RU2501624C2 - Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks - Google Patents
Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2501624C2 RU2501624C2 RU2012112538/02A RU2012112538A RU2501624C2 RU 2501624 C2 RU2501624 C2 RU 2501624C2 RU 2012112538/02 A RU2012112538/02 A RU 2012112538/02A RU 2012112538 A RU2012112538 A RU 2012112538A RU 2501624 C2 RU2501624 C2 RU 2501624C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- diameter
- cage
- deformation
- upsetting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 18
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000641 cold extrusion Methods 0.000 description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000009931 pascalization Methods 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам для обработки металлов давлением.The invention relates to metallurgy, and in particular to methods for processing metals by pressure.
Известно, что деформация материала вызывает в нем значительно меньшие повреждения, если она выполняется в условиях высоких сжимающих напряжений. Из этого следует, что возможно достижение более интенсивной деформации металлов и сплавов без разрушения. Сжимающие напряжения могут быть созданы внешним воздействием, например, сжатой жидкостью или пластичным твердым телом или реакциями стенок, ограничивающих деформируемый материал.It is known that deformation of a material causes much less damage in it if it is performed under conditions of high compressive stresses. From this it follows that it is possible to achieve a more intense deformation of metals and alloys without fracture. Compressive stresses can be created by external action, for example, a compressed fluid or a plastic solid or by the reactions of the walls that limit the deformable material.
Известны два типа способов, которые применяются для деформации осадкой хрупких и малопластичных материалов.Two types of methods are known that are used to deform brittle and non-plastic materials by upsetting.
В способах первого типа для создания сжимающих напряжений, действующих на деформируемую заготовку, используется жидкость высокого давления. Эти способы не позволяют осуществлять деформацию заготовок под высоким гидростатическим давлением при низких температурах в интервале (-50-197°C) из-за замерзания жидкостей.In the methods of the first type, high pressure liquid is used to create compressive stresses acting on the deformable workpiece. These methods do not allow the deformation of the workpieces under high hydrostatic pressure at low temperatures in the range (-50-197 ° C) due to freezing of liquids.
В способах второго типа для создания сжимающих напряжений, действующих на боковую поверхность деформируемой заготовки, используются обоймы (оболочки) из пластичного материала.In the methods of the second type, clips (shells) of plastic material are used to create compressive stresses acting on the lateral surface of the deformable workpiece.
Известен способ осадки заготовок из хрупких малопластичных сплавов [Л.Н. Могучев «Использование обойм для повышения деформируемости малопластичных сплавов» Сборник «Исследования по жаропрочным сплавам» Институт металлургии им. А.А. Байкова. Издательство АН. СССР, 1956, с.118-123]. Способ осуществляют следующим образом. Заготовку из хрупкого материала, имеющую высоту, равную высоте обоймы, плотно устанавливают в отверстие обоймы. Затем осуществляют сборку обоймы с заготовкой, после чего сборку и пуансоны нагревают в электрической печи до температуры 400°C. После выдержки в печи сборку укладывают на нагретый нижний пуансон, размещенный на прессе или молоте, потом устанавливают нагретый верхний пуансон и осуществляют осадку сборки. В процессе осадки уменьшается высота сборки, и увеличиваются диаметры обоймы и заготовки.A known method of precipitation of billets from brittle low-plastic alloys [L.N. Moguchev “Using clips to increase the deformability of low-plastic alloys” Collection “Research on heat-resistant alloys” Institute of Metallurgy named after A.A. Baykova. Publishing House AN. USSR, 1956, p.118-123]. The method is as follows. A billet of brittle material having a height equal to the height of the holder is tightly installed in the hole of the holder. Then carry out the assembly of the cage with the workpiece, after which the assembly and punches are heated in an electric furnace to a temperature of 400 ° C. After exposure in the furnace, the assembly is placed on a heated lower punch placed on a press or hammer, then the heated upper punch is installed and assembly is upset. During the upsetting process, the assembly height decreases, and the diameters of the cage and the workpiece increase.
Силы трения, возникающие при перемещении обоймы по поверхностям пуансонов, затрудняют расширение отверстия обоймы и увеличение диаметра заготовки, благодаря этому на боковую поверхность заготовки воздействуют радиальные сжимающие напряжения. Наличие радиальных сжимающих напряжений на поверхности заготовки обеспечивает процесс осадки с боковым подпором, при котором значительно повышается пластичность образца.Friction forces that occur when the cage moves along the surfaces of the punches make it difficult to expand the cage bore and increase the diameter of the workpiece, due to this, radial compressive stresses act on the side surface of the workpiece. The presence of radial compressive stresses on the surface of the workpiece provides a precipitation process with lateral support, which significantly increases the ductility of the sample.
В статье описаны эксперименты по осадке этим способом заготовок из малопластичных сплавов магния МА2 и МАЗ, имеющих литую структуру при температуре 400°C на молоте с весом падающих частей 1500 кг. Применение этого способа горячей осадки позволило увеличить пластичность образцов с 40% до 85%.The article describes experiments on the upsetting by this method of preforms of low-plastic alloys of magnesium MA2 and MAZ having a cast structure at a temperature of 400 ° C on a hammer with a weight of falling parts of 1500 kg. The use of this hot precipitation method has increased the plasticity of the samples from 40% to 85%.
При эксперименте по холодной осадке этим способом кольцевых обойм, было установлено, что увеличение наружного диаметра обоймы происходит значительно интенсивнее, чем уменьшение диаметра ее отверстия и возможно появление трещин на периферии обоймы, а боковое давление со стороны отверстия обоймы на поверхность деформируемого образца имеет небольшую величину.In an experiment on cold settlement of ring cages by this method, it was found that an increase in the outer diameter of the cage is much more intense than a decrease in the diameter of its hole and cracks may appear on the periphery of the cage, and the lateral pressure from the side of the cage’s opening onto the surface of the deformable sample is small.
Таким образом, способ не позволяет осуществить осадку образцов из хрупких и малопластичных материалов с большими степенями деформации в интервале комнатной и более низких температур, за одну операцию формоизменения.Thus, the method does not allow the sedimentation of samples from brittle and low-plastic materials with high degrees of deformation in the range of room and lower temperatures, in one operation of forming.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ осадки цилиндрических заготовок из малопластичных сплавов [Л.Н. Могучев «Использование обойм для повышения деформируемости малопластичных сплавов» Сборник «Исследования по жаропрочным сплавам» Институт металлургии им. А.А. Байкова. Издательство АН. СССР, 1956, с.115-118].Closest to the claimed technical essence is the method of precipitation of cylindrical billets of low-plastic alloys [L.N. Moguchev “Using clips to increase the deformability of low-plastic alloys” Collection “Research on heat-resistant alloys” Institute of Metallurgy named after A.A. Baykova. Publishing House AN. USSR, 1956, p. 115-118].
Способ осуществляют следующим образом: цилиндрическую заготовку из хрупкого или малопластичного материала, например, сплава магния МА2, плотно устанавливают в отверстие обоймы, и осуществляют сборку обоймы с заготовкой. Сборку и пуансоны нагревают в электрической печи сопротивления до 400°C. При первой операции нижний пуансон устанавливают на стол пресса и на него укладывают обойму своей нижней полостью. В дальнейшем в верхнюю полость обоймы устанавливают верхний пуансон и выполняют осадку сборки. Диаметр пуансона, больше диаметра заготовки, поэтому осадке с увеличением диаметров подвергаются не только заготовка, но и кольцевая, цилиндрическая поверхность обоймы. В процессе уменьшения высоты заготовки и увеличения ее диаметра возрастает и наружный диаметр обоймы, но в каждый момент осадки заготовки на ее боковую поверхность действует давление p (радиальные сжимающие напряжения) со стороны расширяющегося отверстия обоймы. Величину этого давления определяют по формуле:The method is as follows: a cylindrical billet of brittle or non-ductile material, for example, magnesium alloy MA2, is tightly installed in the hole of the holder, and the assembly of the holder with the workpiece is carried out. The assembly and punches are heated in an electric resistance furnace to 400 ° C. During the first operation, the lower punch is installed on the press table and the holder is laid on it with its lower cavity. Subsequently, the upper punch is installed in the upper cavity of the holder and the assembly is upset. The diameter of the punch is larger than the diameter of the workpiece, therefore, not only the workpiece, but also the annular, cylindrical surface of the cage are subjected to upsetting with increasing diameters. In the process of reducing the height of the workpiece and increasing its diameter, the outer diameter of the holder also increases, but at each moment of blanking the workpiece, pressure p (radial compressive stresses) from the side of the expanding hole of the holder acts on its side surface. The value of this pressure is determined by the formula:
где: ε - степень деформации заготовки при осадке, r и R - радиусы деформированного образца и обоймы в мм, σв - предел прочности материала обоймы при температуре проведения операции осадки в МПа.where: ε is the degree of deformation of the workpiece during upsetting, r and R are the radii of the deformed sample and the cage in mm, σ in is the tensile strength of the cage material at the temperature of the operation, MPa.
Степень деформации заготовки при осадке определяется по формуле (2). Радиусы деформированной заготовки и обоймы r и R определяются на основании условия постоянства объема при формоизменении.The degree of deformation of the workpiece during upsetting is determined by the formula (2). The radii of the deformed workpiece and the r and R clips are determined based on the condition of constant volume during shaping.
где: H1 - начальная высота заготовки в мм, H2 - конечная высота заготовки в мм.where: H 1 is the initial height of the workpiece in mm, H 2 is the final height of the workpiece in mm.
Таким образом, осадка заготовки в этом способе выполняется при действии сжимающих напряжений на торцы и боковую поверхность, что позволяет деформировать без разрушения заготовки из хрупких и малопластичных материалов.Thus, the blanking of the workpiece in this method is performed under the action of compressive stresses on the ends and the side surface, which allows deformation of the workpiece from brittle and non-plastic materials without breaking it.
Однако первая операция осадки может выполняться только с такой степенью деформации, при которой диаметры торцов осаживаемой заготовки становятся примерно равными диаметрам пуансонов. Соотношения размеров: обоймы D/d=1,7 и пуансонов с образцом d1=1,3d, определяют величину степени деформации заготовки на первой операции осадки ε1~35%. Увеличение степени деформации, при которой диаметр торца заготовки станет больше диаметра пуансона, приводит к возникновению процесса обратного выдавливания заготовки с образованием полости под пуансоном и стенок вокруг пуансона. Появление процесса обратного выдавливания заготовки приводит к прекращению расширения отверстия обоймы и увеличению диаметра заготовки. После выполнения осадки с такой степенью деформации, диаметр торца заготовки dт~d1, а наружный диаметр обоймы возрастает и принимает значение D1~1,2D.However, the first upsetting operation can only be performed with a degree of deformation at which the diameters of the ends of the upsetting workpiece become approximately equal to the diameters of the punches. Size ratios: holders D / d = 1.7 and punches with a sample d 1 = 1.3d, determine the degree of deformation of the workpiece in the first upsetting operation ε 1 ~ 35%. An increase in the degree of deformation at which the diameter of the end face of the workpiece becomes larger than the diameter of the punch leads to the process of backward extrusion of the workpiece with the formation of a cavity under the punch and walls around the punch. The appearance of the process of backward extrusion of the workpiece leads to the cessation of expansion of the hole of the cage and the increase in the diameter of the workpiece. After performing upsetting with such a degree of deformation, the diameter of the end face of the workpiece is d t ~ d 1 , and the outer diameter of the cage increases and takes on the value D 1 ~ 1.2D.
Вторая операция осадки выполнялась с использованием двух пуансонов, имеющих диаметры d2=2d. Перед началом второй операции на торцевых поверхностях деформированной обоймы растачивались полости, имеющие диаметр d2 и глубину h2=(0,1÷0,2)d2, эти полости обеспечивали центрирование пуансонов с обоих торцов обоймы. Деформация осуществлялась также после нагрева до температуры 400°С заготовок с обоймами и пуансонов. После второй операции осадки заготовок была достигнута общая накопленная степень деформации 75%, при этом диаметр торца заготовки составил dт2~d2, а наружный диаметр обоймы увеличился и принял значение D2~1,7D. Таким образом, применение этого способа позволяет при температуре 400°C достигать высоких степеней деформации 70-75% без разрушения при осадке заготовок из сплава МА2, в то время как при свободной осадке таких же заготовок при температуре 400°C максимальная степень деформации составляет 40-45%.The second precipitation operation was performed using two punches having diameters d 2 = 2d. Before the start of the second operation, cavities having a diameter of d 2 and a depth of h 2 = (0.1 ÷ 0.2) d 2 were bored on the end surfaces of the deformed holder, these cavities provided centering of punches from both ends of the holder. Deformation was also carried out after heating blanks with clips and punches to a temperature of 400 ° C. After the second operation of upsetting the workpieces, a total accumulated degree of deformation of 75% was achieved, while the diameter of the end face of the workpiece was d t2 ~ d 2 , and the outer diameter of the cage increased and took the value D 2 ~ 1.7D. Thus, the application of this method allows to achieve high degrees of deformation at a temperature of 400 ° C of 70-75% without destruction when upsetting workpieces from MA2 alloy, while with a free upsetting of the same workpieces at a temperature of 400 ° C, the maximum degree of deformation is 40- 45%
Способ позволяет при фиксированных значениях: радиуса заготовки r, диаметра пуансона d1 и величины предела прочности материала обоймы σв, увеличить величину давления со стороны обоймы на боковую поверхность деформируемого образца p за счет возрастания наружного радиуса обоймы R, в соответствии с формулой (1). Однако при возрастании отношения R/r в 2 раза, величина p увеличится только в 1,22 раза. Для более эффективного увеличения давления p необходимо, чтобы возрастание наружного радиуса обоймы R происходило в условиях стесненного течения материала обоймы, для осуществления которого требуется установить обойму с заготовкой в матрице с небольшим зазором z и осуществлять деформацию обоймы методом обратного холодного выдавливания. При деформации обоймы этим методом достигается повышение величины сжимающих напряжений, действующих на торцы и боковую поверхность заготовки при ее осадке.The method allows for fixed values: the radius of the workpiece r, the diameter of the punch d 1 and the tensile strength of the cage material σ in , to increase the pressure from the side of the cage to the side surface of the deformable sample p due to the increase in the outer radius of the cage R, in accordance with formula (1) . However, with an increase in the R / r ratio by a factor of 2, the value of p will increase only 1.22 times. For a more effective increase in pressure p, it is necessary that the increase in the outer radius of the cage R occur under the constrained flow of the material of the cage, for which it is necessary to install the cage with a blank in the matrix with a small gap z and to deform the cage by the method of cold inverse extrusion. When the holder is deformed by this method, an increase in the value of compressive stresses acting on the ends and lateral surface of the workpiece during its upset is achieved.
Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:
- для осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов с высокими степенями деформации требуется использование нескольких операций осадки с заменой пуансонов после каждой операции формоизменения;- for the upsetting of cylindrical billets from brittle and low-plastic materials with high degrees of deformation, the use of several upsetting operations with the replacement of punches after each shaping operation is required;
- способ нельзя использовать для осадки хрупких и малопластичных образцов с большими степенями деформации в интервале комнатной и криогенных температур из-за возникновения тангенциальных растягивающих напряжений на периферии обоймы, так как их воздействие при низких температурах приводит к появлению трещин уже при малых деформациях осадки заготовки;- the method cannot be used for settling brittle and low-plastic samples with large degrees of deformation in the range of room and cryogenic temperatures due to the appearance of tangential tensile stresses on the periphery of the cage, since their effect at low temperatures leads to cracks even at small deformations of the workpiece;
В основу заявляемого изобретения поставлена задача осуществления осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов с большими степенями деформации в интервале комнатной и более низких температур, за одну операцию формоизменения, благодаря повышению величины сжимающих напряжений, действующих на заготовку.The basis of the claimed invention is the task of settling cylindrical billets from brittle and non-plastic materials with high degrees of deformation in the range of room and lower temperatures, in one operation of forming, due to an increase in the value of compressive stresses acting on the workpiece.
Поставленная задача решается тем, что в способе осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов, включающем установку заготовки в обойму и осадку заготовки воздействием пуансона на обойму, согласно изобретению перед установкой заготовки в обойму последнюю размещают на поверхности выталкивателя в отверстии матрицы с зазором, составляющим от 0,1 до 0,2 мм., выбранным из соотношения D1=D2+2z, где:The problem is solved in that in the method of settling cylindrical workpieces from brittle and non-ductile materials, including installing the workpiece in the cage and depositing the workpiece by the action of the punch on the cage, according to the invention, before installing the workpiece in the cage, the latter is placed on the surface of the ejector in the matrix hole with a gap of 0.1 to 0.2 mm., Selected from the ratio D 1 = D 2 + 2z, where:
D1 - диаметр отверстия матрицы;D 1 - the diameter of the holes of the matrix;
D2 - диаметр обоймы;D 2 - diameter of the cage;
z - односторонний зазор между отверстием матрицы и диаметром обоймы, а деформирование осуществляют пуансоном, выполненным с нижней деформирующей частью, диаметром, выбранным из соотношения D3=d1+δ, где:z is a one-way gap between the matrix hole and the diameter of the cage, and the deformation is carried out by a punch made with the lower deforming part, the diameter selected from the relation D 3 = d 1 + δ, where:
D3 - диаметр нижней деформирующей части пуансона;D 3 - the diameter of the lower deforming part of the punch;
d1 - наибольший диаметр заготовки после осадки на заданную степень деформации;d 1 - the largest diameter of the workpiece after upsetting at a given degree of deformation;
δ - разница диаметров деформирующей части пуансона и наибольшего диаметра заготовки после осадки,δ is the difference between the diameters of the deforming part of the punch and the largest diameter of the workpiece after upsetting,
который превышает наибольший диаметр заготовки после осадки на заданную степень деформации на величину 5-10 мм.which exceeds the largest diameter of the workpiece after upsetting by a given degree of deformation by 5-10 mm.
При этом обойма может быть выполнена разъемной.In this case, the clip can be made detachable.
Размещение заготовки на поверхности выталкивателя в отверстии матрицы с зазором, составляющим от 0,1 до 0,2 мм., позволяет осуществить деформацию обоймы методом обратного холодного выдавливания, что обеспечивает изменение ее внутреннего диаметра, а наружный диаметр остается равным диаметру отверстия матрицы, благодаря этому, достигается повышение величины сжимающих напряжений, действующих на торцы и боковую поверхность заготовки при ее осадке.Placing the workpiece on the surface of the ejector in the hole of the matrix with a gap of 0.1 to 0.2 mm., Allows the deformation of the cage by the method of reverse cold extrusion, which ensures a change in its inner diameter, and the outer diameter remains equal to the diameter of the hole of the matrix, due to this , achieved an increase in the magnitude of compressive stresses acting on the ends and lateral surface of the workpiece when it is upset.
Заявляемый способ обеспечивает при совместной деформации обоймы и заготовки, возникновение высоких значений сжимающих напряжений, позволяющих осуществить осадку заготовок из хрупких и малопластичных материалов с большими степенями деформации при комнатной и более низких температурах.The inventive method provides for the joint deformation of the cage and the workpiece, the occurrence of high values of compressive stresses, allowing to carry out the precipitation of the workpieces from brittle and low-plastic materials with high degrees of deformation at room and lower temperatures.
Диаметр отверстия матрицы - D1 выбирается из условия D1=D2+2z, как показано на фиг.1. В этом соотношении D2 - диаметр обоймы, z - односторонний зазор между отверстием матрицы и диаметром обоймы. Величина зазора z в зависимости от размеров обоймы составляет от 0,1 до 0,2 мм.The hole diameter of the matrix - D 1 is selected from the condition D 1 = D 2 + 2z, as shown in figure 1. In this ratio, D 2 is the diameter of the holder, z is the one-sided gap between the hole of the matrix and the diameter of the holder. The gap z depending on the size of the cage is from 0.1 to 0.2 mm.
Диаметр нижней деформирующей части пуансона выбирается из соотношения D3=d1+δ, как показано на фиг.2. В этом соотношении d1 - наиболыпий диаметр заготовки после осадки на заданную степень деформации, δ-разница диаметров деформирующей части пуансона и наибольшего диаметра заготовки после осадки. Диаметр d1 вычисляется при заданной степени деформации из условия постоянства объема и уточняется на основании экспериментов. Величина δ в зависимости от степени деформации принимается в пределах 5-10 мм.The diameter of the lower deforming part of the punch is selected from the relation D 3 = d 1 + δ, as shown in figure 2. In this ratio, d 1 is the largest billet diameter of the preform after upsetting to a given degree of deformation, δ is the difference between the diameters of the deforming part of the punch and the largest diameter of the preform after upsetting. Diameter d 1 is calculated for a given degree of deformation from the condition of constant volume and is refined on the basis of experiments. The value of δ depending on the degree of deformation is taken in the range of 5-10 mm.
Выбор диаметра нижней деформирующей части D3=d1+δ, пуансона позволяет осуществить осадку заготовок из хрупких и малопластичных материалов с большими степенями деформации при комнатной и более низких температурах, изменять величину сжимающих напряжений, действующих на торец и боковую поверхность заготовки во время процесса осадки, за счет увеличения диаметра пуансона при фиксированных диаметрах обоймы и заготовки. При увеличении диаметра пуансона возрастает степень деформации материала обоймы в соответствии с формулой (3), а также величина удельных давлений на пуансоне и на боковой поверхности заготовки в соответствии с формулой (4). Возможность управлять величинами сжимающих напряжений позволяет существенно расширить класс хрупких материалов, которые будут деформироваться без разрушения при комнатной и более низких температурах.The choice of the diameter of the lower deforming part D 3 = d 1 + δ, the punch allows the preform to be billet made of brittle and low-plastic materials with high degrees of deformation at room and lower temperatures, to change the magnitude of the compressive stresses acting on the end face and side surface of the workpiece during the upsetting process , by increasing the diameter of the punch with fixed diameters of the cage and the workpiece. As the diameter of the punch increases, the degree of deformation of the casing material increases in accordance with formula (3), as well as the specific pressure on the punch and on the side surface of the workpiece in accordance with formula (4). The ability to control the values of compressive stresses allows us to significantly expand the class of brittle materials that will deform without failure at room and lower temperatures.
Способ позволяет использовать составные обоймы, состоящие из двух полуколец, которые изготавливаются из листовых заготовок гибкой или из отрезков труб. Экспериментальные исследования показали, что при использовании составных обойм, возможно достижение высокого уровня сжимающих напряжений при осадке заготовок. Использование составных обойм обеспечивает быстрое извлечение деформированных заготовок (изделий) при выпуске опытно-промышленных партий.The method allows the use of composite clips, consisting of two half rings, which are made from flexible sheet blanks or pipe segments. Experimental studies have shown that when using composite cages, it is possible to achieve a high level of compressive stresses when upsetting blanks. The use of composite clips provides quick extraction of deformed billets (products) in the production of pilot batches.
Заявляемый способ позволяет осуществлять осадку цилиндрических заготовок для последующей горячей штамповки из магния марки Мг90, деформируемых магниевых сплавов систем: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr. Способ эффективен также при холодной осадке сплавов на основе висмута, цинка, титана, группы алюминиевых сплавов с добавками кремния и ряда других хрупких материалов, имеющих литую структуру Холодная осадка заготовок заявляемым способом обеспечивает по сравнению с традиционными технологиями сокращение количества технологических операций, экономию энергии и предотвращает окисление поверхности.The inventive method allows the upsetting of cylindrical billets for subsequent hot stamping of magnesium grade Mg90, wrought magnesium alloys systems: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr. The method is also effective in cold precipitation of alloys based on bismuth, zinc, titanium, a group of aluminum alloys with additives of silicon and a number of other brittle materials having a cast structure. Cold precipitation of workpieces by the claimed method provides a reduction in the number of technological operations in comparison with traditional technologies, saves energy and prevents surface oxidation.
На фиг.1 показано устройство для осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов и взаимное положение его деталей в момент касания пуансоном обоймы.Figure 1 shows a device for settling cylindrical billets of brittle and non-plastic materials and the relative position of its parts at the moment the punch touches the cage.
На фиг.2 показано взаимное положение деталей в момент окончания процесса осадки образца.Figure 2 shows the relative position of the parts at the end of the process of sedimentation of the sample.
Устройство для осадки хрупких и малопластичных материалов состоит из следующих деталей: верхней плиты 1, обоймы 2 с отверстием для установки заготовки 3, пуансона 4, матрицы 5, выталкивателя 6 и нижней плиты 7. Верхняя плита 1 скреплена с ползуном пресса. (На фиг.1 и фиг.2 фрагменты ползуна пресса показаны тонкими линиями над плитой 1). Нижняя плита 7 установлена и закреплена на столе пресса. (На фиг.1 и фиг.2 фрагменты стола пресса показаны тонкими линиями под плитой 7). Пуансон 4 установлен по оси устройства и закреплен на верхней плите 1. Диаметр нижней части пуансона 4, D3 больше максимального диаметра деформированной заготовки d1 на величину δ=5-10 мм, как показано на фиг.2. Матрица 5 закреплена на нижней плите 7. Выталкиватель 6 и пуансон 4 перемещаются по отверстию матрицы 5 по скользящим посадкам. Подъем и опускание выталкивателя 6 осуществляются от отдельного привода, имеющегося у пресса, (на фиг.1 и фиг.2 не показан).The device for settling brittle and non-plastic materials consists of the following parts:
Устройство для осадки хрупких и малопластичных материалов работает следующим образом. Обойма 2, покрытая смазкой с обоих торцов и по боковой поверхности, укладывается в матрицу 5 на поверхность выталкивателя 6, затем в отверстие обоймы 2 плотно устанавливается заготовка 3. После этого пресс включается и на холостом ходу пуансон 4 опускается до касания торцевой поверхности обоймы 2. Взаимное положение деталей устройства в этот момент показано на фиг.1. В дальнейшем пресс переключается на рабочий ход и пуансон 4 осуществляет осадку заготовки 3 и участка поверхности обоймы 2, имеющей наружный диаметр D3 с исходной высоты h0 до конечной высоты h1. Взаимное положение деталей устройства в момент окончания процесса деформации показано на фиг.2. Как показано на фиг.2 после окончания деформации заготовка 3 приняла форму бочки с максимальным диаметром d1 и высотой h1, а обойма 2 имеет форму стакана с наружным диаметром D1, внутренним диаметром D3 и дном высотой h1. Затем пуансон 4 поднимают в исходную позицию и включают механизм выталкивателя 6 пресса на ход вверх, при этом выталкиватель 6 поднимает деформированную обойму 2 с заготовкой 3 выше торца матрицы 5. В этом положении деформированную обойму 2 снимают с выталкивателя 6 и удаляют из рабочего пространства пресса, затем выталкиватель 6 опускается в нижнее положение и цикл осадки закончен. В дальнейшем делают надрезы на поверхности обоймы 2 и извлекают деформированную заготовку 3.A device for settling brittle and non-plastic materials works as follows. The
В Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Ордена Трудового Красного Знамени Институте физики металлов Уральского отделения Российской Академии наук было разработано устройство для осуществления заявляемого способа осадки цилиндрических заготовок из хрупких и малопластичных материалов. Осадка без обойм при комнатной температуре цилиндрических заготовок, из хрупких и малопластичных материалов, таких как: магний марки Мг90, деформируемых магниевых сплавов систем: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr и группы алюминиевых сплавов с добавками кремния сопровождалась появлением трещин на торцах и боковой поверхности уже при степени деформации ε=5-10%. Значительное увеличение пластичности магния марки Мг90 позволяет сделать выводы о возможности холодной осадки с большими степенями деформации заготовок из магниевых сплавов систем: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr.At the Federal State Budgetary Institution of Science, Order of the Red Banner of Labor, Institute of Metal Physics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, a device was developed for implementing the inventive method of settling cylindrical billets from brittle and non-plastic materials. Precipitation without cages at room temperature of cylindrical billets made of brittle and non-ductile materials such as Mg90 magnesium, wrought magnesium alloys of the systems Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr and a group of aluminum alloys with silicon additives was accompanied by the appearance of cracks at the ends and lateral surface already at a degree of deformation ε = 5-10%. A significant increase in the ductility of Mg90 grade magnesium allows us to draw conclusions about the possibility of cold precipitation with large degrees of deformation of workpieces from magnesium alloys of the systems: Mg-Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr.
Цилиндрическая заготовка из магния марки Мг90 плотно устанавливалась в отверстие обоймы, размещенной в матрице. Обоймы с наружным диаметром 39,8 мм, внутренним диаметром 16 мм высотой 32 мм были изготовлены из медной поковки. Устройство состояло из следующих деталей: верхней плиты, обоймы пуансона, матрицы, выталкивателя и нижней плиты. Верхняя плита скреплена с ползуном пресса, а нижняя плита установлена и закреплена на столе пресса. Пуансон установлен по оси устройства, закреплен на верхней плите и имеет диаметр нижней части D3=34 мм. Выталкиватель и пуансон перемещались в отверстии матрицы по скользящим посадкам. Подъем и опускание выталкивателя осуществляли от отдельного привода, имеющегося у пресса. Матрицу с диаметром отверстия 40 мм, устанавливали по оси пресса, скрепляли с нижней плитой, а выталкиватель размещали в нижней части матрицы. Матрица, пуансон и выталкиватель изготавливались из стали X12M, ГОСТ 5950-87 и имели твердость HRC 50..55. Верхняя и нижняя плиты изготавливались из стали 45ХНМФА, ГОСТ 4543-71 и имели твердость HRC 35..40.A cylindrical billet made of magnesium grade Mg90 was tightly installed in the hole of the cage placed in the matrix. The clips with an outer diameter of 39.8 mm and an inner diameter of 16 mm and a height of 32 mm were made of copper forging. The device consisted of the following parts: top plate, punch holder, die, ejector and bottom plate. The top plate is bonded to the press slider, and the bottom plate is mounted and secured to the press table. The punch is installed on the axis of the device, mounted on the upper plate and has a diameter of the lower part D 3 = 34 mm The ejector and punch moved in the hole of the matrix along the sliding landings. Raising and lowering the ejector was carried out from a separate drive available in the press. A matrix with a hole diameter of 40 mm was installed along the axis of the press, fastened to the bottom plate, and the ejector was placed in the lower part of the matrix. The matrix, punch and ejector were made of X12M steel, GOST 5950-87 and had a hardness of HRC 50..55. The upper and lower plates were made of steel 45KHNMFA, GOST 4543-71 and had a hardness of HRC 35..40.
Устройство устанавливалось на гидравлический пресс марки ДБ-2240 усилием 10000 кН. Первую серию опытов по осадке заготовок из магния марки Мг90 проводили при комнатной температуре. Обойму, покрытую смазкой с обоих торцов и по боковой поверхности, укладывали в матрицу на поверхность выталкивателя, затем в отверстие обоймы плотно устанавливали заготовку. После этого включали пресс и на холостом ходу пуансон опускали до касания торцевой поверхности обоймы. В дальнейшем пресс переключали на рабочий ход и пуансон осуществлял осадку образца и участка поверхности обоймы, имеющей наружный диаметр D3=39,8 мм с исходной высоты h0=32 мм до конечной высоты h1=9,5 мм.The device was installed on a DB-2240 hydraulic press with an effort of 10,000 kN. The first series of experiments on the precipitation of Mg90 grade magnesium preforms was carried out at room temperature. The cartridge, coated with grease from both ends and along the side surface, was laid in a matrix on the surface of the ejector, then a workpiece was tightly installed in the hole of the cartridge. After that, the press was turned on and the idle was lowered until the end surface of the cage was touched. Subsequently, the press was switched to the working stroke and the punch settled the sample and the portion of the surface of the cage having an outer diameter of D 3 = 39.8 mm from the initial height h 0 = 32 mm to the final height h 1 = 9.5 mm.
Таким образом была осуществлена осадка магниевой заготовки в обойме при рабочем ходе пресса 22,5 мм, со степенью деформации ε1=(32-9,5)/32=0,703~70%, определяемой по формуле (1).Thus, the magnesium billet was precipitated in a holder with a working stroke of the press of 22.5 mm, with a degree of deformation ε 1 = (32-9.5) / 32 = 0.703 ~ 70%, determined by the formula (1).
Осадка пяти магниевых заготовок в обоймах была выполнена со степенью деформации 70%, при этом деформация обоймы осуществлялась методом обратного холодного выдавливания, после окончания которого, обойма принимала форму стакана с наружным диаметром D1=40 мм, внутренним диаметром D3=34 мм и дном высотой h1=9,5 мм. При деформации обоймы обратным холодным выдавливанием изменяется ее внутренний диаметр, а наружный диаметр равен диаметру отверстия матрицы, благодаря этому обеспечивается повышение величины сжимающих напряжений, действующих на торцы и боковую поверхность при осадке магниевой заготовки.The precipitation of the five magnesium blanks in the holders was performed with a degree of deformation of 70%, while the deformation of the holder was carried out by the method of reverse cold extrusion, after which the holder took the form of a glass with an outer diameter of D 1 = 40 mm, an inner diameter of D 3 = 34 mm and the bottom height h 1 = 9.5 mm. When the cage is deformed by reverse cold extrusion, its inner diameter changes, and the outer diameter is equal to the diameter of the matrix hole, thereby increasing the magnitude of the compressive stresses acting on the ends and side surface when the magnesium billet is deposited.
В наиболее близком способе обойма при деформации, подвергается осадке, которая сопровождается увеличением ее внутреннего и наружного диаметров. При таком формоизменении обоймы величина, сжимающих напряжений, действующих на торцы и боковую поверхность цилиндрической заготовки, значительно ниже, чем при деформации обоймы методом обратного холодного выдавливания, эти данные подтверждены на основании серии экспериментов.In the closest method, the clip during deformation is subjected to sediment, which is accompanied by an increase in its inner and outer diameters. With this shape-changing of the cage, the compressive stresses acting on the ends and lateral surface of the cylindrical workpiece are significantly lower than when the cage is deformed by the method of cold inverse extrusion, these data are confirmed on the basis of a series of experiments.
Степень деформации материала обоймы при обратном холодном выдавливании определяется по формуле:The degree of deformation of the casing material during reverse cold extrusion is determined by the formula:
где: F0 - площадь обоймы в мм2, F1 - площадь деформированной обоймы в мм2, D1 - диаметр отверстия матрицы в мм, D3 - диаметр нижней части пуансона в мм, d0 - диаметр отверстия в обойме в мм.where: F 0 is the area of the cage in mm 2 , F 1 is the area of the deformed cage in mm 2 , D 1 is the diameter of the hole of the matrix in mm, D 3 is the diameter of the lower part of the punch in mm, d 0 is the diameter of the hole in the cage in mm.
В литературе [А.А. Шофман. Основы расчета процессов штамповки и прессования М, Машгиз, 1961, 350 с.] величина удельного давления на пуансоне при обратном холодном выдавливании-q», определяется по формуле:In the literature [A.A. Shofman. Basics of calculation of stamping and pressing processes M, Mashgiz, 1961, 350 pp.] The specific pressure on the punch during reverse cold extrusion-q "is determined by the formula:
где: F0 - площадь обоймы в мм2, F1 - площадь деформированной обоймы в мм2, σв - предел прочности материала обоймы, kc - коэффициент, имеющий следующие значения: для алюминия kc=3,5-4,0, для меди, латуни и малоуглеродистой стали kc=2,5-3,0.where: F 0 is the area of the cage in mm 2 , F 1 is the area of the deformed cage in mm 2 , σ in is the tensile strength of the material of the cage, k c is the coefficient having the following values: for aluminum k c = 3,5-4,0 , for copper, brass and mild steel k c = 2.5-3.0.
Степень деформации материала обоймы при обратном холодном выдавливании, для диаметра нижней части пуансона 34 мм составит:The degree of deformation of the material of the cage during reverse cold extrusion, for the diameter of the lower part of the punch 34 mm will be:
ε2=(342-162)/(402-162)=0,67=67%.ε 2 = (34 2 -16 2 ) / (40 2 -16 2 ) = 0.67 = 67%.
Таким образом, осадка магниевой заготовки в обойме пуансоном с диаметром 34 мм была выполнена со степенью деформации 70%, а деформация обоймы осуществлялась методом обратного холодного выдавливания со степенью деформации 67%.Thus, the precipitation of the magnesium billet in the holder with a punch with a diameter of 34 mm was performed with a degree of deformation of 70%, and the deformation of the holder was carried out by the method of cold reverse extrusion with a degree of deformation of 67%.
Затем обойму разрезали и извлекли деформированную заготовку, которая приобрела следующие размеры: диаметры верхнего и нижнего торцов 28 мм, диаметр средней части заготовки 31 мм, высота 9,5 мм. Микротрещин и других дефектов на боковой поверхности и торцах заготовки не обнаружено. Остальные четыре образца деформировались в таких же условиях и не имели микротрещин и других дефектов на боковой поверхности и торцах образцов. При осадке заготовок диаметром 16 мм, с использованием пуансона с диаметром нижней части 34 мм максимальное усилие пресса составляло 740 кН, а удельное давление на пуансоне 820 МПа.Then the clip was cut and the deformed workpiece was removed, which acquired the following dimensions: diameters of the upper and lower ends 28 mm, the diameter of the middle part of the workpiece 31 mm, height 9.5 mm. Microcracks and other defects on the side surface and the ends of the workpiece were not found. The remaining four samples were deformed under the same conditions and did not have microcracks and other defects on the side surface and ends of the samples. When blanks were upset with a diameter of 16 mm using a punch with a bottom diameter of 34 mm, the maximum press force was 740 kN, and the specific pressure on the punch was 820 MPa.
Вторую серию опытов по осадке магниевых заготовок проводили с использованием обойм, состоящих из двух кольцевых частей. Боковые и торцевые поверхности кольцевых частей покрывались смазкой, после чего они плотно устанавливались в матрицу, образуя обойму с внутренним диаметром Л 6 мм. Затем в отверстие такой обоймы плотно устанавливали магниевую заготовку и осуществляли осадку при комнатной температуре. Эксперименты по осадке проводили при таких же режимах, как и в первой серии опытов: степень деформации магниевых образцов ε1=70%, степень деформации составной обоймы ε2=67%. Всего деформировали три заготовки, которые после деформации извлекали из составных обойм. Все заготовки не имели микротрещин и других дефектов на боковой поверхности и торцах. При осадке заготовок диаметром 16 мм в составных обоймах с использованием пуансона с диаметром нижней части 34 мм, максимальнее усилие пресса составляло 750 кН, а удельное давление на пуансоне 830 МПа.The second series of experiments on the precipitation of magnesium billets was carried out using clips consisting of two annular parts. The lateral and end surfaces of the annular parts were coated with grease, after which they were tightly installed in the matrix, forming a cage with an inner diameter of 6 mm. Then, a magnesium billet was tightly installed in the hole of such a holder and precipitation was carried out at room temperature. Sediment experiments were carried out under the same conditions as in the first series of experiments: the degree of deformation of magnesium samples ε 1 = 70%, the degree of deformation of the composite holder ε 2 = 67%. In total, three workpieces were deformed, which, after deformation, were removed from the composite clips. All blanks had no microcracks and other defects on the side surface and ends. When blanks with a diameter of 16 mm were upset in composite holders using a punch with a bottom diameter of 34 mm, the maximum press force was 750 kN, and the specific pressure on the punch was 830 MPa.
Третью серию опытов по осадке магниевых заготовок проводили при температуре жидкого азота, эксперименты выполняли также с использованием составных обойм, состоящих из двух кольцевых частей. Перед началом этих работ была выполнена небольшая модернизация конструкции устройства. Для этого с целью уменьшения рассеивания тепла на обе поверхности нижней плиты установили теплоизолирующие прокладки. Под матрицу установили полый цилиндрический контейнер и закрепили матрицу и контейнер к плите, обеспечив герметичность контейнера за счет сжатия теплоизолирующей прокладки. На наружную поверхность цилиндрического контейнера устанавливали и закрепляли экран из пенополиуретана с целью теплоизоляции.The third series of experiments on the precipitation of magnesium billets was carried out at liquid nitrogen temperature, the experiments were also performed using composite cages consisting of two annular parts. Before starting this work, a small modernization of the design of the device was performed. To do this, in order to reduce heat dissipation, heat-insulating gaskets were installed on both surfaces of the lower plate. A hollow cylindrical container was installed under the matrix and the matrix and container were fixed to the plate, ensuring the tightness of the container by compressing the insulating gasket. A screen made of polyurethane foam was installed and fixed on the outer surface of the cylindrical container for the purpose of thermal insulation.
Способ осуществляли следующим образом: кольцевые части обоймы плотно устанавливались в матрицу, образуя цилиндр с внутренним диаметром 16 мм. Затем в отверстие такой обоймы плотно устанавливали магниевую заготовку, после чего цилиндрический контейнер заполняли азотом, который после испарения становился жидким и охлаждал матрицу и обойму с заготовкой. В этот момент осуществляли осадку магниевой заготовки со степенью деформации ε1=70%, а степень деформации составной обоймы ε2=67%. В таких условиях осуществили осадку трех заготовок, которые после деформации извлекали из составных обойм. Все заготовки не имели микротрещин и других дефектов на боковой поверхности и торцах. При осадке заготовок диаметром 16 мм в составных обоймах с использованием пуансона с диаметром нижней части 34 мм, при температуре жидкого азота максимальное усилие пресса составляло ~1000 кН, а удельное давление на пуансоне 1100 МПа. Таким образом, проведение осадки магниевых заготовок при температуре жидкого азота в условиях наложения высоких сжимающих напряжений, позволяет осуществить формоизменение с большими степенями деформации без появления трещин.The method was carried out as follows: the annular parts of the cage were tightly installed in the matrix, forming a cylinder with an inner diameter of 16 mm. Then, a magnesium billet was tightly installed in the hole of such a holder, after which the cylindrical container was filled with nitrogen, which after evaporation became liquid and cooled the matrix and the holder with the workpiece. At this moment, the magnesium billet was precipitated with a degree of deformation ε 1 = 70%, and a degree of deformation of the composite holder ε 2 = 67%. Under such conditions, three blanks were upset, which, after deformation, were removed from the composite clips. All blanks had no microcracks and other defects on the side surface and ends. When blanks with a diameter of 16 mm were upset in composite holders using a punch with a bottom diameter of 34 mm, at a temperature of liquid nitrogen, the maximum press force was ~ 1000 kN, and the specific pressure on the punch was 1100 MPa. Thus, the sedimentation of magnesium preforms at a temperature of liquid nitrogen under conditions of applying high compressive stresses, allows for shaping with large degrees of deformation without cracks.
Таким же способом может быть осуществлена осадка цилиндрических заготовок из таких хрупких и малопластичных материалов как сплавы на основе висмута, цинка, титана и группы алюминиевых сплавов с добавками кремния, так как холодная осадка выполняется в условиях воздействия сжимающих напряжений высокого уровня. Наложение сжимающих напряжений при осадке заготовок затрудняет возникновение пор и микротрещин в материале даже при низких температурах.In the same way, cylindrical billets can be deposited from such brittle and non-plastic materials as bismuth, zinc, titanium alloys and a group of aluminum alloys with silicon additives, since cold precipitation is performed under conditions of high level compressive stresses. The application of compressive stresses during the upsetting of the preforms makes it difficult to create pores and microcracks in the material even at low temperatures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112538/02A RU2501624C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112538/02A RU2501624C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012112538A RU2012112538A (en) | 2013-10-10 |
| RU2501624C2 true RU2501624C2 (en) | 2013-12-20 |
Family
ID=49302596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012112538/02A RU2501624C2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2501624C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2848015C1 (en) * | 2024-05-14 | 2025-10-16 | Акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method for deforming low-plasticity materials |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1042854A1 (en) * | 1975-03-10 | 1983-09-23 | Цниитмаш (Инопредприятие) | Apparatus for feeding strip and band material to press working zone |
| SU1535666A1 (en) * | 1987-05-15 | 1990-01-15 | Коммунарский горно-металлургический институт | Arrangement for upsetting billets |
| SU1759512A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-09-07 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of upsetting cylindrical blanks from low-ductile materials |
| US7454941B2 (en) * | 2004-10-29 | 2008-11-25 | Snecma | Upsetting method for working a metal slug, method for preparing a slug for a forging operation according to the method and device for implementing the method |
-
2012
- 2012-03-30 RU RU2012112538/02A patent/RU2501624C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1042854A1 (en) * | 1975-03-10 | 1983-09-23 | Цниитмаш (Инопредприятие) | Apparatus for feeding strip and band material to press working zone |
| SU1535666A1 (en) * | 1987-05-15 | 1990-01-15 | Коммунарский горно-металлургический институт | Arrangement for upsetting billets |
| SU1759512A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-09-07 | Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of upsetting cylindrical blanks from low-ductile materials |
| US7454941B2 (en) * | 2004-10-29 | 2008-11-25 | Snecma | Upsetting method for working a metal slug, method for preparing a slug for a forging operation according to the method and device for implementing the method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2848015C1 (en) * | 2024-05-14 | 2025-10-16 | Акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method for deforming low-plasticity materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012112538A (en) | 2013-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10207312B2 (en) | Lubrication processes for enhanced forgeability | |
| Ogawa et al. | Forming limit of magnesium alloy at elevated temperatures for precision forging | |
| Zhbankov et al. | Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process | |
| Kurz | Heated hydro-mechanical deep drawing of magnesium sheet metal | |
| CN103981472B (en) | A kind of Equal-channel Angular Pressing prepares the method for the pure titanium of Ultra-fine Grained | |
| JP2010000515A (en) | Forging method of magnesium alloy | |
| CN104174807B (en) | The manufacture method of a kind of heavy caliber titanium thick-wall tube | |
| RU2501624C2 (en) | Method of upsetting fragile and low-plasticity cylindrical blanks | |
| Mori et al. | Two-stage cold stamping of magnesium alloy cups having small corner radius | |
| CN107000022B (en) | Method and apparatus for manufacturing tubes by continuous hydraulic expansion | |
| Matsumoto et al. | Forgeability and flow stress of Mg-Zn-Y alloys with long period stacking ordered structure at elevated temperatures | |
| CN1425513A (en) | Heat-insulating hot extruding method | |
| Matsumoto | Ductility improvement methods for commercial AZ31B magnesium alloy in cold forging | |
| Zhang | Reverse deep drawability of 5A06 aluminum alloy plate at elevated temperatures | |
| Winiarski et al. | Cold forging of a hollow flanged part by an unconventional extrusion method | |
| RU2706392C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
| Zhou et al. | Forging penetration efficiency of steel H13 stepped shaft radial forging with GFM forging machine | |
| Matsumoto et al. | Improvement of forgeability of a commercial AZ31B magnesium alloy in cold backward extrusion with counter pressure | |
| Dong et al. | Analytical and FEM investigations on boss forming process by compression-drawing method | |
| Borys et al. | Ensuring the quality of the connection of layers from different metals in the manufacture of bietallic tubular elements by drawing | |
| CN102989808B (en) | TiAl-based alloy extruding mould | |
| RU2706395C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
| RU138734U1 (en) | EQUIPMENT FOR EXTRACTION OF CYLINDRICAL PRODUCTS FROM DIFFICULTY DEFORMABLE METAL, COMPOSITE OR NANOCRYSTALLINE MATERIALS | |
| RU2563077C1 (en) | Method of foil manufacturing from magnesium | |
| Ojo et al. | Experimental Analysis for Lubricant and Punch Selection in Shear Extrusion of Aa-6063 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150331 |