Способ определения характера течения металла заготовки при прессовании

(и)662225 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 27.08.76 (21) 2397605/25-27 1) М.Кл,гВ 21 Л 5/00 В 21 1 5/06 соединением заявкисударственный комнтет СССР оо делам изобретений и открытий(71) Заявите ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ЗАГОТОВКИ ПРИ ПРЕССОВАНИИ готовки, прессование сбвыполнением заходнойматериала, деформирующем продавливаемой загопараметров процесса, а5фическое исследование пи прессостатка и расчеттей деформации и значенмаций в зоне истечениямерений искаженной кооНедостатком такогоО сложность и трудоемкорасчетов, что препятстпромышленному внедренЦелью изобретениятр удоем кости п ро цесса.,при прессо ицей номе о матерна не менее цикле мен при соотно а заготовк шайбы 0,1 следовани ва- щаается тем, что отовкой и матр деформируемог сование ведут и при каждом риала шайбы кучести металл сти материала графические ис Цель достиг нии между заг ют ша йбу из при этом прес тремя циклами прочность мате нии предела те пределу текуче 5,3, а металло а, ем ю 9 -Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для определения оптимальной формы очага деформации при прессовании.Известен способ определения характера течения металла заготовки при прессовании, включающий изготовление заготовок, состоящих из двух полуцилийдров, нанесения координатной сетки на плоскости одной из половин заготовки, неполное прессование сборной заготовки, а затем изучение деформированной координатной сетки и вычисление углов наклона касательной к кривой естественного течения металла в критических точках 11.Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость связанных с ним математических расчетов, требующих решения интегральных уравнений.Наиболее близким к изобретению является способ определения характера течения металла заготовки при прессовании пластически анизотропных тел, включающий изготовление заготовок, состоящих из двух полуцилиндров, нанесение координатной сетки на плоскости одной из половин каждой заорных заготовок с части матрицы из егося под действитовки, регистрацию затем металлограолученного изделия компонентов скоросий истинных дефорпо результатам изрдинатной сетки 2способа являе сть исследований вует его широкому ию.является снижение662225товки выпрессовывали не полностью. Во всех случаях высота прессостатка составляла 1/3 длины заготовки.По окончании прессования производилиразделение прессостатков на две половины. На одной из них исследовали искажение координатной сетки, а на другой после фрезерования и травления диаметральной плоскости изучалась макроструктура материала. Из отпрессованного изделия (прутка)0 по его длине вырезались образцы для определения механических свойств, Часть образцов подвергали отжигу по стандартному режиму.Исследование прессостатков показало, чтовеличина ооотнонзенин во,а, оказывает6 О,а Ззиопределяющее влияние на формирование очага деформации, Использованное в данном эксперименте множеством значений п обеспечивает получение трех типов формы образующей естественного течения материала заготовки пре прессовании: выпуклую при п = 0,19 - 0,71; прямолинейную при п=0,75 - 1,0; вогнутую при и = 1,05 - 5,3 (фиг. 1) .Каждый цикл прессования сопровождался регистрацией усилия прессования с помощью тензометрической месдозы типа ТДД25 и скорости прессования с помощью реохорда.На фиг. 2 представлен построенный порезультатам этих замеров график зависимости усилия прессования Р от формы образующей очага дефОрмации, характеризуемой различными значениями критерия и, в разные моменты цикла прессования, определяемые величиной рабочего хода прессштемпеля. Из графика следует, что в случаях создания очага деформации с образующей естественз 5 ного течения выпуклой формы (п=0,68 ии = 0,71) для выдавливания изделия через очко матрицы потребовались максимальные усилия прессования (Р )900 т.с, в начале цикла), а для прессования с вогнутой образующей очага деформации (и =2,5 и п=,4) величина потребного усилия в начале цикла значительно ниже (500 - 600 т.с.).Как видно из графика (фиг. 3), показывающего зависимость скорости прессования от хода прессштемпеля для разныхформ образующей очага деформации, наиболее высокие скорости на всем протяжении цикла были достигнуты при очаге деформации с образующей прямолинейной формы (п=0,89 и п=0,92). механические испытания производят по каждому циклу с последующим их анализом.На фиг, 1 представлены макроструктурыв осевом сечении прессостатков и изделий, "-" отпрессованных из заготовок одного и того же сплава, с использованием шайб из материала разной прочности; на фиг. 2 в" график изменения усилия прессования в зависимости от формы очага деформации; на фиг. 3 - график изменения скорости прессования; на фиг. 4 - график зависимости механических свойств изделий от формы очага деформации.Пример. Цилиндрические литые заготовки (24 штуки) размером Ф 110 Х 200 мм из алюминиевого сплава, содержащего 1,4% магния, были разрезаны (каждая) в диаметральной плоскости с образованием: двух полуцилиндров. На плоскости одной из половин каждой заготовки нанесена координатная сетка. Кроме того, были изготовлены 24 диска - шайбы диаметром 110 мм и высотой 30 мм из алюминиевого сплава, легированного медью и магнием. Содержание меди во всех шайбах составляло 0,5%, а содержание магния в них было различным и находилось в пределах 0,5 - 10%. Для матерйала заготовок и для материала каждой шайбы определились значения предела текучести при температуре 400 С.Два,полуцилиндра, составляющие каждую заготовку, сцепляли один с другим и с одной из шайб припомощи штырей, Каждая сборная заготовка, представляющая собой скрепленный комплект из двух полуцилиндров и шайбы, характеризовалась условным критерием и, определяемымкак отклонение предела текучести материала заготовки к пределу текучести материала шайбы0,в Так как разное содержание магния в материале шайб придавало этому материалу разный уровень прочностных свойств, вычислен О ные значения критериев и на сборйьхзаго-" товках изменялись в широких пределах от 0,19 до 5,3.Сборные заготовки вместе с шайбами помещали виндукционную печь, нагревали до температуры 400 С, а затем поштучно загружали в контейнер горизонтального гидравлического пресса усилием 1000 т.с., гдеподвергали их прессованию через плоскую матрицу с круглым очком диаметром 20 мм. При загрузке сборная заготовка ориентиро валась таким образом, чтобы шайба была обращена в сторону матрицы и в процессе прессования примыкала к последней. Диаметр контейнера пресса 115 мм; температура контейнера перед прессованием 320 С. ЗагоНа графике (фиг. 4) показан процентный прирост предела прочности по длине прутков, характеризующий анизотропию свойств прессованных изделий.В таблице показаны результаты механических испытаний прессованных прутков.Анализ результатов механических испытаний показывает, что наименьшая анизотропия механических свойств по длине прутков, как в горячепрессованном состоянии,так и после стандартного отжига, наблюдается в случае прессования с выпуклой формой образующей очага деформации. Вогнутая форма образующей приводит к повышению анизотропии свойств.Таким образом, используя регулируемоесоотношение пределов текучести материала 10заготовки и материала шайбы, образующегозаходную часть матрицы, можно оказыватьсущественное влияние на формйрование оча-га деформации при прессовании, и, следовательно, на параметры процесса и качество15прессуемых изделий, При всех значенияхкритериев и, меньших 0,75, форма образующей естественного течения металла получает- ся выпуклой. При значениях, лежащих в интервале 0,75 - 1,0, образующая имеет прямолинейную форму, а при п)1,0 - вогнутую.Следовательно, в каждом отдельном случаеможно выбирать величину соотношения и,обеспечивающую достижение оптимальныхтехнологических параметров или повышениекачества продукции, Выбор соотношения п "- (0,75 дает возможность предельно снизитьанизотропию механических свойств прессизделий, при и = 0,75 - 1,0 достигается повышение скорости прессования, а при и ) 1 ооеспечивается существенное снижение потребного усилия прессования, особенно в начальный момент,Предлагаемый способ позволяет послеопределения оптимального характера тече"- "ния металла или сплава при прессованиидать рекомендации по изготовлению матриц,входная часть котороых имеет соответствующую форму 1 с выпуклой, прямолинейной иливогнутой образующей) наиболее рационально"дляконкретногосплава и"для прочихконкретных условий.Важным преимуществом предлагаемогоспособа является простота егб йспользова 40 ния и малая трудоемкость процесса оптимальной формы образующейестественного течения, так как не требуется сложных математических расчетов и изготовление матриц сложной конфигурации,Фор чула изобретенияСпособ определения характера течения металла заготовки при прессовании, включающий изготовление заготовок из двух полуцилиндров, нанесение координатной сетки на плоскости одной из половин каждой заго- товки, прессование с выполнением заходной части матрицы из материала, деформирующегося под действием продавливаемой заготовки, регистрацию параметров процесса, а также металлографическое исследование и механические испытания полученного изделия и прессостатка, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса, при прессовании между заготовкой и матрицей помещают шайбу из деформируемого материала, при этом прессование ведут не менее чем тремя циклами и при каждом цикле меняют прочность материала шайбы при соотношении предела текучести металла заготовки к пределу текучести материала шайбы 0,19 - 5,3, а металлографические исследова.- ния и механические испытания производят по каждому циклу с последующим их анализом.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент США2.750.034, кл. 72 в 2,195 б.2, Прозоров А. В. и др. Исследование влияния формы очага деформации на пластическое течение металла при прессовании. Сборник трудов ЦНИИТМАШ111, Вопросы пластичности и технологии обработки металлов давлением, М 1972, с. 5 - 10.662225 14 аоо алина прут дрозд трицы оогн- дрямол Р 7 М янейная Х - ю Горя чепре дтолтмен Составитель В. ВолковТехред О. Луговая Корректор Е. П Тираж 1033 Подписное О. Торгашев4/11 Редакто Заказ 2 ЦН ИИ ПИ Государственпо делам изобрете. 113035, Москва, Ж - 35, филиал ППП Патенть, г. ного комитета СССР ний и открытий Раушская наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Проектная Ориосто длинеГ гв ОО 4 ОП ИО В- в - ылулаясоаанное состояниое состояние