[go: up one dir, main page]

RU2529345C1 - Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders - Google Patents

Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders Download PDF

Info

Publication number
RU2529345C1
RU2529345C1 RU2013115004/02A RU2013115004A RU2529345C1 RU 2529345 C1 RU2529345 C1 RU 2529345C1 RU 2013115004/02 A RU2013115004/02 A RU 2013115004/02A RU 2013115004 A RU2013115004 A RU 2013115004A RU 2529345 C1 RU2529345 C1 RU 2529345C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forgings
density
relative
workpiece
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2013115004/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013115004A (en
Inventor
Лев Соломонович Кохан
Анатолий Васильевич Алдунин
Original Assignee
Анатолий Васильевич Алдунин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Васильевич Алдунин filed Critical Анатолий Васильевич Алдунин
Priority to RU2013115004/02A priority Critical patent/RU2529345C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529345C1 publication Critical patent/RU2529345C1/en
Publication of RU2013115004A publication Critical patent/RU2013115004A/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: heated initial cylindrical blank is upended in a closed mould. The ready forged piece is removed from the mould by a pusher and is cooled. The blank is deformed accounting for the condition expressed in the stated mathematical expression including the relative percentage reduction of a blank, its relative radial deformation, relative density of the blank and relative density of the forged piece.
EFFECT: production of cylindrical forged pieces with prespecified density ensuring the required set of physical and mechanical properties of the parts manufactured from them.
1 dwg, 1 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для производства цилиндрических поковок заданной плотности из скомпактированных спеченных заготовок металлических порошков.The invention relates to the field of powder metallurgy and can be used to produce cylindrical forgings of a given density from compacted sintered blanks of metal powders.

Уровень техникиState of the art

Известен способ горячей штамповки поковок, который включает нагрев исходной заготовки, штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение поковки из штампа и охлаждение [Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. - М.: Машиностроение, 1986. - Т.2. Горячая объемная штамповка / Под ред. Е.И. Семенова, 1986. - С.171].There is a method of hot stamping of forgings, which includes heating the original billet, stamping in a closed stamp with draft at the end, removing the forgings from the stamp and cooling [Forging and stamping: Reference. In 4 volumes - M.: Mechanical Engineering, 1986. - T. 2. Hot Stamping / Ed. E.I. Semenova, 1986. - P.171].

Известен также принятый заявителем за наиболее близкий аналог способ горячей штамповки цилиндрических поковок, включающий нагрев исходной цилиндрической заготовки, штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение поковки из штампа с использованием выталкивателя и охлаждение [Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. - Изд. 2-е. - М.: Машиностроение, 1976. - С.261-262, 279-280].A method for hot stamping cylindrical forgings, including heating the original cylindrical billet, stamping in a closed stamp with a draft at the end face, removing the forgings from the stamp using a pusher and cooling [Okhrimenko Y.M. Forging technology. - Ed. 2nd. - M .: Mechanical Engineering, 1976. - S. 261-262, 279-280].

Недостаток известных способов заключаются в следующем.A disadvantage of the known methods are as follows.

Размеры исходной монолитной заготовки определяются из условия постоянства объема. Однако данное условие неприменимо при использовании пористой порошковой заготовки, так как не обеспечивает производство поковки с требуемой плотностью.The dimensions of the initial monolithic billet are determined from the condition of constant volume. However, this condition does not apply when using a porous powder billet, as it does not provide forgings with the required density.

Указанный недостаток не позволяет определять деформационные условия штамповки, гарантирующие получение поковки с заданной плотностью, что не обеспечивают необходимую конструктивную прочность детали, изготавливаемой из такой поковки.This drawback does not allow to determine the deformation conditions of stamping, guaranteeing the receipt of forgings with a given density, which does not provide the necessary structural strength of the parts made from such forgings.

Описание изобретенияDescription of the invention

Техническая задача данного изобретения - получение цилиндрических поковок с использованием скомпактированных спеченных цилиндрических заготовок из металлических порошков с заданной плотностью.The technical task of this invention is the production of cylindrical forgings using compacted sintered cylindrical billets from metal powders with a given density.

Технический результат изобретения достигается предварительным определением необходимых парных значений высотной и радиальной относительных деформаций цилиндрической заготовки при штамповке в закрытом штампе осадкой в торец.The technical result of the invention is achieved by preliminary determination of the necessary pairwise values of the height and radial relative deformations of the cylindrical workpiece during stamping in a closed stamp by upsetting at the end face.

На чертеже изображена схема производства поковок, где 1 - исходная заготовка, 2 - штамп, 3 - поковка, 4 - выталкиватель.The drawing shows a diagram of the production of forgings, where 1 is the original billet, 2 is the stamp, 3 is the forging, 4 is the ejector.

Отличительные признакиFeatures

Способ отличается от известного тем, что для процесса пластического деформирования композиционных спеченных порошковых материалов в закрытом штампе используется условие сохранения постоянства массы:The method differs from the known one in that for the process of plastic deformation of composite sintered powder materials in a closed stamp, the condition of maintaining constant mass is used:

Vi·ρi=const,V i · ρ i = const,

где Vi - объем заготовки или поковки; ρ i γ i γ м

Figure 00000001
Figure 00000002
- относительная плотность заготовки или поковки; γ i
Figure 00000003
- плотность заготовки или поковки; γ m
Figure 00000004
- плотность металла, из которого изготовлен порошок.where V i - the volume of the workpiece or forgings; ρ i γ i γ m
Figure 00000001
Figure 00000002
- the relative density of the workpiece or forgings; γ i
Figure 00000003
- the density of the workpiece or forgings; γ m
Figure 00000004
- the density of the metal of which the powder is made.

Способ работает следующим образом.The method works as follows.

Нагретую исходную цилиндрическую заготовку 1 штампуют в закрытом штампе 2 осадкой в торец. При этом деформационное условие процесса штамповки определяется по выражению:The heated original cylindrical billet 1 is stamped in a closed die 2 by upsetting in the end face. In this case, the deformation condition of the stamping process is determined by the expression:

( 1 ε ) ( 1 + ε r ) 2 = ρ 0 ρ 1

Figure 00000005
, ( one - ε ) ( one + ε r ) 2 = ρ 0 ρ one
Figure 00000005
,

где ε r = h 0 h 1 h 0

Figure 00000006
- относительное торцевое обжатие заготовки,Where ε r = h 0 - h one h 0
Figure 00000006
- relative end compression of the workpiece,

h0, h1 - высота исходной заготовки и поковки соответственно;h 0, h 1 - the height of the original billet and forgings, respectively;

ε r = d 1 d 0 d 0

Figure 00000007
- относительная радиальная деформация заготовки, ε r = d one - d 0 d 0
Figure 00000007
- relative radial deformation of the workpiece,

d0, d1 диаметр исходной заготовки и поковки соответственно;d 0 , d 1 the diameter of the initial billet and forgings, respectively;

ρ0= γ 0 γ m

Figure 00000008
Figure 00000002
- относительная плотность заготовки,ρ 0 = γ 0 γ m
Figure 00000008
Figure 00000002
- relative density of the workpiece,

γ0 - плотность заготовки;γ 0 is the density of the workpiece;

ρ1= γ 1 γ m

Figure 00000009
- относительная плотность поковки,ρ 1 = γ one γ m
Figure 00000009
the relative density of the forgings,

γ1 - плотность поковки.γ 1 is the density of the forging.

Из данного условия определяются размеры получаемой поковки: высота h1=(1-ε)·h0 и диаметр d1=(1+εr)·d.From this condition, the dimensions of the obtained forgings are determined: height h 1 = (1-ε) · h 0 and diameter d 1 = (1 + ε r ) · d.

Затем поковку 3 с использованием выталкивателя 4 извлекают из штампа 2 и охлаждают.Then, the forging 3 using the ejector 4 is removed from the stamp 2 and cooled.

Данный способ производства обеспечивает получение цилиндрических поковок с заданной плотностью, гарантирующей необходимый комплекс физико-механических свойств изготавливаемых из них деталей.This production method provides the production of cylindrical forgings with a given density, which guarantees the necessary set of physico-mechanical properties of parts made from them.

Способ может быть реализован на промышленном агрегате, например гидравлическом прессе, укомплектованном нагревательной печью и закрытым штампом с выталкивателем.The method can be implemented on an industrial unit, for example, a hydraulic press equipped with a heating furnace and a closed stamp with an ejector.

Пример реализации.Implementation example.

Исходные цилиндрические заготовки высотой h0=13,9 мм, диаметром d0=38,1 мм и объемом V 0 = π d 0 2 4 h 0 = 15839,241 м м 3 = 15,839 с м 3

Figure 00000010
, полученные компактированием и спеканием из медного порошка ПМС-1, имели массу m=117,5 г и плотность γ 0 = m v 0 = 7,4189 г / с м 3
Figure 00000011
. При известной плотности меди γm=8,96г/см3 относительная плотность заготовки составила ρ 0 = γ 0 γ m = 7,4189 8,96 = 0,828
Figure 00000012
.Initial cylindrical workpieces of height h0= 13.9 mm, diameter d0= 38.1 mm and volume V 0 = π d 0 2 four h 0 = 15839,241 m m 3 = 15,839 from m 3
Figure 00000010
obtained by compaction and sintering of PMS-1 copper powder had a mass m = 117.5 g and a density γ 0 = m v 0 = 7.4189 g / from m 3
Figure 00000011
. At a known copper density γm =8.96g / cm3 the relative density of the workpiece was ρ 0 = γ 0 γ m = 7.4189 8.96 = 0.828
Figure 00000012
.

Для получения цилиндрической поковки диаметром d1,=42,5 мм посредством штамповки в закрытом штампе осадкой в торец с заданной относительной плотностью ρ1=0,900 радиальная относительная деформация будет ε r = 42,5 38,1 38,1 = 0,115

Figure 00000013
. Тогда деформационному условию удовлетворяет значение относительного обжатия ε=0,260:To obtain a cylindrical forgings with a diameter of d 1 , = 42.5 mm by stamping in a closed die by draft at the end with a given relative density ρ 1 = 0.900, the radial relative deformation will be ε r = 42.5 - 38.1 38.1 = 0.115
Figure 00000013
. Then the deformation condition is satisfied by the value of the relative compression ε = 0.260:

( 1 0,260 ) ( 1 + 0,115 ) 2 = 0,828 0,900 = 0,92

Figure 00000014
. ( one - 0.260 ) ( one + 0.115 ) 2 = 0.828 0,900 = 0.92
Figure 00000014
.

Штамповку с ограничением высотных и диаметральных размеров поковок в закрытом штампе производили на универсальной гидравлической испытательной машине РМ-20 при скорости деформирования 3 мм/с. Получили десять цилиндрических поковок высотой h1=10,3 мм и диаметром d1=42,5 мм. Средняя плотность поковок составила γ1=7,9744г/см3 и ее относительная величина ρ1=0,89 (с отличием от заданной величины на 1,1%).Stamping with restriction of the height and diametric dimensions of the forgings in the closed die was carried out on a universal hydraulic testing machine RM-20 at a deformation rate of 3 mm / s. Received ten cylindrical forgings with a height of h 1 = 10.3 mm and a diameter of d 1 = 42.5 mm. The average density of forgings was γ 1 = 7.9744 g / cm 3 and its relative value ρ 1 = 0.89 (with a difference of 1.1% from the set value).

За счет соблюдения деформационного условия штамповки в закрытом штампе из скомпактированных спеченных цилиндрических заготовок металлических порошков производятся цилиндрические поковки с заданной плотностью, что гарантирует получение из них деталей с необходимым комплексом физико-механических свойств.Due to the deformation condition of stamping in a closed stamp, compacted sintered cylindrical billets of metal powders are used to produce cylindrical forgings with a given density, which ensures that parts with the necessary complex of physico-mechanical properties are obtained from them.

Claims (1)

Способ производства цилиндрических поковок из скомпактированных спеченных заготовок из металлических порошков, включающий нагрев исходной цилиндрической заготовки, ее штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение полученной поковки из штампа с использованием выталкивателя и охлаждение, отличающийся тем, что штамповку осуществляют с соблюдением следующего соотношения:
Figure 00000005
,
где
Figure 00000006
- относительное обжатие заготовки, h0, h1 - высота исходной заготовки и поковки соответственно;
Figure 00000007
- относительная радиальная деформация заготовки, d0, d1 - диаметр исходной заготовки и поковки соответственно;
Figure 00000015
- относительная плотность заготовки, γ0, γм - плотность заготовки и металла порошка соответственно;
Figure 00000016
- относительная плотность поковки, γ1 - плотность поковки.
A method for the production of cylindrical forgings from compacted sintered preforms from metal powders, comprising heating the initial cylindrical preform, stamping it in a closed die by upsetting to the end face, extracting the obtained forging from the die using an ejector and cooling, characterized in that the stamping is carried out in compliance with the following ratio:
Figure 00000005
,
Where
Figure 00000006
- relative compression of the workpiece, h 0, h 1 - the height of the original workpiece and forgings, respectively;
Figure 00000007
- the relative radial deformation of the workpiece, d 0 , d 1 - the diameter of the original workpiece and forgings, respectively;
Figure 00000015
- the relative density of the workpiece, γ 0 , γ m - the density of the workpiece and metal powder, respectively;
Figure 00000016
is the relative density of the forgings, γ 1 is the density of the forgings.
RU2013115004/02A 2013-04-04 2013-04-04 Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders RU2529345C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013115004/02A RU2529345C1 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013115004/02A RU2529345C1 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2529345C1 true RU2529345C1 (en) 2014-09-27
RU2013115004A RU2013115004A (en) 2014-10-10

Family

ID=51656649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013115004/02A RU2529345C1 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529345C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411101A1 (en) * 1987-01-08 1988-07-23 Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии Method of making sintered articles from powders of stainless steels of ferrite class
SU1637959A1 (en) * 1988-02-25 1991-03-30 Предприятие П/Я Р-6205 Method and apparatus for fabricating workpieces with side beads from sintered powder
RU2030254C1 (en) * 1991-06-11 1995-03-10 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method of manufacturing articles from solid alloys on basis of transition metal carbides
US20100098575A1 (en) * 2007-04-04 2010-04-22 Miba Sinter Austria Gmbh Device and method for calibrating a sintered moulded part

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1411101A1 (en) * 1987-01-08 1988-07-23 Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии Method of making sintered articles from powders of stainless steels of ferrite class
SU1637959A1 (en) * 1988-02-25 1991-03-30 Предприятие П/Я Р-6205 Method and apparatus for fabricating workpieces with side beads from sintered powder
RU2030254C1 (en) * 1991-06-11 1995-03-10 Институт проблем сверхпластичности металлов РАН Method of manufacturing articles from solid alloys on basis of transition metal carbides
US20100098575A1 (en) * 2007-04-04 2010-04-22 Miba Sinter Austria Gmbh Device and method for calibrating a sintered moulded part

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013115004A (en) 2014-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Politis et al. A review of force reduction methods in precision forging axisymmetric shapes
Zhbankov et al. Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process
CN101947634B (en) Forging process for flange of half shaft of automobile rear axle
Sergey et al. Influence of combined process “rolling-pressing” on microstructure and mechanical properties of copper
CN101422861A (en) Precision forming method for special-shaped deep hole parts
CN102922291A (en) Joint production equipment for producing engine connecting rod finished products by round steel
RU2529345C1 (en) Method to produce cylindrical forged piece from compact sintered blanks of metal powders
RU2491147C2 (en) Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part
Panin et al. Theoretical grounds of the combined rolling-equal-channel step pressing process
CN103464674A (en) Hot forging forming method for duplex fork forged piece
Snitko et al. Features finite-element modeling of the deformation exact mass
RU2352431C2 (en) Punching method of welding neck flange forging
RU2572687C1 (en) Method of production of steel forgings of ball valve half-casings
RU2365454C2 (en) Method for one-pass die forging thin-walled large-dimensioned ogival-shaped shells of cone-shaped blank parts made of low-ductility difficult-to-form steel of "bhc-16" grade
Đukić et al. Limit values of maximal logarithmics strain in multi-stage cold forming operations
Si et al. Equal channel angular extrusion of TB2 alloy under different die designs by finite element method
CN106862448A (en) Revolving body component of rod category exempts from machining forging method and combinations thereof formula forging die
Lisunets et al. Simulation of the Processes of Aluminum Alloys Preforms and Semifinished Products Manufacture under Influence of Technological Heredity and Phase Transitions
Abhari Numerical simulation of cold forging process with enclosed dies to avoid folding defect in forming shape
RU2532630C2 (en) Manufacturing method of semi-finished products like disks and washers from cylindrical workpiece by hot pressure treatment
CN107414000A (en) The enclosed hole-punching method of aluminium alloy height cylinder ring
Singh et al. Simulation and Experimental Validation of En 19 Forged Crankshaft For Surface Crack in Close Die Forging
RU2273542C1 (en) Rod having forgings making method
Kim Analysis of the Powder Forging Processes for Vehicle Timing Belt Pulley by Finite Element Analysis
RU2273541C1 (en) Rotary cam type forgings making method