Способ горячей штамповки медных заготовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей типа "корпус" и "воронка" с равномерной мелкозернистой структурой. Способ горячей штамповки медных заготовок включает установку нагретой заготовки на рабочую поверхность штампующего инструмента и ее деформирование. Перед началом каждой штамповки заготовку нагревают до температуры, ниже минимально рекомендуемой на 150-200^oС. Деформирование осуществляют при свободном уширении за один ход пресса со скоростью деформирования 0,6-0,8 м/с и степенью деформации не менее 89%. Далее производят штамповку и не позднее чем через 10 с после деформирования охлаждают в проточной воде до полного остывания. В результате обеспечивается получение медной заготовки с равномерной мелкозернистой структурой.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей типа "корпус" и "воронка" с равномерной мелкозернистой структурой.

Особенностями штамповки меди и медных сплавов являются узкий температурный интервал 950-800^oС, незначительная степень деформации в пределах 15-35% за один ход пресса для свободного уширения при средних скоростях деформации.

Известен способ обработки металлов давлением, при котором на рабочую поверхность матрицы и пуансона наносят слой порошкообразного термостойкого материала, например дисульфата молибдена или окиси алюминия, устанавливают заготовку между матрицей и пуансоном, нагревают ее и производят деформацию. Толщину слоя порошкообразного термостойкого материала выбирают достаточной для предотвращения диффузии рабочих поверхностей матрицы и пуансона и штампуемой детали и равной 0,01-0,02 мм (1).

Задачей изобретения является подбор оптимального сочетания температурно-скоростного режима деформирования для получения медной заготовки с равномерной мелкозернистой структурой не крупнее 6 шкалы III ГОСТ 21073.1-75, что позволит использовать ее как для деталей типа "корпус" и "воронка", так и в качестве заготовки для последующей холодной раскатки тех же деталей.

Поставленная задача решается тем, что в способе горячей штамповки медных заготовок, при котором на рабочую поверхность штампующего инструмента устанавливают нагретую заготовку и производят деформирование, перед началом каждой штамповки заготовку нагревают до температуры, ниже минимально рекомендуемой на 150-200^oС, а деформирование осуществляют при свободном уширении за один ход пресса со скоростью деформирования 0,6-0,8 м/с и степенью деформации не менее 89%, затем штамповку не позднее 10 с после деформирования охлаждают в проточной воде до полного остывания.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед каждой штамповкой рабочую поверхность штампа (осадочные вставки) перед началом деформирования нагревают до t=250-300^oС и смазывают индустриальным маслом.

Исходную заготовку с соотношением ее длины к диаметру 2...2,5, с фасками и чистотой обработки торцов Rz 80 нагревают до температуры, ниже рекомендуемой (950-800^oС) на 150-200^oС.

Нагретую заготовку деформируют (производят осадку) при свободном уширении за один ход пресса со скоростью деформирования 0,6-0,8 м/с и со степенью деформации не менее 89%.

После осадки заготовку не позднее чем через 1-10 с охлаждают в проточной воде до полного остывания.

Пример выполнения предлагаемого способа.

Исходный материал - медь M1 ГОСТ 859, ДКР НМ 40 НД М1Л ГОСТ 1535-91 или ГКР ХХ 40 НД М1 ГОСТ 1535-91.

Исходная заготовка под осадку диаметром 40_-0,25 высотой 85_-0,3 имеет механически обработанные торцы с Rz 80 и фаской 1•45^o.

Поверхность осадочных вставок, имеющую чистоту обработки , прогревают до 250-300^oC и смазывают перед каждой штамповкой индустриальным маслом.

Нагрев заготовок производят в электрической печи до (650±7)^oC.

Осадку осуществляют в интервале температур 600-650^oС на кривошипном горячештамповочном прессе усилием 2500 кН.

Для исключения роста зерна в процессе рекристаллизации поковки охлаждают до полного остывания в проточной воде, имеющей температуру не более 30^oС. Осаженная поковка имеет толщину 8,2^+0,5 мм, диаметр 115 мм (min). Контроль величины зерна производят выборочно на продольном (вырезанном по диаметру) темплете в соответствии с приложением 1 к ГОСТ 21073.1-75.

Источник информации 1. Патент РФ 2171851, регистрационный номер заявки 99121982/02, приоритет 1999.10.20, дата публикации 2001.08.10.

Формула изобретения

Способ горячей штамповки медных заготовок, при котором на рабочую поверхность штампующего инструмента устанавливают нагретую заготовку и производят деформирование, отличающийся тем, что перед началом каждой штамповки заготовку нагревают до температуры, ниже минимально рекомендуемой на 150-200°С, а деформирование осуществляют при свободном уширении за один ход пресса со скоростью деформирования 0,6-0,8 м/с и степенью деформации не менее 89%, затем штамповку не позднее чем через 10 сек после деформирования охлаждают в проточной воде до полного остывания.