаждения по участкам;- номер участка;- длина поковки;О - диаметр вала,В предлагаемом способе за счет выбораучастков под ковку, равных 1/2-2/3 длинынепрокованной части, и теплоизоляции участков, длины которых соответствуют длинам впоследствии проковываемыхучастков, а коэффициенты замедления охлаждения на следующих от первого участкаопределяют по формуле К = +(0,033-0,0033)фх /О - 1, происходит неравномерное остывание заготовки по участкам, Неравномерность осты вания участков поковкипозволяет начинать ковку участка, проковываемого в последнюю очередь, с температуры, которая позволит доковать этот участокв размер, исключая захолаживания металла,На фиг, 1 изображена исходная заготовка 1 и теплоизоляция по участкам 2,2, 2,бойки 3 и манипулятор 4; на фиг. 2 - 4 -стадии протяжки с теплоизоляцией; на фиг.4 - заготовка поддерживается кантователем 5; на фиг. 5 - конечная поковка, Коэффициент замедления - это отношениевремени охлаждения участка.с теплоизоляцией, например кожухом, и времени охлаждения на воздухе этого участка.Способ осуществляют следующим образом,Предварительно заготовку размечаютна участки, длину которых выбирает равной1/2-2/3 длины непрокованной части, но неменее ширины бойка, Далее заготовку нагревают в печи до максимально допустимойковочной температуры, выдерживают в печи до максимально допустимого времени,подвергают тепловой изоляции по участкам (фиг, 1), длины которых соответствуют длинам впоследствии проковываемых участков, при этом коэффициент замедления на следующих от первого участка определяется из приведенного в формуле изобретения условия. Затем начинают протяжку заготовки до заданных размеров по определенном ранее участкам и начиная после первого участка перед тем, как начать протяжку снимают кожух (фиг.2-4) протяжку всех участков осуществляют проходами от центра к периферии с относительной подачей 0,5-0,9 и обжатиями 10 - 20%,Ковать участок меньше чем ширина бойка нельзя, так как это может привести к увеличению на последнем этапе протяжки числа обжимов и кантовок, потому, что уменьшается в данном случае допустимая степень обжатия, увеличение которой может привести к образованию зажимов нэ поверхности протянутой заготовки. Таким образом снизится производительность протяжки, а это может привести к захолаживанию металла и невозможности получения данной поковки,Ковать участок меньше, чем 1/2 длины непрокованной части и больше, чем 2/3 нельзя, так как увеличивается время ковки участков,проковываемых в последнюю очередь, что ведет в конце ковки к практическому эахолажи вани ю металла и невозможности получения вала заданных размеров.Для валов с отношением длины к диаметру от 30 до 35 рекомендуется выбирать участки под протяжку, равные 2/3 длины непрокованной части, а для валов с отношением от 50 до 70 - 1/2 длины непрокованной части, Данные пределы определены исходя из того, что для валов с большим отношением Е/О требуется больший объем протяжных работ, и поэтому под протяжку45 требуется участок меньшей длины для того,чтобы нагрев заготовки обеспечил на последних стадиях протяжки полный обьемработ без захолаживания металла,Поправочный коэффициент при ОО в50 формуле определен экспериментальноопытным путем и обработкой данных на базе ЭВМ,Для валов с большим интервалом температур (например, для стали 36 Х 2 Н 2 МФА55 1240 - 700 С) рекомендуется выбирать меньшее значение поправочного коэффициента,для валов с меньшим интервалом температур (например, для стали 25 Х 1 МФ 1180.850 С) рекомендуется выбирать большоезначение поправочного коэффициента, 17735415 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Этот выбор обусловлен тем, что для сталей с меньшим значением интервала с температуры ковки время ковки меньше, поэтому требуются теплоизоляторы с большим значением коэффициента замедления охлаждения для того, чтобы обеспечить ковку вала до заданных размеров без захолаживания металла,Температурный интервал ковки выбирают по справочной литературе (Ковка и штамповка: Справочник, т,1 /Под ред. С,И.Семенова, М.:Машиностроение, 1985),Примером реализации способа может служить изготовленное из предварительно протянутой из слитка массой 132 т на прессе усилием 10000 тс в бойках шириной Ь = 1000 мм и углом выреза а= 135 заготовки из стали 36 Х 2 Н 2 МФАдпиной 9,5 м(длина пода печи 10,5 м) диаметром 1300 мм поковки гребного вала длиной 25800 мм диаметром 750 мм. Масса поковки 90 т, Отношение 1 /О составляетх 35. Температурный интервал ковки 1240-700 С,Предварительно заготовку делят на участки под ковку. Длины протягиваемых участков выбирают равными 2/3 длины непрокованной части, Длина первого участка равна 2/3 длины всей заготовки 1 заг (11= =6340 мм), длина второго участка равна 2/3 (1 заг - 11), т,е. 12 = 2100 мм, длина третьего участка равна 1 з = 1060 мм. Третий участок выбран из следующих соображений; 2/3 от непрокованной части составит 700 мм, что меньше ширины бойка (Ь = 1000 мм), следовательно, всю оставшуюся часть выбирают под участок 1 з, Далее по формуле определяют необходимые коэффициенты замедления охлаждения при теплоизоляции при использовании например, кожуха, Поправочный коэффициент выбирают в соответствии с интервалом ковки 0,0033, На втором участке коэффициент замедления охлаждения должен быть К 2 = 1, 12, на третьем участке Кз= 2,12.После нагрева заготовки в печи на нее надевают кожух. Кожух выполнен из листовой стали толщиной 1 мм, футерованной внутри асбозуритом, толщиной на втором участке 200 мм, на третьем 210 мм (Расчет выполнен по методике изложенной в книге: Центер Ф,Г. Проектирование тепловой изоляции электростанций. М.-Л., 1966), Далее ведут ковку по ранее определенным участкам 11- 12 и 1 з, последовательно снимая кожух после доковки в размер предыдущего участка. Таким образом, отрубая излишки металла, получают поковку гребного вала диаметром 750 мм и длиной 25000 мм.Другим примером реализации способа может служить изготовление из предварительно протянутой из слитка массой 63 т на прессе усилием 10 000 тс в бойках шириной Ь = 1000 мм и углом выреза а = 135 заготовки из стали 25 Х 1 МФ длиной 9,5 м (длина пода печи 10,5 м) диаметром 900 мм поковки гребного вала длиной 24600 мм диаметром 510 мм. Масса поковки 42 т. Отношение 1/О составляет ь 50. Температурный интервал ковки 1180-850 О.Предварительно заготовку делят на участки под ковку. Длины протягиваемых участков выбирают равными 1/2 длины непрокованной части. Длина первого участка равна 1/2 длины всей заготовки Ьаг. (1 = =4750 мм), длина второго участка равна 1/2 (1-заг, 11), т,е. 12 = 2375 мм, длина третьего участка равна 1/2 (Ьаг. - 1 - 12), т.е, 1 з = 1187 мм, длина четвертого участка равна 1187 мм, Четвертый участок выбран из следующих соображений: 1/2 от непрокованной части составит 593 мм, что меньше ширины бойка (Ь = 1000 мм), следовательно, всю оставшуюся часть выбирают под участок 14, Далее по формуле определяют необходимые коэффициенты замедления охлаждения при теплоизоляции, используя, например, кожух, Поправочный коэффициент выбирают в соответствии с интервалом ковки 0,033. На втором участке коэффициент замедления охлаждения К 2 = 2,584, на третьем Кз = 3,584,на четвертом К 4 = 4,584.После нагрева заготовки в печи, на нее надевают кожух. Кожух выполнен из листовой стали, футерованной внутри диатомитом, толщиной на втором участке 260 мм,на третьем участке 290 мм, на четвертом 310 мм. Далее ведут ковку по ранее определенным участкам 11, 12, 1 з и 14, последовательно снимая кожух после доковки в размер предыдущего участка. Таким образом, отрубая излишки металла, получают поковку гребного вала диаметром 510 мм и длиной 24600 мм.Использование предлагаемого способа ковки валов расширяет технологические возможности получения длинномерных иэделий, позволяет рационально использовать количество тепла, полученное заготовкой при нагреве перед последним выносом, позволяет сократить технологический цикл производства длинномерных валов с отношением длины к диаметру более 30,Формула изобретения Способ изготовления поковок типа вап, включающий нагрев заготовки в печи, теплоизоляцию части ее поверхности по участкам, длины которых соответствуют длинам впоследствии деформируемых участков, протяжку оставшейся свободной от изоля 1773541ции части заготовки, последовательно снятие теплоизоляции с участков заготовки и их протяжку, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения производительности изготовления поковок валов с отношением длины вала к его диаметру более 30 за счет исключения дополнительных подогревов, длину каждого протягиваемого участка выбирают равной 1/2.2/3 длины оставшейся при этом недеформируемой части, а теплоизОляцию участков заготовки осуществляютсо степенью охлаждения, изменяющейсядля каждого последующего участка по закону5 К 1 = + (0,0330,0033)/О - 1,где К - коэффициент замедления охлаждения по участкам;- номер участка,- длина поковки;10 0 - диаметр вала,1773541 едакто Заказ 3888 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 оставитель А. Завр ехред М.Моргентал нов Корректор Е, Пап