Способ изготовления кольцевых деталей

1125267 1Изобретение относится к области изготовления деталей и предназначенодля изготовления и упрочнения загото вок профильных кольцевых деталей из конструкционных сталей. 5Известен способ изготовления кольцевых заготовок, включающий нагрев заготовок до 830-840 С, закрытуюорадиальную раскатку и немедленную закалку в содовом растворе на мартен- Юсит с последующим отпуском при 180- ,200 С И.Недостатком данного способа является узкий температурный интервал нагрева, требующий жесткого кон троля за его.точностью. Кроме того, для осуществляния немедленной закал- . ки детали ее производят с обоймой .-. сразу после раскатки, затем закаленную деталь удаляют из обоймы, Это 26 приводит к увеличению трудоемкости изготовления. Недостатком является также необходимость проведения дополнительной термической операции (отпуска) для получения требуемых. 25 механических свойств, что снижает производительность способа. мерность механических свойств пообъему заготовки, а именно пониженные пластические свойства фланцевого участка заготовки.Целью изобретения являетсяповышение качества деталей путем обеспечения равномерности механическихсвойств стенки и фланца.Эта цель достигается тем, чтосогласно способу, включающему.на"грев заготовок до температуры аустениэации, пластическую деформациюфланца и радиальную раскатку методом вращающейся матрицы в процессеохлаждения до температуры бейнитиого превращения и окончательноеохлаждение на воздухе, пластическуюдефорМацию фланца детали производятпри температуре окончания раскатки,при этом в начальный момент формообразования фланца увеличиваютчаетоту вращения матрицы по отношению к частоте вращения матрицы приформировании стенки детали и определяют ее по формулеЯу=4 Ио , Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления кольцевых деталей закрытой радиальной раскаткой, который включает нагрев заготовок до температуры аустениэации, пластическую деформацию в прбцессе ее охлаждения до температуры бейнитного превращения н окончательное охлаждение на воздухе 2.Недостатко". известного способа 40 является то, что при изготовлении кольцевых заготовок уголкового профиля путем формирования стенки .заготовки закрытой радиальной раскаткой, а наружного фланца - развальцовкой 45 с переходом в торцовую раскатку, по сечению заготовки получаются неравномерные механические свойства.фланцевый участок заготовки, формирование которого завершается при бо лее низких температурах (по сравне" нию с участком стенки), имеет пониженные показатели пластичности и ударной вязкости, что требует введения дополнительной операции - 55 термической обработки.Таким образом, недостатком известного способа является неравногде ц - частота вращения матрипы.прн раскатке фланца, с ,ЧСР г 6 Яугловая скод -цЬ ь р:рость поворота матрицы,обеспечивающая общий темпеРатурный баланс при раскатке фланца, с- скорость охлаждения фланцадетали при раскатке (определяется экспериментальнои составляет 4-5 град/с);, С - теплоемкость металла заго-.товки, ккалкг градЯ - плотность металла заготовкгки) 3мб - предел текучести металла эаготовки, кгм,"у - ширина и толщина фланца,мм;1 - толпщна стенки исходнойзаготовки, мм;90ф"Рф -число оборотов матЪрицы при формировании фланца детали, при котором обес5267 0,15 с,3 112печиьается равенство степеней деформации на последних оборотах матрицы прираскатке стенки фланца и.детали 511 - толщина стенки детали, мм;Ьц - единичное обжатие стенкина последнем обороте матрицы, мм.Увеличение частоты вращения мат рицы при раскатке фланца, определенное из вышеуказанных условий, обеспечивает идентичность термомеханических режимов, при которых осуществляется формирование дислокационной 15 структуры как стенки, так и фланца детали, Указанное обстоятельство обуславливает получение одинакового уровня механических свойств по объему заготовки. 20На фиг.1 показана заготовка и ин" струмент в начале раскатки; на фиг.2- то же, при раскатке части заготовки, расположенной в матрице, на фиг.З-. то же, при раскатке части заготовки, 25 расположенной вне матрицы; на фиг.4" то же, в конце раскатки.Сначала кольцевую заготовку 1 нагревают .до температуры аустенизации и помещают в матрицу 2 (фиг.1),затем производят пластическую деформацию закрытой радиальной раскаткой валком 3. стенки заготовки в процессе ее непрерывного охлаждения от температуры. аустенизации с завершением деформации стенки в области бейнит 35 ного превращения (фиг.2).Далее производят пластическую деформацию наружного фланца развальцов кой за счет поворота матрицы с переходом в торцовую раскатку при посто 40 янной температуре, равной температуре окончания раскатки стенки (фиг.З и 4) . Заканчивают процесс изготовления кольцевой заготовки охлаждениемна воздухе.45 Подробное описание способа покажем на конкретном примере, который, однако, не ограничивает всех возможностей предлагаемого способа.П р и и е р . Кольцевую заготов ку 9 160 20 мм, высотой 75 мм, мате" риал - сталь 45 нагревают в индукро торе до температуры 1000 С и переносят в матрицу с внутренним диаметром 2 172 мм, глубиной Н."-50 мм, Далее осуществляют радиальную раскатку, в процессе которой часть за 4готовки заполняет полость матрицы," и осуществляется формирование стенки заготовки. Начало деформации соответствует 900 С, окончание - 550 оС,овремя раскатки , 10 с, частота вращения матрицы 1.112,5 с 1. Суммарная степень обжатия составляет 457 р еди-. ничного обжатия на последнем акте. Затем без остановки процесса осуществляют раэвальцовку с переходом в торцовую раскатку, в процессе которой формируется наружный фланец заготовки, суммарная степень обжа-. тия 707, единичного обжатия " 97. Деформация осуществляется при посто. янной температуре 550 С. Угловая скорость развальцовки (поворота матрицы относительно валка), обеспечивающая общий температурный баланс в процессе формирования фланца заготов- ки 7 5 0,15 7850 426,4о 2 6 1 35 202 р 40 10 (1+- - ) Ь3 10 10 где У = 5 град/с (установлено экспериментально);С=0,15 кг 7 грар3 = 7850 -м )б 1 40 106 кг35 мм;1 р= 10 мм;,= 20Время раскатки наружного фланца составляетиф 2 ио 20 ф 15Частота вращения матрицы при формировании наружного фланца заготовки, обеспечивающая равенство степе - ней деформации на последних оборотах матрицы.при раскатке стенки и фланца составляет9 0 -1И =4" 0,15 А -- -г- т 1 712 5+121 О( - д - - - 1)пг,1 ф 12 д 535где Ьст = 12,5 мм, ЬЬ =1,0 мм., Раскатанную заготовку выпрессовы- вают из матрицы и охлаждают на спокойном воздухе. Согласно известному способу на-. грев заготовки осуществляли до 1000 С, далее осуществляли раскаткуостенки заготовки с окончанием деформирования при 550. С (И ;-12,5 с,О -11125267 3сс, =19 с, общая степень дефорМации 457, единичного обжатия - 93), а затем формирование наружного фланца (Уу=12,5 с,2 у =22 с, степень деформации 707.,единичного обжатияс окончанием деформирования при 500 С.Механические свойства кольцевьпс заготовок, полученных предлагаемымВ 4 Вид обработки фланца заготовки стенки .заготовки с е ф ма;враба о)/о 9) о б) - ,б 63 757 18,6 6 Заготовка, раскатаннаяпо известному способу(в процессе охлажденияфланца заготовки) Заготовка, раскатаннаяпо предлагаемому способу (при постоянной температуре формированияфланца, равной температуре окончания раскаткистенки) и известным способами, приведены втаблице. Как следует из таблицы,. в результате обработки по предлагаемому способу практически исчез градиент свойств в различных частях сечения раскатанной заготовки. Механические свойства 62 590 767 17,9 54,3 0,5 61,7 0,62 565 755 18,5 61,0 0,64)1252 б 7 Составитель А.КулеминТехред Т,Маточка ах 539 Подписноого комитета СССРний и открытийауиская наб., д. 4/5МЮигор ул. Проектная, 4 аказ 8437 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет3035, Москва, Ж,од,едактор Т.Кугрыш филиал ППП "Патент", г. Корректор М.Розман