Способ получения изделий

Сокзз СоветскиеСоциалистическикРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет но делам изобретений и открытийОпубликовано 15,07 80, Бюллетень %26 Дата опубликования описания 15,07.80(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано преимущественно при изготовлении перехоаников аля сварных конструкций, состоящих из резных металлов, плохо поа 5 дающихся электрической сварке.Известен способ изготовления изделий, заключающийся в том, что аве цилиндрические заготовки.укладывают в контейнер торцами друг к другу и осуществляют их10 диффузионную сварку посредством совместного аеформирования действующими на противоположные торцы встречными усилиями Ц.Недостаток этого способа - невысокое15 качество диффузионной сварки (и, следовательно, низкое качество изаелий) ввиау наличю окислов и загрязнений на свариваемых поверхностях.Целью изобретения является повышение 2 качества диффузионной сварки.Для достижения этой цели, при укладывании заготовок в контейнер между их торцами проклааывеют кольцо из материала,предел про:ности котлы.го превышает пределы проччостл метерпелов заготовок притемпературе и. доформирования, а совместное деформнровенпе заготовок производятдвусторопнпм обратным прессованием сцентральным пс.-очением,Тек кек кольцо, нахоаящееся при преосовании между пластически аеформирующимпат металлами заготовок, выполнено изматериало, преаел прочности которого притемпературе прессования превышает преаел прочности металлов заготовок притемпературе прессования, оно пластическине дв 5 ормируетст. Прн обратном прессовеняп с центральным истечением одновременно с двух стооон контейнера авижениечастиц металле, находящихся на сопрягаемых поверхностях металлов, происходитв непревчеиил, перпендикулярном осям каналов метртпт ( тягле пап оправке, продольфной осн контейнере), другими словами,движение направлено прямо не наружнуюгрань кольца, Тек кек кольцо пластичесесине деформируется, происходит обтекание5 10 15 20 25 35 40 45 .50 На фиг. 1 показана операция укладки в контейнер заготовок с прокладыванием кольца между ними, разрез; на фиг.2- первая стааия прессования перехоаника, разрез; на фиг. 3 - момент окончания первой стааии и начала второй стадии прессования, разрез; на фиг. 4 - вторая стадия прессования переходника, разрез; иа фиг. 5 - узелна фиг. 4, показывакяций процесс накопления участков 55 кольца частицами метаппов, находящимися на сопрягаемых поверхностях металловзаготовок. При обтекании кольца слоиокислов, находящиеся на сопрягаемых поверхностях метап лов заготовок, задерживаются у наружной грани кольца или обдираются о его рббра и боковые граниОчистившиеся таким образом сопряженныеповерхности металлов заготовок вновьстекаются у внутренней грани кольца исвариваются от действия внутреннихнапряжений, возникающих при прессовании.Так как воздух к внутренней грани копьца во время прессования проникнуть практически не может, новых окислов на свариваюшихся поверхностях не образуется,Отсутствие между слоями металлов переходника пористого споя окиспов обуславливает вы".окое качество сварки. При движении сварившихся металлов от внутреннейграни кольца к оси канала матрицы 1 кигле или к оправке) на тех участках поверхности диффузионной сварки, на которых сцепление между металлами по какой,пибо причине оказапось недостаточным,металлы вновь разъединяются от действиявнутренних растягиваюших напряжений, аучастки с достаточным сцеппением сохраняются и в продолжении дальнейшего прессования собираются в месте соединенияметаллов изделия. Таким образом, местосоединения металлов изаелия представляет собой скоппение участков-точек, сцепление металлов в которых настолько велико, что не разрушилось даже от действия внутренних растягивающих напряжений, возникакщих при прессовании. Поэтому механическая прочность, а такие герметичность иэделия, например перехоаника, изготовленного предлагаемым способом, превышает прочность и герметичность изаелия, изготовленного известнымспособом, Предлагаемый способ позволяет изготовить более короткие переходники, чем известный способ, и таким образом уменьшить расхоа металла на изготовление перехоцников для сварных конструкци йе 6 ОЗ4точек с большим сцеплением между ме таддами; на фиг. 6 - переходник, разрез; на фиг. 7 - кольцо; на фиг. 8 - разрез копьца на фиг, 7; на фиг, 9 - трехгранное ко,пьцо; на фиг. 1 О - разрез кольца на фиг, 9; на фиг, 11 - операция укладки в контейнер комплекта заготовок и кольца ддя прессования переходника иэ трех металлов; на фиг, 12 - первая стадия прессования переходника из комплекта заготовок, изображенного на фиг, 11; на фиг. 13 - переходник, отпрессованный иэ комплекта заготовок, изображенного на фиг, 11; на фиг. 14 - операция укладки в контейнер комплекта ддя прессования переходника без образования пресс-остатка; на фиг, 15 - вторая стадия прессования переходника без образования пресс- остатка, разрез; на фиг. 16 - переходник без дресо-остатка, разрез; на фиг. 17- комплект заготовок адя прессования переходника из метадпов, об,падаюших разными пределами текучести, разрез на фиг, 18- первая стадия прессования переходника иэ комплекта заготовок, изображенного на фиг, 17; на фиг, 19 - вторая стадия прессования переходника из комплекта заготовок, изображенного на фиг, 17. П р и м е р 1,ОИзготовление переходника, состоящего из двух металлов.При изготовлении переходника (фиг, 1), состоящего иэ двух метаплов, в контейнер 1 укладывают заготовку 2, на заготовку 2 укладывают кольцо 3 из материала, предел прочности которого превышает предел прочности метадлов заготовок 2 и 4 при температуре прессования. На заготовках 2 и 4 изображены: координатные сетки, ячейки которых прилегакщие к поверхностям заготовок 2 и 4 пронумерованы рядом цифр, который начинается с ячейки, припегакщей к отверстию в заготовке, и сетки, образованные только вертикальными линиями, каждая полоска которых пронумерована двумя одинаковыми цифрами.После укладки в контейнер 1 заготовок 2 и 4 производят распрессовку и преосование с обратным центральным истеч нием пуансонами 5 и 6 одновременно с двух сторон контейнера 1. Пластической деформации кольце 3 при прессовании не происходит, так как оно вьптопнено из материала, предел прочности которого при температуре прессования превышает предел прочности металлов заготовок 2 и 4 при температуре прессования.На пластически деформирующемся металле заготовок фиг, 2 ) изображены координатные сетки с изменениями, происшедшими в результате пластической деформации металлов заготовок. Из сравнения положений соответствующих нумерованных ячеек и полосок сеток на фиг. 1 и на фиг. 2 следует, что при прессовании происходит обтекание кольца 3 металлами заготовок 2 и 4, при этом окиспы, нахо- о дящиеся при распрессовке на сопрягаемых поверхностях заготовок на участке межау внешней гранью кольца 3 и стенкой контейнера 1, обозначенные толстой линией 7, задерживаются у внешней грани копьца 15 3 или обаираются о его боковые грани, Очистившиеся таким образом сопрягаемые поверхности металлов стекаются у внутренней грани кольца 3 и свариваются от воздействия внутренних напряжений, возника ющих при прессовании. При этом окислы, находящиеся при распрессовке на сопрягаемых поверхностях заготовок 2 и 4 на участке между внутренней гранью кольца 3 и иглой 8, обозначенные толстой лини ей 9, выжимаются деформирующимся металлом заготовок 2 и 4 на внутреннюю поверхность переходника. Так как во время прессования воздух к внутренней грани кольца 3 практически проникнуть не зо может, новых окиспов на сваривающихся поверхностях не образуется.Как только все окислы, находящиеся при распрессовке между внутренней гранью кольца 3 и иглой 8, обозначенные толстой линией 9, войдут на внутреннюю поверхность переходника фиг. 3), окончится первая стадия прессования и начнется вторая, один из моментов которой изображен на фиг. 4. 40 Из сравнения положений соответствующих ячеек (фиг. 3 и фиг. 4) следует, что на второй стадии прессования участки 10 сопрягаемых поверхностей 11 мемплов, которые сварились у внутренней грани кольца 3, в процессе пластической деформации поажимаются к игле 8. При этом (фиг, 5) поа действием внутренних рас тягивающих напряжений, возникающих при прессовании с обратным центральным истечением одновременно с двух сторон контейнера на участках-точках 12 с недостаточным сцеплением происхоаит разрыв, и металлы истекают в противоподож 55 ных направлениях, укаэанных стрелками 13, а участки-точки 14 с достаточным сцеплением постепенно скапливаются в месте соединения метаплов переходника. 03 6Таким образом, поверхность соединенияметаллов переходника образована участками-точками 14, сцепление в которыхне нарушилось ааже поа действием внутренних растягивающих напряжений, возникающих при прессовании, Поэтому переходник, изготовпенный предлагаемымспособом, изображенный в разрезе нафиг. 6, обладает более высокой герметичностью и механической прочностью,чем переходник изготовленный известнымспособом,Пресс-остатки 15 и 16 при работе переходника лопезной нагрузки не несут и поэтому при необходимости могут быть удалены, например обточкой на токарном станке, как показано пунктирной линией 17, при этом, кольцо 3 может быть извлечено для повторного использования,Кольцо (фиг. 7 и фиг. 8) имеет четыре грани: наружную 1 8, внутреннюю 1 9 и аве боковые 20. В преалагаемом способе может быть также использовано кольцо (фиг. 9 и фиг. 10), которое имеет три грани 18, 21, 22, Так как кольцо работает в условиях трехстороннего сжатия, можно испопьзовать кольцо из хрупкого материала, например карбида, вольфрама или кубического нитрида бора, важно только не раздавить кольцо при распрессовке.П р и м е р 2. Изготовление пере ходника, состоящего из трех металлов,При изготовлении переходника (фиг, 11), состоящего из трех металлов, в контейнер 23 укладывают заготовки 24 и 25, на заготовку 25 укладывают копьцо 26, на кольцо 26 укладывают.заготовку 27. После этого производят распрессовку и прессование с обратным центральным истечением пуансонами 28 и 29 одновре- менно с двух сюрон контейнера 23,Как показано на фиг. 12, при прессовании поверхность сопряжения заготовок 24, 25 и 27, имеющая при распрессовке цилиндрическую форму, обозначенную пунк тирными линиями 30, выпучивается в направлении к кольцу 26, Причем, иэ-за торможения метаплов 31, 32 и 33 заготовок 24, 25 и 27 матрицами Э 4 и 35 в средней части выпучивание больше, чем на участках, лежащих возле матриц 34 и 35 (см, координатную сетку на фиг,2-4). Из за очищающего действия, кольца 26 при прессовании металлов 32 и ЭЭ заготовок 25 и 27 соединяются герметично и механически прочно. Из-за изменения при прессовании формы поверхности металла 31 заготовки 24, сопряженной с7 74 поверхностями металлов 32 и 33 заготовок 25 и 27, происходит механически прочное соединение части 36 переходника из металла заготовки 24 с частями 37 и 38 из металлов заготовок 25 и 27 (см, фит. 13).Переходник (фиг, 13) позволяет осуществить в конструкции сварной узел, соединяющий, как минимум, три детапи из разных металлов. Например такой узел, в котором к части 37 переходника приварена труба 39 из метаппа заготовки 25, к части 38 переходника приварена труба 40 из металла заготовки 27, а частью 36 переходник приварен к стенке 41 (43) с водяной рубашкой 42 (44) из металла заготовки 24.Пресо-остатки 15 и 16 переходника (фиг, 6) полезной нагрузки не несут и поэтому при необходимости могут быть удалены, например обточкой на токарном станке, Таким образом, способ, описанный в примере 1, требует расхода металлов на пресО-Остатки.П р и м е р 3. Изготовление пере" ходника без образования пресс-остатков.При изготовлении переходника (фиг. 14 без образования пресс-остатков в контейнер 45 укладывают деформирующуюся шайбу 46, в отверстие в шайбе 46 укладывают заготовку 47, на заготовку 47 укладывают кольцо 48, на кольцо 48 укладывают заготовку 49, на заготовку 49 укладывают деформирующуюся шайбу 50. После этого производят распрессовку и прессование содержимого контейнера 45.При прессовании металлы 51 и 52 деформирующихся шайб 46 и 50 выжима ют из-под матриц 53 и 54 металлы 55 и 56 заготовок 47 и 49, поэтому пресоостатков не образуется.После прессования металлы 51 и 52 деформирующихся шайб 46 и 50, а также кольцо 48 легко отделить от переходника 57. Иэ металлов 51 и 52 деформирующихся шайб 46 и 50 можно вновь изготовить деформирующиеся шайбы, например путбм прессования, Кольцо 48 также можно использовать для изготовления других переходников.В примерах 1,2 и 3 описано изготовление переходников из металлов с незначительно отличающимися пределами текучести (при прессования). Различие пре 7603 8 51015 20 25 ) 30 35 40 45 50 делов текучести при прессовании может привести к нарушению жепаемой схемы ппастической деформации (см, фиг. 5). Добиться сохранения этой схемы пластической деформации можно нагревая заготовки до разных температур, так чтобы предепы текучести металлов заготовок при прессовании различались ненамного, ,пибо используя заготовки со специально подобранной формой сопрягаемой поверх- но сти.П р и м е р 4, Изготовление переходника, состоящего из металлов с разным пределом текучести при прессовании,Комплект заготовок дпя изготовления переходника, состоящего из металлов с другим предепом текучести, чем металлзаготовки 59, выполнен с выпуклой поверхностью сопряжения 60, а заготовка59 - с вогнутой поверхностью сопряжения. При прессовании заготовок (фиг, 16)форма поверхности сопряжения 60, изменяясь, остается более или менее плоской,б,пагодаря чему пластическая деформацияпроисходит, как показано на фиг. 5, Поэтому переходник обладает достаточнойгерметичностью и механической прочноотью,формула изобретения Способ получения изделий, заключающийся в том, что две цилиндрическиезаготовки укладывают в контейнер торцами друг к другу и осуществляют их диффузионную сварку посредством совместного деформирования действующими на противоположные торцы заготовок встречными усилиями, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качествадиффузионной сварки, при укладываниизаготовок в контейнер между их торцамипрокладывают кольцо иэ материала,. предел прочности которого превь 1 шает пределы прочности материалов заготовок притемпературе их деформирования, а совмеотное деформирование заготовок производя тдвусторонним обратньм прессованием сцентральным истечением.Источники информации,приВятые во внимание при экспертизе1. Патент Германии М 3121 32,кл. 7 Ь 21/08, 1919, 747603