Способ изготовления кольцевых деталей
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ уголкового профиля, включающий нагрев заготовки до температуры аустенитизации, пластическую деформацию фланца и радиальную раскатку с применением вращающейся матрицы в процессе охлаждения до температуры бейнитного превращения и окончательное охлаждение на воздухе , отличающийся тем, что, с целью повьапения качества деталей путем обеспечения равномерности механических свойств стенки и фланца, пластическую деформацию фланца детали производят при температуре .окончания раскатки, при этом в начальный момент формообразования фланца увеличивают частоту вращения матрицы по отношению к частоте вращения матрицы при формировании стенки детали и определяют ее по формуле где со - частота вращения матри цы при раскатке фланца. с-; У-С-р-4 6,4 -угловая скорость о-г . 1. bV- ho )ь; , (поворота матрицы,обеспечивающая общий температурный баланс раскатки .фланца, V - скорость охлаждения фланца детали при раскатке (определяется экспериментально , составляет 45 град/с); С - теплоемкость металла, ккап КГград кг f - плотность металла. мэ .кг Од-предел текучести, - м Ъ+,)1ф -ййрина и толщина фланца, ММ д Ьдтолщина стенки исходной сл заготовки,- MI4, о 90 1 число оборотов hcT arc-t. матрицы при формировании нарзгжного фланца : детали; hcTтолщина стенки детали, мм, л h - единичное обжатие стенки на последнем обороте матрицы, мм.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
ОСВН ИЮВ
РЕСПУБЛИК
as (11) щ).С 2 D 8/00
Ф;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ число оборотов
Mq)=-44)o, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Of ÍÐÛ ÒÈé и asvopcHoMV caWIEreamsv (21) 3653497/22-02 (22) 13.07.83 (46) .23.11.84. Бюл. У 43, (72) Б.С.Кошелев, Г.Е.Коджаспиров, Л.Е.Яковлев, Б.М.Дризин, А.Д.Горячев, Ф.Г.Яйленко, М.А.Самсонова и Б.К.Гедгафов (53) 621.785.79(088,8) (56) 1. Берлявский В.Л., Гринберг Л.А;, Комаровская З.Г. Металловедение и термическая обработка металлов.
1975, с. 3.
2. Авторское свидетельство СССР
9 1016378, кл. С 21 D 8/00, 1982. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦЕВЦК ДЕТАЛЕЙ уголкового профиля, включающий нагрев заготовки до температуры аустенитизации, пластическую деформацию фланца и радиальную раскатку с дримененйем вращающейся матрицы в пропессе охлаждения до температуры бейнитного превращения и окончательное охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества деталей путем обеспечения равномернос".и механических свойств стенки и фланца, пластическую деформацию фланца детали производят при температуре .окончания раскатки, при этом в начальный момент формообразования фланца увеличивают частоту вращения матрицы по отношению к частоте вращения матрицы при формировании стенки детали и определяют ее по форму-. ле где Я вЂ” частота вращения матри9 цы при раскатке фланца, -I с
V С.р 426,4
Q угловая скорость 2 Ь1 Ьо
d< 1 — — I I . поворота матрицы,обеспечивающая общий температурный балачс раскатки ,фланца, с " — скорость охлаждения фланца детали при раскатке (определяется экспериментально, составляет 45 град/с); С вЂ” теплоемкость металла, ккал кг град кг Я вЂ” плотность металла, MÝ кг á — предел текучести, — м2 Ь,Ъ - Норина и толщина фланца, мм; h0 — толщина стенки исходной заготовки„ мм, 90 1 = в ст+ аЬ Doctor матрицы при формировании наружно-о фланца детали, толщина стенки детали, ммq dtl — единичное обжатие стенки на последнем обороте матрицы, мм. 1125267 Изобретение относится к области изготовления деталей и предназначено для изготовления и упрочнения загото вок профильных кольцевых деталей из конструкционных сталей. 5 Известен способ изготовления кольцевых заготовок, включающий нагрев заготовок до 830-840 С, закрытую о радиальную раскатку и немедленную закалку в содовом растворе на мартен- 6 сит с последующим отпуском при 180,200 С (1) . Недостатком данного способа является узкий температурный интервал нагрева, требующий жесткого кон- 15 троля за его.точностью. Кроме того, для осуществляния немедленной закал- . ки детали ее производят с обоймой .-.. сразу после раскатки, затем закаленную деталь удаляют из обоймы. Это 26 приводит к увеличению трудоемкости изготовления. Недостатком является также необходимость проведения дополнительной термической операции (отпуска) для получения требуемых. 25 механических свойств, что снижает производительность способа. мерность механических свойств по объему заготовки, а именно понижен ные пластические свойства фланцевого .участка заготовки. Целью изобретения является повышение качества деталей путем обеспечения равномерности механических свойств стенки и фланца. Эта цель достигается тем, что согласно способу, включающему.на" грев заготовок до температуры аустениэации, пластическую деформацию фланца и радиальную раскатку методом вращающейся матрицы в процессе охлаждения до температуры бейнитиого превращения и окончательное охлаждение на воздухе, пластическую дефорМацию фланца детали производят при температуре окончания раскатки, при этом в начальный момент формообразования фланца увеличивают чаетоту вращения матрицы по отношению к частоте вращения матрицы при формировании стенки детали и определяют ее по формуле M>=4m i Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления кольцевых деталей закрытой радиальной раскаткой, который включает нагрев заготовок до температуры аустениэации, пластическую деформацию в прбцессе ее охлаждения до температуры бейнитного превращения н окончательное охлаж дение на воздухе (2„ . Недостатко". известного способа 40 является то, что при изготовлении кольцевых заготовок уголкового профиля путем формирования стенки .заготовки закрытой радиальной раскаткой, а наружного фланца — развальцовкой 45 с переходом в торцовую раскатку, по сечению заготовки получаются неравномерные механические свойства. Фланцевый участок заготовки, формирование которого завершается при бо- 50 I лее низких температурах (по сравне" нию с участком стенки), имеет пони-. женные показатели пластичности и ударной вязкости, что требует введения дополнительной операции— 55 термической обработки. Таким образом, недостатком известного способа является неравногде ц — частота вращения матрипы .прн раскатке фланца, с4, Я Ч С.Р 425,4 ц„, угловая с1сод - Цпу 3лЬ!вр; рость поворота матрицы,обеспечивающая общий температурный баланс при раскатке фланца,- с Ч вЂ” скорость охлаждения фланца детали при раскатке (определяется экспериментально и составляет 4-5 град/с); . С - теплоемкость металла заго-. товки, ккал кг град Я - плотность металла заготовкг ки1 3 м б - предел текучести металла эа. готовки, кг м b, ó — ширина и толщина фланца,мм; 5y - толпщна стенки исходной заготовки мм 00 ""Р ф -число оборотов матЪ рицы при формировании фланца детали, при котором обес. 5267 0,15 с, 3 112 печивается равенство степеней деформации на послед.них оборотах матрицы при раскатке стенки фланца и .детали 5 h - толщина стенки детали, мм; 4h — единичное обжатие стенки на последнем обороте матрицы, мм. Увеличение частоты вращения мат- 10 рицы при раскатке фланца, определен- . ное из вышеуказанных условий, обеспечивает идентичность термомеханических режимов, при которых осуществляется формирование дислокационной 15 структуры как стенки, так и фланца детали. Указанное обстоятельство обуславливает получение одинакового уровня механических свойств по объему заготовки. 20 На фиг. 1 показана заготовка и инструмент в начале раскатки; на фиг.2то же, при раскатке части заготовки, расположенной в матрице, на фиг.3-. то же, при раскатке части заготовки, 25 расположенной вне матрицы; на фиг.4то же, в конце раскатки. Сначала кольцевую заготовку 1 нагревают .до температуры аустенизации и помещают в матрицу 2 (фиг.1),затем производят пластическую деформацию закрытой радиальной раскаткой валком 3. стенки заготовки в процессе ее непрерывного охлаждения от температуры. аустенизации с завершением деформации стенки в области бейнит3S ного превращения (фиг.2) . Далее производят пластическую деформацию наружного фланца развальцов. кой за счет поворота матрицы с переходом в торцовую раскатку при посто40 янной температуре, равной температуре окончания раскатки стенки (фиг.3 и 4) . Заканчивают процесс изготовления кольцевой заготовки охлаждением . на воздухе. Подробное описание способа покажем на конкретном примере, который, однако, не ограничивает всех возможностей предлагаемого способа. П р и и е р . Кольцевую заготов ку Ф 160.20 мм, высотой 75 мм, материал — сталь 45 нагревают в индукр о торе до температуры 1000 С и переносят в матрицу с внутренним диамет-55 ром 2 172 мм, глубиной Н-"-50 мм. Далее осуществляют радиальную раскатку, в процессе которой часть за4 готовки заполняет полость матрицы," и осуществляется формирование стенки заготовки. Начало деформации соответствует 900 С, окончание — 550оС, о время раскатки С, 10 с, частота вращения матрицы У«12,5 с 1. Суммарная степень обжатия составляет 457, еди-. ничного обжатия на последнем акте97. Затем без остановки процесса осуществляют раэвальцовку с переходом в торцовую раскатку, в процессе которой формируется наружный фланец заготовки, суммарная степень обжа-. тия 707, единичного обжатия " 97. Деформация осуществляется при постоянной температуре 550 С. Угловая скорость развальцовки (поворота матрицы относительно валка), обеспечивающая общий температурный баланс в процессе формирования фланца заготовки 7 5 0,15 7850 ° 426,4 6 1 35 20 2 40 10 (1+- — ) Ь 3 10 10 где У = 5 град/с (установлено экспериментально); C=0,15 кг7грар P = 7850 — M3 ) б, = 40-10 6 кг Ь =35мм; 11р = 10 11 = 20 мм. Время раскатки наружного фланца составляет И =.— — = — — -=10,5 с, 2 с)о 2 Оэ 15 Частота вращения матрицы при формировании наружного фланца заготовки, обеспечивающая равенство степе— ней деформации на последних оборотах матрицы.при раскатке стенки и фланца составляет 9 О -1 .Ит =4" О, 15 А — — --- 17 с 12 5+1 2 ° 1О(— — -- 1) аеас (° 35 где h« = 12,5 мм, ah =1,0 мм, Раскатанную заготовку выпрессовы- вают из матрицы и охлаждают на спокойном воздухе. Согласно известному способу на-. грев заготовки осуществляли до 1000 С, далее осуществляли раскатку о стенки заготовки с окончанием деформирования при 550. С (a,=12,5 с, О -1 4 1125267 5 сс =10 с, общая степень дефорМации 457, единичного обжатия — 9X), а затем формирование наружного фланца (v+=12,5 с, у =22 с, степень деформации 707.,единичного обжатия-ЗОХ с окончанием деформирования при 500 С. Механические свойства кольцевых заготовок, полученных предлагаемым ° . „В 4 Механические свойства Вид обработки фланца заготовки стенки .заготовки Q,ÌÏà Е,МРа 8>% y>% a„," с y o МаФ рЮ6 i /О Q),0 a„,— „р 6 цм Заготовка, раскатанная по известному способу (в процессе охлаждения фланца заготовки) 563 757 18,6 61,7 0,62 590 767 17,9 54,3 0,50 563 757 18,6 61,7 0,62 565 755 18,5 61,0 0,64 Заготовка, раскатанная по предлагаемому способу (при постоянной температуре формирования фланца, равной температуре окончания раскатки стенки) и известным способами, приведены в таблице. Как следует из таблицы,. в результате обработки по предлагаемому способу практически исчез градиент свойств в различных частях сечения раскатанной заготовки. 1) М!!25267 11252б7 Составитель А.Кулемин Техред Т.Маточка Корректор М.Розман Редактор Т.Кугрышева Тирж 539 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5 МЮ Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Заказ 8437/19 Подписное
