Способ изготовления армированных полых изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 В 21 С 23/22, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИИЧОТ1. >S = и шаг намотки проволоки в заготовке; диаметры витков проволоки соответственно в где

D H n T в заготовке и в готовом изделии; коэффициент вытяжки при деформировании..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3873565/25-27 (22) 07.01.65 (46) 23.06.86.Бюл. Р 23 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72) А.П.Коликов, И.Н,Потапов, N.À.ÁîHäàðåâ, А.А.Головачук, Г.В,Филимонов, О.А.Никишов, А,Б.Парфенов и А,А.Снегирев (53) 621.771.8(088,8) (56) Колпашников А.И., Вялов В.А., Федоров A.А., Петров А.П. Горячее гидропрессование металлических материалов. -М.:Машиностроение, 1977, с,180. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий изготовление внутреннего и наружного трубчатых элементов, размещение на внутреннем. трубчатом элементе армирующей проволоки, соосное размещение внутреннего элемента с проволокой внутри наружного, вакуумирование, герметизацию торцов заготовки и прес сование на оправке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества эа счет повышения объемной доли армирующих волокон, размещение армирующей проволоки на внутреннем трубчатом элементе осуществляется многозаходной намоткой проволок с одинаковым шагом S, определенным иэ зависимости l238823 где

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению армированных проволокой труб, работающих в условиях высокого внешнего и внутреннего давлений.

Целью изобретения является улучшение качества за счет повышения объемной доли армирующих волокон.

Способ осуществляется следующим образом.

Из слитков или труб на токарном станке изготавливаются трубчатые элементы . На меньшем из них н аре з ают спи- . ральные канавки глубиной, равной диаметру армирующей проволоки,с шагом, вычисленным по формуле

2 вь )вг

5 7 р ф

S — шаг намотки проволок в заготовке;

D u D — диаметры витков провов з в лаки в заготовке и в изделии; — коэффициент вытяжки.

Намотка армирующей проволоки осуществляется после закрепления концов армирующей проволоки кернением или точечной сваркой на переднем конце элемента вручную или с помощью намоточного устройства так, что получается многозаходная спираль. После соос. ного размещения элемента с намотанной проволокой внутри наружного собранную заготовку помещают в вакуумную печь электронно-лучевой сварки.

-3

После создания вакуума P=)0 ммрт.ст торцы элементов сваривают на глубину 3-5 мм. Нагрев производится в индукционной печи или в печи другого типа до температуры деформации с выдержкой для равномерного прогрева по всему сечению заготовки. Деформация осуществляется, например, на гидроэрессе с вытяжкой, применяемой для материала матрицы на оправке.

На чертеже показана заготовка с многоэаходной намоткой армирующей проволоки, разрез.

На чертеже обозначены внутренний трубчатый элемент 1, наружный трубчатый элемент 2 и армирующие проволоки 3.

Пример 1. Изготавливают армированные трубы диаметром Э =30 мм, толщиной стенки Н =5 мм и длиной

1600 мм. По размерам готовой трубы н возможности оборудования коэффициент вытяжки принимается =9, а

45 также исходя иэ условия расположенной армирующей проволоки в середине толщины стенки в готовой трубе, изготавливают для заготовки две втулки из алюминия размерами: наружный диаметр О =68 мм, толщина стенки

9 мм и диаметр 50 мм, толщина стенки 15 мм, длиной 200 мм.

Для армирования используют проволоку диаметром d l 25 мм из стали

Х)8Н)ОТ.

По приведенной формуле вычислялся шаг S =14 мм, Для равномерности деформации проволоки и обеспечения ее укладки число проволок меньше, чем.максимально возможное

n „ $/d

При подставке значений получаем и =1) Принимает n=8, следовательно, расстояние между соседними витками Ь 8=1,75 мм, На внутренней

I втулке наружным диаметром D> 50 мм на токарно-винтореэном станке нарезают восемь спиральных канавок глубиной 1,25 мм с шагом 14 мм. В канавки укладывают восемь проволок с подготовленной поверхностью в виде восьмиэаходной спирали. Внутреннюю втулку с намотанной проволокой вставляют в наружную, После вакуумирования в вакуумной печи электронно-лучевой сварки торцы втулок сваривают на глубину 5 мм. Нагрев заготовок осуществляют в индукционной печи до о

400 С ° Экструзию проводят на прессе усилием 600 тс с нагретым до 400 С контейнером ка игле диаметром 20 мм с вытяжкой )) =9. Полученные армированные трубы длиной после обрезки переднего и заднего концов 1600 мм характеризуются равномерным распределением волокна, гофрообразование отсутствует, объемная для армирующего материала 37. Испытания на прочность показывают, что прочность в поперечном направлении возрастает в

1,4 раза, в продольном направлении— в 1,2 раза.

Пример 2. Изготавливают тру-, бы диаметром D -=-30 мм, толщиной стенки Нт= 5 мм, длиной 1600 м. Размеры аллюминиевых втулок: наружная — D

68 мм, толщина стенки 9 мм; внутf ренняя — Л =50 мм, толщина стенки

15 мм, длина втулок L=200 мм. Для армирования используют проволоку из стали Х18Н10 квадратного сечения стороной ),25. Проволоку в восемь эа"

Составитель А.Кирилянчик

Редактор О.Юрковецкая Техред И.Попович Корректор С.Черни

Заказ 3328/5 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4.

3 12388 ходов укладывают на внутреннюю втулку, концы при этом приваривают точечной сваркой. После сборки, вакуумирования, и герметизации деформацию проводят по тем же режимам, что и в примере 1. Объемная доля в этом случае возрастает до К> 4Х что приводит к возрастанию предела прочности в 1,5 раза.

Пример 3. Изготавливают три 1о аллюминиевые втулки с размерами: наружная — П 68 мм, толщина стенки

5 мм; внутренние — D -58 мм и 45 мь, Н=6,5 и 12,5 мм, длина втулок Ь

200 мм ° Укладку проволоки прово- f5 дят 10- и 7-заходной намоткой проволоки диаметром d l 25 мм. Дальнейшая обработка аналогична примеру 1, коэф23 4 фициент з аполне ния в э том . случае

К =7X, что приводит к увеличению равномерности распределения армирующего волокна и повышению прочности в

1,8 раза.

Использование изобретения обеспечивает возможность получения спиральноармированных труб без гофрообраэования, малого диаметра (до 1020 мм), большой длины; высокое качество поверхности готовых иэделий; высокую прочность в поперечном направлении (особенно при внутреннем давлении), и в продольном направлении, обеспечивает низкую анизотропию свойств по длине изделия за счет высокой равномерности распределения армирующего волокна.