Способ изготовления прутков и профилей из металлической стружки и устройство для его осуществления

 

1. Способ изготовления прутков и профилей из металлической стружки , включающий очистку стружки, ее брикетирование, нагрев заготовки и прессование, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества изделий и расширения технологических возможностей, после очистки стружку отжигают, брикетирование проводят до плотности 70-96%, а прессование осуществляют с истечением заготовки в направлении , перпендикулярном оси прессования , с одновременным противодавлением и экструзией вытяжкой 14-30. Р о (Л

СО}ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

- РЕСПУБЛИК

1 А1 (}9} (}И (5D 4 В 22 F 3/02, 3/20, В 21 J 13/02, 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Kt " :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

И,, уйяИО КК>

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3883521/22-02 (22) 12.02.85 (46) 30.07.86. Бюл. У 28 (71) Завод-втуз при Московском автомобильном заводе им. И.А. Лихачева и Московский автомобильный завод им. И.А. Лихачева (72) О.А. Ганаго, Н.А. Шестаков, Ю.И. Попов, А.П. Холодный, Ю.Н. Сергеев, В.Н. Тимофеев, А.В. Симаков и В.К. Седунов (53) 621.762.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 461780, кл. В 21 3 13/02, 1972.

Dover В.I. Mechanical Reconstitution of waste Materials. - Powder

Met. Inst 1977, Vof, 9, }} 4, р. 190-193.

Авторское свидетельство СССР

У 541 877, кл. В 21 J 5/00, 1975. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКОВ

И ПРОФИЛЕЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ изготовления прутков и профилей из металлической стружки, включающий очистку стружки, ее брикетирование, нагрев заготовки и прессование, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества иэделий и расширения технологических возможностей, после очистки стружку отжигают, брикетирование проводят до плотности

70-963, а прессование осуществляют с истечением заготовки в направлении, перпендикулярном оси прессования, с одновременным противодавлением и экструзией вытяжкой 14- 30.

1247160

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения отходов, брикетирование проводят с поочередным взаимно перпендикулярным двухосным приложением усилий,.соответствующих пределу текучести материала стружки.

3. Устройство для изготовления прутков и профилей из металлической стружки, содержащее контейнер с выполненными в нем двумя сообщающимися рабочим и выходным каналами одинакового сечения, расположенными перпендикулярно один другому, и узел нагружения, о т л и ч а ю щ е1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению компактных изделий из металлической стружки при помощи го-. рячей деформации.

Цель изобретения — повышение ка" чества изделий, расширение технологических возможностей, уменьшение отходов и удаление пресс-остатка.

Сущность способа заключается в том, что стружку очищают, отжигают, брикетируют с плотностью не менее

70Х, нагревают до верхней границы интервала ковочных температур, затем прессуют сдвигом с гидростатическим подпором, роль которого выполняет матрица, имеющая форму,соответствующую форме получаемого профиля, и обеспечивающая определенную для данного материала минимальную вытяжку 3„,„„, причем .брикетирование проводят путем двухосного двустороннего приложения усилий таким образом, что усилие, прилагаемое в первом направлении, достигает порогового значения, а после этого прикладывают усилие такой же величины во втором направлении.

Брикетирование с плотностью ниже

70Х приводит к разрушению брикетов при последующих транспортировках к нагревательным и деформирующим устройствам, вытяжка меньше 14 обусловливает создание напряжений всестое с я тем, что, с целью повышения качества изделий и расширения технологических возможностей, оно дополнительно содержит матрицу с очком, установленную в выходном канале на расстоянии О,б-0,7 диаметра

1 канала от оси прессования.

4. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью удаления пресс-остатка, оно дополнительно содержит клиновой запор рабочего канала контейнера, установ— ленный с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси прессования. роннего сжатия в процессе прессова-ния сдвигом, недостаточных для пластической сварки фрагментов стружки.

Прессование сдвигом с гидроста5 тическим подпором (противодавлением), роль которого выполняет матрица, имеющая форму очка, соответствующую форме получаемого профиля, и создающая определенную для данного материала минимальную вытяжку, обеспечивает дробление и перераспределение окислов и примесей на поверхности фрагментов стружки, противодавление обеспечивает физический контакт по образовавшимися в процессе деформации сдвигом ювенильным поверхностям и в результате пластическую сварку фрагментов стружки, вытяжка цц обеспечивает минималь20 ный уровень напряжений всестороннего сжатия, при котором происходит качественная пластическая сварка фрагментов стружки при деформации сдвигом

На фиг.1 показана схема брикетирования стружки с одноосным двусторонним приложением усилий; на фиг.2 — схема брикетирования стружки с двусторонним двуосным прнложеЗО кием усилий; на фиг. 3 — устройство для изготовления прутков и профилей из металлической стружки.

Интенсивное повышение плотности при двустороннем поочередном прило124 160 4 редным приложением усилии, при этом плотность брикетов составляла 85 .

Затем брикеты прессовали под давлением Р, = 4 т/см, извлекали из штампа, поворачивали вокруг оси на о

90, снова укладывали в штамп и подвергали вторичному прессованию под тем же давлением. В результате получали брикеты с плотностью 9510 97 .Всего было изготовлено по 50 брикетов из стружки каждого сплава.

Брикетирование стружки сплавов Д16 и ЛС59-1 производили в штампе для одноосного двустороннего приложения усилий (фиг.1), причем уси- 5 лие прикладывали перпендикулярно длинной оси брикета. Размеры полученных брикетов 29к29х160 мм при давлении 5,5 т/см . Плотность брикетов из сплава Д16 составляла в среднем 86 ., а из сплава ЛС59-1

78 . Стружку сплава АЛ-4 брикетировали по схеме с двусторонним поочежении усилий связано с тем, что устойчивые и прочные арочные структуры, образовавшиеся в конце первой стадии уплотнения при достижении усилия в первом направлении порогового значения Р„ (фиг.2), являются прочными и устойчивыми по отношению только к тем нагрузкам, под воздействием которых они образовались.

Если после первого этапа возможности уплотнения за счет взаимного перемещения фрагментов стружки исчер(паны,на второй стадии под воздействием усилия, направленного перпендикулярно первому, уплотнение происходит за счет взаимного проскальзывания. При такой схеме брикетирования удается достигать плотности брикетов до 94-98% при давлениях

3-5 т/см . Брикеты из стружки с такой плотностью при одноосном приложении усилий получить не удается изза ограничений по -прочности пуансона.

Пример, Способ осуществляли с использованием стружки сплавов

АЛ-4, Д16, ЛС59-1. Стружку сплавов

AJI-4 очистке не подвергали, так как головки блока цилиндров автомобиля

ЗИЛ, которые отливаются из сплава

AJI-4, обрабатываются без применения смазочно-охлаждающих жидкостей.

Стружку сплава ЛС59-1 промывали в растворе следующего состава: NaOH (20-40 r на 1 л воды) + Na2СО, (2040 r на 1 л воды). Температура расто вора 80-90 С. После промывки в этом растворе стружку указанного сплава промывали в горячей воде при 80о

90 С. Стружку сплава Д16 промывали в растворе "Фреон-113". Отжиг стружки производили в печи проходного типа: сплава Д16 — при 400 С в течение 70 мин, а сплава ЛС59-1 при 700 С в течение 30 мин. 0-жиг сплава АЛ-4 не производили.

Далее в камерной печи произво или нагрев брикетов: из сплава

АЛ-4 — до 480-500 С, из сплава Д16— до 470-480 С, а иэ сплава ДС59-1 до 730-750 С. Прессование сдвигом с гидростатическим подпором осуществляли в устройстве (штампе), показанном на фиг.3. Штамп устанавливался на гидравлический пресс усилием 160 тс и скоростью рабочего хода ползуна 12,5 мм/с.

Штамп состоит из контейнера в котором выполнены рабочий канал 2 и выходной канал 3 с размерами поперечного сечения 30х30 мм. В выходной канал 3 вставлена сменная матрица 4 с очком для обеспечения

30 гидростатического противодавления

В штампе выполнено восемь отверстий

5, в которые устанавливаются тэны для электрического подогрева штампа перед работой до 400-450 C. Штамп содержит также кличовой запор 6, ко35 торый после каждог рабочего хода ползуна выводится из штампа для того, чтобы дальнейшим ходом пуансона удалить пресс-остаток. После установки клинового запора на место

40 загружается заготовка и осуществляется ее прессование. Для установки сменных матриц 4 предусмотрен вертикальный разъем штампа. Штамп устанавливается на плите 7, которая крепится к. столу пресса.

Для установления величины 3 „„ =

14-30, при которой достигается достаточный уровень гидростатического сжатия в зоне сдвиговых деформаций для качественной пластической сварки, испольэовали матрицы с диаметрами очка 9, 8, 7, 6 мм. Указанным диаметром очка матрицы соответствуют вытяжки h = 14,15; 17,9;

23,4, 31,8.

Минимальная вытяжка, при которой пруток, изготовленный из стружки, отвечал требованиям ГОСТ, составила:

1247160 для сплава АЛ-4 — М „„= 14, для сплава Д16 — > = 18, для сплава

ЛС59-1 — "чин= 23 °

Свойства прутков, полученных предлагаемым и известным способами, представлены в таблице.

Механические свойства прутков, полученных из стружки

Вытяжка,Л

Сплав сходная тносительмого прутка,мм предлагаемому известному

, кг/мм d,, X

68 кг/мм2, 7

11, 46

95

11,5

14,15

16

95

21

17,9

86

10

14,15

Л16

10

10

17,9

23,4

ЛС-5 9-1

23,4

78

31,8

31,8

72

Ст. 20

7 фие. 8 Жив. 3

Составитель Т. Шевелева

Редактор А. Огар Техред И.Попович Корректор Е. Сирохман

Заказ 4054/13 Тираж 757 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 ная плотность брикета (Р9 акт Ртеор ) х х100%

Циаметр Механические свойства прутков, получае- изготовленных по способу

46 11

44 11,1

47 11,8

44,1 25,6