Штамп для равноканального углового прессования

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками за счет формирования в прессуемом металле субмикрокристаллической структуры. Штамп содержит бандаж, пуансон и матрицу из запрессованных в бандаж полуматриц. Матрица имеет по меньшей мере три пересекающихся приемный, промежуточный и выходной канала. Приемный и выходной каналы имеют квадратное сечение. Промежуточный канал выполнен винтовым, имеет прямоугольное сечение и образован двумя вставками. Вставки скреплены посредством резьбового соединения в пакет, размещенный в гнездах полуматриц. Угол поворота α промежуточного винтового канала на его длине выбран из диапазона 90°≤ α≤ 180°. В результате обеспечивается повышение надежности штампа. 3 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для получения изделий с повышенными механическими характеристиками за счет формирования в металле заготовок субмикрокристаллической структуры.

Известно устройство для обработки металлов давлением, выполненное в виде матрицы с тремя каналами, а именно приемным, промежуточным и выходным пересекающимися каналами, при этом каналы выполнены с квадратным сечением (Патент РФ №2181314, B21D 25/02, 2002 г).

Недостатком данного устройства является низкая интенсивность образования мелкозернистой структуры и трудности в изготовлении каналов в цельной матрице.

Другим устройством, известным из уровня техники, является штамп для равноканальнго углового прессования для осуществления комбинированного способа интенсивной пластической деформации заготовок (Патент РФ №2240197, B21J 5/00 (2000.01), C22F 1/18 (2000.01), В21С 25/00 (2000.01)).

Недостатком данного устройства является большая трудоемкость изготовления каналов, особенно винтового, в цельной матрице.

Наиболее близким из уровня техники решением по технической сути и назначению по отношению к предлагаемому, является выбранный в качестве прототипа штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж, пуансон и матрицу, по меньшей мере, с тремя пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, при этом приемный и выходной каналы имеют квадратное сечение, а промежуточный канал выполнен винтовым (Патент РФ №2440210, B21J 13/02, B21J 5/06, C22F 1/00, 2012 г.).

Недостатками известного штампа, в том числе технической проблемой являются низкая технологичность конструкции матрицы, т.к. каналы формируются четырьмя разными по форме и размерам вставками, что усложняет ее изготовление, а также то, что у всех вставок, формирующих каналы, одна из поверхностей является свободной и в случае поломки какой-либо вставки может возникнуть вероятность получения травм обслуживающим персоналом.

В основу заявленного изобретения был положен технический результат - упрощение конструкции штампа с одновременным обеспечением повышения надежности и травмобезопасности за счет размещения пакета из двух унифицированных вставок, скрепляемых резьбовым соединением и образующих промежуточный винтовой канал, в гнездах полуматриц, при соединении которых по вертикальной плоскости разъема и запрессовке в бандаж, пакет с промежуточным каналом оказывается внутри матричного блока.

Технический результат достигается тем, что в штампе для равноканального углового прессования, содержащим бандаж, пуансон и матрицу, по меньшей мере, с тремя пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, при этом промежуточный канал выполнен винтовым, имеет прямоугольное сечение и образован двумя унифицированными вставками, скрепляемыми резьбовым соединением в пакет, размещаемый в гнездах запрессованных в бандаж полуматриц, соединенных по вертикальной плоскости разъема, при этом угол поворота винтовой линии промежуточного канала на его длине выбран из диапазона 90°≤α≤180°.

Унификация вставок пакета, образующих винтовой канал, обеспечивает простоту их изготовления и сборки, а значит, повышает их технологичность. При износе вставок в процессе эксплуатации они могут быть быстро заменены новыми.

Изобретение поясняется графическими изображениями.

На фиг. 1 схематично изображен штамп для канального углового прессования. На фиг. 2 - положение вставок в пакете при формировании винтового канала. На фиг. 3 - унифицированная вставка пакета.

Заявленный штамп содержит бандаж 1, пуансон 2 и матрицу 3, по меньшей мере, с тремя пересекающимися приемным 4, промежуточным 5 и выходным 6 каналами, при этом приемный 4 и выходной 6 каналы имеют квадратное сечение, а промежуточный канал 5 выполнен винтовым, в штампе для равноканального углового прессования промежуточный канал 5 имеет прямоугольное сечение и образован двумя унифицированными вставками 7 и 8, скрепляемыми резьбовым соединением, например, винтами 9 в пакет, размещаемый в гнездах запрессованных в бандаж 1 полуматриц 10 (на фиг. 1 изображена одна полуматрица), соединенных по вертикальной плоскости разъема, при этом угол поворота винтовой линии промежуточного канала 5 на его длине выбран из диапазона 90°≤α≤180°.

В верхней части матрицы 3 в форме усеченного конуса, состоящей из двух полуматриц 10, сформирован приемный канал 4, а в нижней части матрицы 3 сформирован выходной канал 6, который снабжен калибрующим пояском 11, имеющим поперечные размеры (а-0,5) мм и (b-0,5) мм, где а и b - длины сторон прямоугольного сечения канала. Калибрующий поясок 11 необходим для компенсации упругих деформаций прессуемой заготовки по сечению, что обеспечивает возможность беспрепятственной установки заготовки в приемный канал 4 при повторном прессовании. Промежуточный канал 5 ограничен сверху приемным 4 и снизу выходным 6 каналами. Пуансон 2 выполнен призматическим и его сечение геометрически идентично сечению приемного канала 4. Пуансон 2 размещается в пуансонодержателе 12. Металлическая заготовка (на фиг. 1 не показана) помещается в приемный канал 4 и проталкивается пуансоном 2 в промежуточный канал 5, винтовая полость которого сформирована двумя унифицированными вставками 7 и 8.

Заявленный штамп работает следующим образом.

Перед прессованием на исходную заготовку высотой 150-200 мм наносят технологический смазочный материал. Далее заготовку с нанесенным смазочным материалом помещают в приемный канал 4 до места изменения его направления. Затем пуансон 2 вводят в приемный канал 4 до соприкосновения с верхним торцом заготовки. Во время прессования заготовку проталкивают пуансоном 2 в промежуточный канал 5. Перед входом в винтовую часть промежуточного канала 5 заготовка изменяет направление движения за счет поворота приемного канала 4 на заданный угол 110…135°. Здесь сосредоточен очаг деформации, в котором возникают деформации сдвига, они являются одним из факторов, влияющих на измельчение зеренной структуры металла заготовки. В промежуточном канале 5, имеющим винтообразные стенки, заготовка подвергается деформации скручиванием. Проходя промежуточный винтообразный канал 5 заготовка поворачивается вокруг продольной оси симметрии на заданный угол, выбран из диапазона 90°≤α≤180°. В штампе для равноканального углового прессования α=90°, т.е. одновременно с равноканальным угловым прессованием реализуется один из возможных маршрутов прессования Вс, предусматривающий поворот сечения заготовки при прохождении промежуточного винтового канала 5 на угол заданный угол α=90°. Процесс прессования продолжается до тех пор, пока верхний торец заготовки не приблизится на расстояние 3-5 мм к очагу деформации, сосредоточенному в месте изменения направления приемного канала 4. После этого пуансон 2 извлекают из приемного канала 4. Процесс прессования повторяется со следующей заготовкой. При этом вторая заготовка проталкивает первую, находящуюся в штампе в промежуточном канале 5, а затем и в выходной канал 6. Проходя через калибрующий поясок 11 выходного канала 6, заготовка уменьшает размеры поперечного сечения на 0,5 мм, что является достаточным для компенсации ее упругой деформации. Далее первая заготовка извлекается из выходного канала 6. При повторном прессовании заготовка беспрепятственно устанавливается в приемный канал 4. Таким образом, заготовка, подвергаясь двум актам деформации сдвигом и дополнительно одному акту деформации скручиванием, за счет чего одновременно реализуется один из маршрутов прессования Вс - заготовка поворачивается вокруг продольной оси на заданный угол α=90° и повышается интенсивность образования субмикрокристаллической структуры.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы изобретения, обеспечивает получение заявленного технического результата - упрощение конструкции штампа с одновременным обеспечением повышения надежности и травмобезопасности.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для осуществления процесса обработки давлением металлов и сплавов для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками за счет формирования в прессуемом металле субмикрокристаллической структуры за минимальное количество проходов заготовки через пересекающиеся каналы матрицы;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна», «уровень техники» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж, пуансон и матрицу из запрессованных в бандаж полуматриц, выполненную по меньшей мере с тремя пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами, при этом приемный и выходной каналы имеют квадратное сечение, а промежуточный канал выполнен винтовым и образован двумя вставками, отличающийся тем, что промежуточный канал имеет прямоугольное сечение, вставки скреплены посредством резьбового соединения в пакет, размещенный в гнездах, выполненных в полуматрицах, соединенных по вертикальной плоскости разъема, при этом угол поворота α промежуточного винтового канала на его длине выбран из диапазона 90°≤ α≤ 180°.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками. Штамп содержит бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановым сплавам с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Альфа-бета титановый сплав, содержащий, мас.%: алюминиевый эквивалент от 2,0 до 10,0; молибденовый эквивалент от 2,0 до 10,0; от 0,24 до 0,5 кислорода; по меньшей мере 2,1 ванадия; от 0,3 до 5,0 кобальта; необязательно, добавку для измельчения зерна, представляющую собой один или более из церия, празеодима, неодима, самария, гадолиния, гольмия, эрбия, тулия, иттрия, скандия, бериллия и бора, в общей концентрации, которая выше 0 до 0,3; необязательно, антикоррозионную добавку, представляющую собой один или более из золота, серебра, палладия, платины, никеля и иридия, в общей концентрации, которая составляет до 0,5; необязательно, олово до 6; необязательно, кремний до 0,6; необязательно, цирконий до 10; необязательно, азот до 0,25; необязательно, углерод до 0,3; остальное - титан и случайные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изделиям из титанового сплава, и может быть использовано для изготовления теплообменников, конденсаторов, холодильников и других изделий, обладающих высокой коррозионной стойкостью.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения изделий из титанового сплава. Способ получения изделия из титанового сплава включает плавление шихтовых материалов с источником водорода, содержащим гидрид титана, с образованием расплава титанового сплава, разливку по меньшей мере части расплава с образованием гидрогенизированного слитка титанового сплава, деформирование гидрогенизированного слитка при температуре сначала в области β-фазы, а затем в области α+β+δ-фаз с образованием обработанного изделия, имеющего меньшую площадь поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения гидрогенизированного слитка, и дегидрогенизацию обработанного изделия для снижения содержания водорода в обработанном изделии.

Изобретение относится к заготовительному производству металлургических и машиностроительных предприятий и предназначено для повышения физико-механических свойств материалов методом пластического структурообразования за счет измельчения исходной структуры при сохранении первоначальных размеров заготовки.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления лопатки ротора турбины. Способ изготовления лопатки ротора турбины с использованием ковочного сплава на основе Ni содержит этап размягчения, включающий этап горячей ковки и этап охлаждения, заключающийся в обеспечении повышения содержания γ'-фазы, не когерентной с γ-фазой, которая представляет собой матричную фазу в ковочном сплаве на основе Ni; первый этап обработки, заключающийся в формировании по меньшей мере двух элементов конструкции, составляющих лопатку ротора, с использованием ковочного сплава на основе Ni, осуществляемый после этапа размягчения; второй этап обработки, заключающийся в формировании элементов охлаждающей структуры в каждом из элементов конструкции в виде канала прохождения охлаждающего потока; и третий этап обработки, заключающийся во взаимном соединении элементов конструкции при помощи сварки трением с перемешиванием; причем содержание γ'-фазы в ковочном сплаве на основе Ni составляет при температуре не ниже чем 1050°С не менее чем 10 мол.%, но не более чем 40 мол.%.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам обработки титановых сплавов. Способ обработки заготовки из титанового сплава включает этапы бета-отжига заготовки, охлаждения заготовки до температуры ниже температуры бета-перехода титанового сплава и всестороннюю ковку заготовки.

Изобретение относится к способам обработки титановых сплавов давлением и может быть использовано при изготовлении проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии.

Изобретение относится к способам обработки титановых сплавов и может быть использовано при изготовлении проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии.

Настоящее изобретение относится к области металлургии титановых сплавов и может быть использовано для повышения комплекса механических свойств листового проката из высоколегированного псевдо-альфа титанового сплава марки ВТ18У.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками. Штамп содержит бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами.

Изобретение относится к заготовительному производству металлургических и машиностроительных предприятий и предназначено для повышения физико-механических свойств материалов методом пластического структурообразования за счет измельчения исходной структуры при сохранении первоначальных размеров заготовки.
Изобретение относится к области обработки сортового горячекатаного проката и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных длинномерных крепежных изделий.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения ультрамелкозернистой структуры металла в кольцевых заготовках.

Изобретение относится к обработке заготовок для измельчения микроструктуры. Производят ковку нагретой заготовки на прессе в открытом штампе в первом направлении ковки до предела пластичности материала заготовки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении деталей с однородной мелкозернистой структурой. Штамп содержит верхний и нижний пуансоны и матрицу.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прессовании заготовок из металлов и сплавов. Устройство для непрерывного прессования содержит два горизонтальных валка с гладкой бочкой, на выходе из которых установлена матрица.
Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного проката из конструкционных сталей перлитного класса и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных изделий.

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано в заготовительном производстве при подготовке металла к последующим операциям обработки давлением или к механической обработке.

Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано для упрочнения металлов в процессе обработки. Осуществляют выдавливание и кручение заготовки через суженную и расширенную среднюю винтовую часть канала.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками. Штамп содержит бандаж, пуансон и матрицу с пересекающимися приемным, промежуточным и выходным каналами.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для получения заготовок с повышенными механическими характеристиками за счет формирования в прессуемом металле субмикрокристаллической структуры. Штамп содержит бандаж, пуансон и матрицу из запрессованных в бандаж полуматриц. Матрица имеет по меньшей мере три пересекающихся приемный, промежуточный и выходной канала. Приемный и выходной каналы имеют квадратное сечение. Промежуточный канал выполнен винтовым, имеет прямоугольное сечение и образован двумя вставками. Вставки скреплены посредством резьбового соединения в пакет, размещенный в гнездах полуматриц. Угол поворота α промежуточного винтового канала на его длине выбран из диапазона 90°≤ α≤ 180°. В результате обеспечивается повышение надежности штампа. 3 ил.

Наверх