Способ горячей штамповки на гидропрессах

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам горячей штамповки на гидропрессах. Техническим результатом изобретения является обеспечение условий пластической деформации материала заготовки и уменьшение остаточных напряжений в штампуемой детали. Заготовку устанавливают между матрицей и пуансоном гидравлического пресса, нагревают и производят формообразование. После смыкания матрицы и пуансона в процессе охлаждения заготовки давление на нее повышают. Величину давления выбирают позволяющей превысить предел текучести материала заготовки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке деталей с нагревом, и может найти применение в аэрокосмической и смежных с ней областях машиностроения.

Известен способ штамповки деталей из листовых заготовок на гидропрессах (патент РФ N 1831398, МКИ В 21 D 26/02, 1993 г), включающий установку листовой заготовки между матрицей и пуансоном, ее нагрев и формообразование, в котором после установки заготовки в штамп ее нагревают до температуры штамповки, при этом пуансон и матрицу не нагревают, а в процессе формообразования давление пуансона на обрабатываемую поверхность сохраняют до полного остывания детали.

Недостатком данного технического решения является то, что данный способ не позволяет изготавливать детали с высокой их точностью.

Изобретение направлено на повышение точности изготовления деталей.

Поставленная задача решается следующим образом. На гидропрессе производят горячую штамповку детали, включающую установку заготовки между матрицей и пуансоном, ее нагрев, формообразование и охлаждение. Но в отличие от прототипа после смыкания матрицы с пуансоном в процессе охлаждения заготовки, давление на заготовку повышают таким образом, чтобы оно вызывало пластическое течение металл заготовки, причем величину давления выбирают превышающей предел текучести материала заготовки. Это позволяет в процессе охлаждения вести пластическую деформацию детали, уменьшить остаточные напряжения детали и повысить точность изготовления требуемой формы детали.

Так, например, при изготовлении по предлагаемому способу детали из листовой заготовки из титанового сплава ОТ-4, габаритами 300х400 мм и толщиной 1,0 мм, предел прочности которой σ_в = 850 МПа, предел текучести σ_0,2 = 700 МПа, после расположения детали между матрицей и пуансоном ее нагревают до температуры 800^oC, после чего производят ее формообразование путем смыкания матрицы и пуансона. По мере охлаждения детали, путем отдачи тепла от детали к штампу, давление на деталь увеличивают посредством гидропресса до 2500 Па, Время охлаждения заготовки от 900^oC до 500^oC составляет 5 - 10 сек, от 500^oC до 300^oC - от 10 до 30 сек, при этом нагрузка на ползун пресса в первые 10 сек увеличивается до 200 тонн, а в дальнейшем до 250 тонн. Таким образом, использование изобретения позволяет повысить точность изготавливаемых деталей на 2-3 квалитета.

Формула изобретения

Способ горячей штамповки деталей на гидропрессах, включающий установку заготовки между матрицей и пуансоном, ее нагрев, формообразование, охлаждение, отличающийся тем, что после смыкания матрицы с пуансоном в процессе охлаждения заготовки величину давления на заготовку выбирают превышающей предел текучести материала заготовки.