RU2668646C1 - Method of hot pressing of difficult-to-form alloys - Google Patents
Method of hot pressing of difficult-to-form alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668646C1 RU2668646C1 RU2017143871A RU2017143871A RU2668646C1 RU 2668646 C1 RU2668646 C1 RU 2668646C1 RU 2017143871 A RU2017143871 A RU 2017143871A RU 2017143871 A RU2017143871 A RU 2017143871A RU 2668646 C1 RU2668646 C1 RU 2668646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- workpiece
- difficult
- front washer
- pressing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/01—Extruding metal; Impact extrusion starting from material of particular form or shape, e.g. mechanically pre-treated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки металлов давлением, и может быть использовано при горячем прессовании прутков из труднодеформируемых сплавов.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods of processing metals by pressure, and can be used for hot pressing of rods from hardly deformable alloys.
Уровень техникиState of the art
Известны различные способы получения прессованных прутков из труднодеформируемых сплавов.Various methods are known for producing pressed rods from hardly deformable alloys.
Известен способ изготовления сплошных биметаллических изделий, состоящих из сердцевины и оболочки, включающий совместное горячее прессование сборной заготовки в матрицу с приложением усилия к заднему торцу и получение сплошных биметаллических изделий с требуемыми геометрическими размерами слоев при минимальном количестве итераций (патент RU №2608119, В22С 23/22, приоритет 07.08.2015). Способ низко технологичен при малой толщине наружного слоя сборной заготовки.A known method of manufacturing continuous bimetallic products consisting of a core and a shell, including joint hot pressing of the prefabricated workpiece into a matrix with the application of force to the rear end and obtaining continuous bimetallic products with the required geometric dimensions of the layers with a minimum number of iterations (patent RU No. 2608119, B22C 23 / 22, priority 07.08.2015). The method is low-tech with a small thickness of the outer layer of the precast.
Известны способы:Known methods:
- полунепрерывного гидромеханического прессования заготовок с предварительным нанесением на них бингамовского пластика в виде плотно облегающей капсулы, подачей одной за другой в контейнер и прессовании через последовательно установленные деформирующую и калибрующую матрицы гидростатическим давлением рабочего агента (патент RU №2440864, B22J 5/04, приоритет 08.07.2010);- semi-continuous hydromechanical pressing of blanks with preliminary application of Bingham plastic in the form of a tight-fitting capsule, feeding one after the other into the container and pressing through successively installed deforming and calibrating matrices with hydrostatic pressure of the working agent (patent RU No. 2440864,
- изготовления прутков, состоящих из плакирующего материала и материала сердцевины, посредством комбинации процессов глубокой вытяжки и ударной экструзии (заявка WO №2012152235, В21С 23/22, приоритет 07.05.2011).- the manufacture of rods consisting of cladding material and core material through a combination of deep drawing and impact extrusion processes (application WO No. 2012152235, B21C 23/22, priority 07.05.2011).
Способы требуют специального оборудования и поэтому недостаточно технологичны.The methods require special equipment and therefore not sufficiently technological.
Известны также способы прессования прутков из заготовок в оболочке в виде чехла или плотно облегающей капсулы из пластичного материала, представляющей обечайку, закрытую с торцов крышками.There are also known methods of pressing rods from blanks in a shell in the form of a cover or a tight-fitting capsule of plastic material representing a shell closed at the ends by covers.
В частности, известно устройство для прессования прутков из композитных заготовок в оболочке, передняя крышка которой выполнена в виде сегмента сферической оболочки с вогнутой наружной поверхностью (патент RU №78706, В21С 23/00, приоритет 10.07.2008). Достаточно сложная форма капсулы снижает технологичность способа. Кроме того, затягивание более пластичного материала оболочки в пресс-утяжину снижает выход годного.In particular, a device is known for pressing rods from composite billets in a shell, the front cover of which is made in the form of a segment of a spherical shell with a concave outer surface (patent RU No. 78706, B21C 23/00, priority 10.07.2008). A sufficiently complex capsule shape reduces the manufacturability of the method. In addition, pulling a more ductile sheath material into the press weights reduces yield.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по своей технической сущности и достигаемому эффекту является, принятый за прототип, способ прессования прутков из прочной заготовки, размещенной в оболочке, изготовленной из материала менее прочного, более пластичного, чем материал заготовки, и состоящей из обечайки с приваренными плоской задней и конической передней крышками, причем передняя крышка снабжена вкладышем из материала, соответствующего по прочностным свойствам материалу заготовки (патент RU №1605365, В21С 23/22, приоритет 15.05.1994). Как и в предыдущем способе, достаточно сложная форма оболочки также снижает технологичность способа, а затягивание материала оболочки в пресс-утяжину снижает выход годного.The closest to the proposed technical solution in its technical essence and the achieved effect is, adopted as a prototype, a method of pressing rods from a durable workpiece placed in a shell made of a material less durable, more plastic than the material of the workpiece, and consisting of a shell with welded flat rear and conical front covers, and the front cover is provided with an insert of material corresponding to the strength properties of the workpiece material (patent RU No. 1605365, B21C 23/22, priority 15.0 5.1994). As in the previous method, the rather complex shape of the shell also reduces the manufacturability of the method, and the pulling of the shell material into the press weights reduces the yield.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение технологичности и увеличение выхода годного. Технический результат состоит в снижении затрат на изготовление капсулы и повышении выхода годного за счет увеличения длины используемой части прутка.The problem to which the invention is directed, is to increase manufacturability and increase yield. The technical result consists in reducing the cost of manufacturing the capsule and increasing the yield by increasing the length of the used part of the bar.
Технический результат достигается тем, что в известном способе горячего прессования в матрицу металлической заготовки, размещенной в оболочке из пластичного материала, используется оболочка, выполненная в форме стакана и состоящая из разъемных обечайки и передней шайбы, причем заготовка погружена в обечайку на 70-90% высоты заготовки.The technical result is achieved by the fact that in the known method of hot pressing into a matrix of a metal billet placed in a shell of plastic material, a shell made in the form of a cup and consisting of a detachable shell and a front washer is used, the billet being immersed in the shell 70-90% of the height blanks.
Особенностью процесса прессования является разная скорость течения материала по сечению и по высоте заготовки. Трение о стенки контейнера затрудняет перемещение металла у стенок. При прессовании труднодеформируемых материалов с ограниченной пластичностью это приводит к поверхностному разрыву металла на поверхности прутка. Эффективным способом выравнивания скоростей течения периферийных и центральных слоев заготовки и снижения неравномерности деформации является прессование в оболочке из материала более пластичного, чем материал заготовки.A feature of the pressing process is the different speed of the material flow over the cross section and the height of the workpiece. Friction on the walls of the container makes it difficult to move metal near the walls. When pressing hard-deformed materials with limited ductility, this leads to surface rupture of the metal on the surface of the bar. An effective way to equalize the flow velocities of the peripheral and central layers of the workpiece and reduce the unevenness of deformation is by pressing in a shell of a material more plastic than the workpiece material.
Однако прессование заготовки в оболочке в виде капсулы или чехла из пластичного металла приводит к затягиванию пластичного материала оболочки в пресс-утяжину, что снижает выход годного из-за уменьшения используемой длины прутка.However, pressing a workpiece in a shell in the form of a capsule or a cover made of ductile metal leads to the retraction of the ductile material of the shell into the press weights, which reduces the yield due to a reduction in the used length of the bar.
Предложенный способ позволяет повысить технологичность прежде всего за счет снижения затрат на изготовление оболочки. Оболочка в форме стакана состоит из обечайки, вальцованной, например, из листа со сварным швом или без него, и передней шайбы, отрезанной, например, от прутка нужного диаметра.The proposed method can improve manufacturability primarily by reducing the cost of manufacturing the shell. The cup-shaped shell consists of a shell rolled, for example, from a sheet with or without a weld, and a front washer cut, for example, from a rod of the desired diameter.
Обечайка и передняя шайба могут быть изготовлены из одного или разных материалов. Более пластичный материал обечайки обеспечивает уменьшение трения о стенки контейнера, позволяет выровнять скорость течения материала по сечению и по высоте заготовки и предотвратить разрыв металла на поверхности прутка. Более прочный материал передней шайбы позволяет избежать образования участка неустановившегося течения на переднем конце прутка.The shell and front washer can be made of one or different materials. The more ductile material of the shell provides a reduction in friction against the walls of the container, makes it possible to equalize the flow rate of the material over the cross section and the height of the workpiece, and prevent tearing of metal on the surface of the bar. The stronger material of the front washer avoids the formation of a section of unsteady flow at the front end of the bar.
Передняя шайба конструктивно может быть выполнена плоской или конической. В первом случае распрессовка передней шайбы происходит непосредственно перед выдавливанием, а заготовка принимает форму формообразующего участка матрицы.The front washer may be structurally flat or conical. In the first case, the pressing of the front washer occurs immediately before extrusion, and the workpiece takes the form of a forming portion of the matrix.
Предотвратить или снизить эффект образования пресс-утяжины и повысить выход годного позволяет ограничение погружения заготовки в обечайку на 70-90% высоты заготовки (фиг. 1). При меньшей величине погружения пластичный металл обечайки не покрывает верхнюю часть боковой поверхности заготовки. При большем погружении пластичный металл обечайки может затягиваться в пресс-утяжину. Подбор соотношения прочности и пластичности материала обечайки позволяет обеспечить отсутствие разрывов металла на поверхности прутка и ограничить величину пресс-утяжины.To prevent or reduce the effect of the formation of press-weights and increase the yield allows limiting the immersion of the workpiece in the shell by 70-90% of the height of the workpiece (Fig. 1). With a lower immersion, the ductile metal does not cover the upper part of the side surface of the workpiece. With greater immersion, the ductile metal can be pulled into the press weight. The selection of the ratio of strength and ductility of the material of the shell allows you to ensure the absence of metal breaks on the surface of the bar and to limit the size of the press weight.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Пример 1. Прессование прутка из порошкового алюминиевого труднодеформируемого сплава САС-1-50 с пониженным температурным коэффициентом линейного расширенияExample 1. Pressing a bar of powdered aluminum hardly deformable alloy САС-1-50 with a reduced temperature coefficient of linear expansion
Прессование выполняли на вертикальном трубопрутковом прессе мощностью 8 МН (фиг. 1). Заготовка 1 имела диаметр 95 мм и высоту hЗ=160 мм. Оболочка состояла из обечайки 2 высотой 0,75hЗ+hШ и передней шайбы 3 высотой hШ=25 мм. Прессование осуществляли из контейнера 4 диаметром 100 мм в матрицу 5, зафиксированную в матрицедержателе 6, имеющую коническую формирующую поверхность с углом в вершине конуса 120° и формирующий канал диаметром 52 мм. Обечайку 2 вальцевали из листа АМг 6 толщиной 2 мм, переднюю шайбу 3 отрезали от прутка из сплава АД-31. Заготовку 1 обезжиривали, обечайку 2 и переднюю шайбу 3 очищали химическим травлением.Pressing was performed on a vertical tube press with a capacity of 8 MN (Fig. 1). The blank 1 had a diameter of 95 mm and a height h W = 160 mm. The shell consisted of a
Контейнер 4, матрицу 5, переднюю шайбу 3 и заготовку 1 нагревали до температуры 480°С. Пуансон 7 нагревали, заглубляя его в контейнер. Перед прессованием пуансон 7 поднимали, в контейнер 4 последовательно устанавливали матрицу 5, обечайку 2, переднюю шайбу 3, заготовку 1 и выполняли прессование.The
На начальном этапе прессования происходит распрессовка передней шайбы, достаточная прочность материала передней шайбы обеспечивает начальное усилие продавливания, которое позволяет избежать образования участка неустановившегося течения на переднем конце прутка.At the initial stage of pressing, the front washer is pressed, the sufficient strength of the material of the front washer provides an initial bursting force, which avoids the formation of a section of unsteady flow at the front end of the bar.
Предложенная величина погружения заготовки в обечайку на 70-90% высоты заготовки обеспечивает покрытие верхней части боковой поверхности заготовки материалом обечайки, снижая трение о стенки контейнера, и в то же время не приводит к затягиванию пластичного материала оболочки в пресс-утяжину. Пресс-утяжина в прутке отсутствует уже непосредственно под отрезным пуансоном. Наблюдаются следы материала обечайки на поверхности, образованной отрезным пуансоном, но пресс-утяжина на участке прутка, прилегающем к отрезному пуансону, и затягивание в нее материала оболочки отсутствуют (фиг. 2). Таким образом, весь пруток после торцовки выходит в годное.The proposed value of immersion of the workpiece in the shell by 70-90% of the height of the workpiece provides coverage of the upper part of the side surface of the workpiece with shell material, reducing friction against the walls of the container, and at the same time does not lead to the retraction of the plastic material of the shell in the press-weight. The press weights in the bar are already missing directly under the cutting punch. Traces of shell material are observed on the surface formed by the cutting punch, but there is no press-tension on the bar adjacent to the cutting punch, and the shell material is not drawn into it (Fig. 2). Thus, the whole bar after trimming goes in good condition.
Пример 2. Прессование прутка из порошкового алюминиевого труднодеформируемого сплава САС-1-50 аналогично примеру 1. Обечайка 2 оболочки имела высоту 0,95hЗ+hШ. Пресс-утяжина в прутке распространяется на 50-100 мм от заднего торца прутка, снижая выход годного.Example 2. Extrusion rods of aluminum powder alloy difficult-CAC-1-50 as in Example 1. Fan Casing 2 had a height of shell 0,95h W W + h. Press-tension in the bar extends to 50-100 mm from the rear end of the bar, reducing yield.
Пример 3. Прессование прутка из порошкового алюминиевого труднодеформируемого сплава САС-1-50 аналогично примеру 1. Обечайка 2 оболочки имела высоту 0,6hЗ+hШ. На боковой поверхности прутка на длине около 1/3 длины от заднего торца имели место поверхностные разрывы металла.Example 3. Compression rod powder aluminum alloy hard-CAC-1-50 as in Example 1. Fan
Таким образом, техническим результатом предложенного решения является повышение технологичности за счет снижения затрат на изготовление оболочки и повышение выхода годного за счет отсутствия пресс-утяжины и увеличения длины используемой части прутка.Thus, the technical result of the proposed solution is to increase manufacturability by reducing the cost of manufacturing the shell and increasing the yield due to the absence of a press weights and increasing the length of the used part of the bar.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143871A RU2668646C1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Method of hot pressing of difficult-to-form alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143871A RU2668646C1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Method of hot pressing of difficult-to-form alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668646C1 true RU2668646C1 (en) | 2018-10-02 |
Family
ID=63798280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143871A RU2668646C1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Method of hot pressing of difficult-to-form alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668646C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752819C1 (en) * | 2020-12-02 | 2021-08-06 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method for production of rods with diameter of less than 60 mm from heat-resistant nickel-based alloy vzh175-vi by hot extrusion |
| RU2829983C1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-11-11 | Гаона Аеро Материал Ко.Лтд. | Rod from powdered superalloy, characterized by low cost, high homogeneity and large dimensions, and method of manufacturing such rod |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU596317A1 (en) * | 1976-05-06 | 1978-03-05 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циалковского | Device for pressing hard-deformable materials in sheaths |
| SU863049A1 (en) * | 1980-01-28 | 1981-09-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов | Method of pressing refractory metals |
| SU902881A1 (en) * | 1979-07-04 | 1982-02-07 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Blank for extruding hard blank for extruding hard-deformable materials |
| RU1605365C (en) * | 1989-03-20 | 1994-05-15 | Государственный опытно-конструкторское бюро "Горизонт" | Composite billet for extrusion |
| US6116074A (en) * | 1997-04-23 | 2000-09-12 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Extrusion arrangement and process for manufacturing hollow-profile workpieces made of metal |
| SU1676157A1 (en) * | 1989-12-15 | 2002-04-27 | Опытно-конструкторское бюро "Горизонт" | COMPOSITIVE PREPARATION FOR HYDROEXTRUSION |
-
2017
- 2017-12-14 RU RU2017143871A patent/RU2668646C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU596317A1 (en) * | 1976-05-06 | 1978-03-05 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циалковского | Device for pressing hard-deformable materials in sheaths |
| SU902881A1 (en) * | 1979-07-04 | 1982-02-07 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Blank for extruding hard blank for extruding hard-deformable materials |
| SU863049A1 (en) * | 1980-01-28 | 1981-09-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Стали И Сплавов | Method of pressing refractory metals |
| RU1605365C (en) * | 1989-03-20 | 1994-05-15 | Государственный опытно-конструкторское бюро "Горизонт" | Composite billet for extrusion |
| SU1676157A1 (en) * | 1989-12-15 | 2002-04-27 | Опытно-конструкторское бюро "Горизонт" | COMPOSITIVE PREPARATION FOR HYDROEXTRUSION |
| US6116074A (en) * | 1997-04-23 | 2000-09-12 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Extrusion arrangement and process for manufacturing hollow-profile workpieces made of metal |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752819C1 (en) * | 2020-12-02 | 2021-08-06 | Акционерное общество "Металлургический завод "Электросталь" | Method for production of rods with diameter of less than 60 mm from heat-resistant nickel-based alloy vzh175-vi by hot extrusion |
| RU2829983C1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-11-11 | Гаона Аеро Материал Ко.Лтд. | Rod from powdered superalloy, characterized by low cost, high homogeneity and large dimensions, and method of manufacturing such rod |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102815758B1 (en) | Extrusion apparatus and method for manufacturing aluminum capillary tube using same | |
| TWI542419B (en) | Composite pipe and its manufacturing method | |
| JP4698946B2 (en) | Metal tube manufacturing method | |
| Wang et al. | Forming of magnesium alloy microtubes in the fabrication of biodegradable stents | |
| WO2002081762A2 (en) | Method for producing blanks having a fine-grain structure | |
| JP6005609B2 (en) | Forging method of hollow shaft forgings | |
| WO2001096039A1 (en) | A manufacturing device of the curved metal tube and rod with an arbitrary section | |
| Kim et al. | Flow behavior of the billet surface layer in porthole die extrusion of aluminum | |
| RU2668646C1 (en) | Method of hot pressing of difficult-to-form alloys | |
| JP2013221201A5 (en) | ||
| JP5960090B2 (en) | Hot extrusion forging method | |
| US3150936A (en) | Tungsten tubing extrusion billet | |
| RU2451569C2 (en) | Method of mass extruding of barrel-type parts by angular extrusion at horizontal hydraulic extruder | |
| KR101813564B1 (en) | A hot forging method of aluminum alloy using a punching processing | |
| CN113272085B (en) | Semi-continuous casting of ingots by compression of metal during solidification | |
| US3523354A (en) | Method of producing large shapes | |
| JP2017511753A5 (en) | ||
| US3440853A (en) | Metal extrusion method | |
| US2870907A (en) | Forming tubes and rods of uranium metal by extrusion | |
| US3114203A (en) | Process for the perforation of billets | |
| EP0717124B1 (en) | Hot plastic working method | |
| RU1605365C (en) | Composite billet for extrusion | |
| RU2402401C1 (en) | Method of hot die forging of barrel- and cup-like parts | |
| RU2840472C1 (en) | Method of pipes making | |
| SU633648A1 (en) | Cone-manufacturing method |