×
09.12.2018
218.016.a502

СПОСОБ КОВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к ковке длинномерных заготовок, и может быть использовано при изготовлении поковок из конструкционных, специальных, нержавеющих и труднодеформируемых сталей и сплавов. Заготовку подают в пару бойков и производят ее обжатие в два прохода. Обжатие осуществляют со смещением бойков друг относительно друга на величину, не превышающую 0,5 от ширины бойка. При этом величина подачи, равная отношению ширины поверхности контакта каждого бойка и заготовки к начальной высоте заготовки, составляет 0,5-0,7. В результате обеспечивается увеличение вытяжки заготовки за один проход с одновременным улучшением структуры металла за счет интенсификации сдвиговой деформации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.,1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к свободной ковке длинномерных заготовок и может использоваться при изготовлении поковок из конструкционных, специальных, нержавеющих и труднодеформируемых сталей и сплавов квадратного, прямоугольного, круглого сечений, а также другой формы поперечного сечения.

Известен способ ковки длинномерных заготовок различной формы поперечного сечения с применением стандартного инструмента - плоских, вырезных (радиусные и ромбические бойки) или комбинированных (верхний боек - плоский, нижний - вырезной) бойков (Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. М.: Машиностроение, 1966 г. 548 с. - 173 с.). В зависимости от материала заготовки (конструкционная, углеродистая, легированная, инструментальная и др. стали или сплавы) применяются способы ведения ковки с простым и сложным чередованием обжатий и кантовок. Для устранения дефектов литейного происхождения, а также уменьшения химической неоднородности и неоднородности механических свойств ковку ведут с уковом (, где F0 - площадь поперечного сечения исходной заготовки, F1 - площадь поперечного сечения поковки) более 2,5-3.

Недостатком известного способа является трудоемкость процесса и высокая степень неоднородности деформации.

Известен способ изготовления поковок, включающий обжатие заготовок бойками с трапециевидными выступом и впадиной, при этом отношение ширины горизонтальной проекции трапециевидного выступа верхнего бойка к ширине горизонтальной проекции трапециевидной впадины нижнего бойка составляет 0,7-0,9. Между проходами осуществляется смещение заготовки на величину плоского участка выступа верхнего бойка. Применение бойков с трапециевидными выступом и впадиной позволяет реализовать знакопеременную деформацию в продольном направлении в процессе ковки (патент RU 2047415, МПК B21J 1/04, 1995 г.).

Однако известный способ имеет следующие недостатки: во-первых, в процессе ковки высота заготовки остается постоянной, что затрудняет получение заготовки заданной формы и, следовательно, снижает производительность процесса, во-вторых, длина контакта бойков с заготовкой намного превышает ширину контакта, следовательно, даже при ковке с обжатием по высоте вся деформация будет идти только на уширение заготовки, в-третьих, необходимость изготовления специальных по форме бойков для всего размерного ряда заготовок.

Известен способ изготовления поковок преимущественно из титановых сплавов, включающий многопроходную ковку с кантовкой заготовки на 90° в инструменте по меньшей мере с одним выступом до образования на гранях заготовки выступов и впадин, расположенных в шахматном порядке со смещением выступов на одной грани относительно выступов перпендикулярной ей грани, и ковку в бойках с плоскими рабочими поверхностями (SU 1499801, МПК B21J 1/04, B21J 5/00, 1999 г.).

Недостатком известного способа является низкая производительность, обусловленная низкими значениями коэффициента вытяжки, необходимостью использования специального инструмента, также необходимостью использования двух видов бойков - плоских и с выступами.

Известен способ ковки длинномерных заготовок, в котором ковку ведут в несколько переходов плоским верхним и нижним вырезным бойками. Нижний боек имеет ручей с поперечным сечением в форме неравнобедренного треугольника. В первом переходе путем обжатия заготовке придают форму неравнобедренного треугольника с тупым углом 100-105° и меньшим острым углом 29-34°. В последующих переходах заготовку располагают в тех же бойках с опорой меньшей стороной треугольника ее поперечного сечения на большую сторону неравнобедренного треугольника поперечного сечения ручья нижнего бойка (патент RU 2326749; МПК B21J 5/02, B21J 13/02; 2008 г.).

Недостатком известного способа является технологическая сложность, обусловленная необходимостью использования специального (ассиметричного) инструмента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ ковки заготовок плоскими бойками, в котором заготовку подают в пару плоских бойков и обжимают единичными обжатиями ее частей, обжатие ведут за два прохода, причем в первом проходе единичное обжатие каждой части заготовки производят с ее ориентированием под углом к оси ковки, перед единичным обжатием каждой части заготовки во втором проходе изменяют положение оси заготовки путем ее размещения симметрично положению в первом проходе относительно оси ковки (патент RU 2252834, МПК B21J 1/04, 2005 г.).

Известный способ обеспечивает улучшение структуры металла за счет уменьшения анизотропии, однако недостатком способа является низкая производительность, поскольку не обеспечивается вытяжка металла (увеличение длины): в известном технологическом процессе металл преимущественно течет в ширину.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать простой в реализации способ ковки длинномерных заготовок, обеспечивающий повышение производительности труда за счет обеспечения значительной вытяжки заготовки (то есть уменьшение площади поперечного сечения) наряду с улучшением структуры металла за счет интенсификации сдвиговой деформации.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе ковки длинномерных заготовок, включающем подачу заготовки в пару бойков и обжатие заготовки путем единичных обжатий ее частей по крайней мере в два прохода, в котором обжатие осуществляют со смещением бойков друг относительно друга на величину, не превышающую 0.5 от ширины бойка, а величина подачи, равная отношению ширины поверхности контакта каждого бойка и заготовки к начальной высоте заготовки, составляет 0.5-0.7.

При этом могут осуществлять подачу в пару плоских или комбинированных или вырезных бойков.

При этом после каждого прохода могут осуществлять поворот заготовки в поперечном направлении на 180°.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ ковки длинномерных заготовок, в котором обжатие осуществляют со смещением бойков друг относительно друга на величину, не превышающей 0.5 от ширины бойка, а величина подачи, равная отношению ширины поверхности контакта каждого бойка и заготовки к начальной высоте заготовки, составляет 0.5-0.7.

Исследования, проведенные авторами, позволили определить условия, обеспечивающие значительную вытяжку заготовки за один проход, что ведет к повышению производительности труда и улучшению структуры металла за счет интенсификации сдвиговой деформации. Смещение бойков относительно друг друга обеспечивает повышение степени деформации сдвига в очаге деформации, при этом увеличение смещения на величину более, чем 0.5 от ширины бойка, ведет к сильному изгибу одной части поковки относительно другой, появлению растягивающих напряжений в очаге деформации и опасности возникновения трещин в поковке.

Достижение технического результата обеспечивается предлагаемым диапазоном величины подачи. Так, при значениях подачи более 0.7 начинается преимущественное течение металла в ширину в процессе протяжки, что снижает производительность процесса, при значения меньших 0.5 - в центральных слоях возникают растягивающие напряжения, повышающие риск появления трещин в центральной области заготовки.

На фиг. 1 изображена схема обжатия заготовки за один проход предлагаемым способом, где 1 - заготовка с начальной высотой ho и конечной высотой h1, 2 и 3 - верхний и нижний плоские или комбинированные, или вырезные бойки шириной b и с заданным смещением относительно друг друга Δх, не превышающим 0.5 от ширины бойка; а - ширина поверхности контакта каждого бойка и заготовки.

На фиг. 2 изображена схема обжатия заготовки предлагаемым способом (а) и схема обжатия заготовки известным традиционным способом (б).

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Исходную заготовку 1, выполненную, например, из стали, алюминия, титана или сплава, подают в пару плоских или комбинированных или вырезных бойков 2 и 3, имеющих ширину b и смещенных относительно друг друга на величину Δх, которую устанавливают с помощью выдвижного стола пресса. В случае использования заготовки из стали или сплава с высоким сопротивлением деформации и низкой пластичностью, куда относятся большинство сталей и сплавов, необходим ее предварительный нагрев до температуры начала ковки. Величина подачи заготовки 1 в бойки 2 и 3 равна a/ho, где а - ширина поверхности контакта каждого бойка и заготовки, h0 - начальная высота заготовки, и составляет 0.5-0.7. Заготовку 1 обжимают бойками 2 и 3 до получения высоты h1 за один проход. Перемещение заготовки 1 вдоль оси между обжатиями осуществляют манипулятором. Возможен после каждого обжатия поворот заготовки в поперечном направлении на 180° с помощью манипулятора.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером конкретного исполнения.

Пример. Заготовку размерами 12×12 мм из алюминия марки Д16 подают вдоль оси ковки в пару плоских бойков на 6 мм, при этом a/h0=0.5, где а=6 мм - ширина поверхности контакта каждого бойка и заготовки, h0=12 - начальная высота заготовки. Ширина каждого бойка составляла 10 мм. Предварительно задают смещение бойков относительно друг друга на величину 4 мм вдоль оси поковки. Заготовку обжимают на гидравлическом прессе со степенью деформации , равной 20%, где h0 и h1 - исходная и конечная высота заготовки. В результате одного прохода коэффициент вытяжки заготовки составил 1,16 мм, где L0 и L1 - исходная и конечная длина заготовки.

Для подтверждения появления дополнительной сдвиговой деформации при ковке по предложенному способу авторами было выполнено сопоставление параметров напряженно-деформированного состояния по предлагаемому способу и известному традиционному способу ковки длинномерных заготовок в плоских бойках (Материалы и нагрев, оборудование. Ковка / Под ред. Е.И. Семенова. 1985. 442 с.) посредством компьютерного моделирования в пакете Q-Form. В качестве заготовки для моделирования был использован пруток из инструментальной стали Р6М5 с размерами 12×12 мм. Ширина бойков принята равной 10 мм, величина подачи a/h0 - 0.5, смещение Δх - 2,5 мм. Обжатия задавались, равными 20% за проход.

Параметры напряженно-деформированного состояния - степень деформации сдвига Λ и отношение среднего нормального напряжения к интенсивности касательных напряжений были измерены в 15 точках в геометрическом очаге деформации при ковке известным традиционным способом и предложенным, как показано на фиг. 2. Результаты сведены в таблицу.

Исходя из полученных результатов, накопленная степень деформации сдвига Λ за один проход для ковки со взаимным смещением бойков без кантовок и с кантовками больше в 1,1 и 1,3 раза соответственно, чем аналогичный показатель для ковки традиционным способом. Коэффициент вариации указывает на то, что при ковке со взаимным смещением бойков с кантовками распределение деформации более равномерное, чем аналогичный показатель для ковки традиционным способом. Параметр больше для ковки со взаимным смещением бойков без кантовок и с кантовками, что указывает на большую долю растягивающих напряжений.

Таким образом, авторами предлагается способ ковки длинномерных заготовок, обеспечивающий увеличение производительности труда за счет увеличения вытяжки заготовки за один проход наряду с улучшением структуры металла за счет интенсификации сдвиговой деформации.


СПОСОБ КОВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК
СПОСОБ КОВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК
СПОСОБ КОВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
10.02.2015
№216.013.2254

Сталь для изготовления кованых прокатных валков

Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сталям, используемым для изготовления кованых прокатных валков для горячей прокатки металла, например, профилей и труб. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод (С) 1,2-1,4, кремний (Si) 0,2-0,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540241
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.10.2015
№216.013.8220

Способ двухтактного аналого-цифрового преобразования интегрирующего типа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат - уменьшение относительной погрешности аналого-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием. Способ двухтактного аналого-цифрового преобразования интегрирующего типа основан на измерении искомого временного интервала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564909
Дата охранного документа: 10.10.2015
25.08.2017
№217.015.abf9

Способ изготовления композитных заготовок на основе титана

Изобретение относится к изготовлению композитных заготовок на основе титана. Способ включает приготовление шихты, содержащей отходы титановых сплавов, и компактирование шихты в заготовки путем прессования. Шихту готовят путем добавления порошка титана в очищенные в щелочном растворе отходы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612106
Дата охранного документа: 02.03.2017
21.07.2018
№218.016.739f

Резонансный трансформатор

Изобретение относится к электротехнике, к резонансным трансформаторам, и может быть использовано в радиотехнических устройствах для преобразования частоты и передачи электрической энергии. Технический результат состоит в повышении эффективности за счет снижения потребления мощности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661888
Дата охранного документа: 20.07.2018
29.04.2019
№219.017.3e40

Пресс-форма для двухстороннего прессования порошка

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Пресс-форма для прессования порошка содержит подвижную матрицу, верхний подвижный и нижний неподвижный пуансоны, корпус, два пружинящих элемента, направляющие колонки и основание. Пружинящие элементы выполнены из материала с коэффициентом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686436
Дата охранного документа: 25.04.2019
17.10.2019
№219.017.d6d7

Способ упрочняющей обработки поверхностей деталей выглаживанием

Изобретение относится к упрочняющей обработке поверхностей деталей выглаживанием. Осуществляют многократные проходы выглаживателя с индентором, выполненным из синтетического алмаза, по поверхности детали. При этом осуществляют принудительное охлаждение рабочей зоны смазочно-охлаждающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703072
Дата охранного документа: 15.10.2019
02.08.2020
№220.018.3bae

Способ исключения резонансных режимов в фрикционных дисках гидромеханической трансмиссии транспортной машины

Изобретение относится к области машиностроения. Определяют спектр собственных частот диска и спектр возмущений, формируемых системой. Идентифицируют параметры расчетной схемы системы. Рассчитывают спектральную плотность процесса возбуждаемых в нелинейной системе колебаний. Математическую модель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728584
Дата охранного документа: 30.07.2020
20.04.2023
№223.018.4b72

Способ расчетно-экспериментального определения динамического момента в энергосиловом блоке транспортной машины

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Способ расчетно-экспериментального определения динамического момента в энергосиловом блоке транспортной машины заключается в определении действующего момента двигателя по сигналам датчиков частоты вращения вала двигателя и положения органа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002767210
Дата охранного документа: 16.03.2022
27.05.2023
№223.018.70ab

Способ гашения низкочастотных колебаний в трансмиссии транспортной машины

Изобретение относится к способу гашения низкочастотных колебаний в трансмиссии транспортной машины на стадии после кинематического выравнивания скоростей ведущих и ведомых частей. Способ заключается в создании противофазного управляющего воздействия на собственной частоте динамической системы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002735455
Дата охранного документа: 02.11.2020
27.05.2023
№223.018.7117

Способ изготовления изделий из алюмоматричного композита, армированного карбидом кремния

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке и изготовлению изделий из композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов, армированных карбидом кремния. Способ изготовления изделий из алюмоматричного композита, армированного карбидом кремния, путем формообразования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002766392
Дата охранного документа: 15.03.2022
Показаны записи 1-8 из 8.
20.09.2014
№216.012.f675

Способ получения металломатричного композиционного материала

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к области производства металломатричного композитного материала конструкционного назначения. Может применяться в атомном машиностроении для эффективной нейтронной защиты, а также при разработке авиакосмической техники. Смесь из порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528926
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.10.2015
№216.013.8865

Способ восстановления служебных свойств насосно-компрессорных труб лейнированием

Изобретение относится к ремонту нефтепромысловых труб, в частности к восстановлению НКТ. Техническим результатом является снижение материальных ресурсов и повышение производительности за счет повышения точности внутреннего диаметра НКТ. Предложен способ восстановления служебных свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566520
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.02.2016
№216.014.c403

Способ производства биметаллического проката на основе низкоуглеродистой стали и алюминиевого сплава

Изобретение относится к производству двух-, трех- и многослойных материалов горячей прокаткой и может быть использовано при производстве биметаллического проката на основе низкоуглеродистой стали и алюминиевых сплавов. Способ включает предварительную механическую обработку поверхности стальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574948
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.2f33

Оправка для калибрования внутреннего канала труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением и используется в производстве труб при изготовлении особо точных труб по внутреннему диаметру. Оправка имеет рабочую часть и расположенную за ней калибрующую часть в виде цилиндрического участка. Уменьшение интенсивности внеконтактной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580262
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.06.2018
№218.016.642d

Способ изготовления металлического изделия из порошкового материала методом послойного лазерного синтеза с применением деформационной обработки

Изобретение относится к получению металлического изделия послойным лазерным синтезом из порошка. Способ включает послойную укладку порошка на предметном столе принтера и послойное проплавление порошка с обеспечением синтеза металломатричного композиционного материала под воздействием теплового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657971
Дата охранного документа: 18.06.2018
10.04.2019
№219.017.0920

Способ получения борсодержащей гиалуроновой кислоты

Изобретение относится к способу получения натриевой соли гиалуроновой кислоты, модифицированной соединениями бора в отсутствии жидкой среды. Способ заключается в том, что порошкообразную натриевую соль гиалуроновой кислоты вместе с модификатором или смесью модификаторов предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002445978
Дата охранного документа: 27.03.2012
17.04.2019
№219.017.15df

Способ получения модифицированной аскорбиновой кислотой сшитой соли гиалуроновой кислоты и биоактивная композиция на ее основе

Изобретение относится к природным полимерам из класса полисахаридов. Способ получения предусматривает химическое взаимодействие соли гиалуроновой кислоты, аскорбиновой кислоты и/или соли аскорбиновой кислоты вместе с сшивающим агентом. Исходные реагенты подвергают одновременному воздействию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002382050
Дата охранного документа: 20.02.2010
09.05.2019
№219.017.4b44

Способ извлечения рения из растворов

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения рения из растворов сложного солевого состава. Способ включает сорбцию рения с использованием анионообменного сорбента с последующей десорбцией рения из насыщенного анионообменного сорбента водным раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002294392
Дата охранного документа: 27.02.2007
+ добавить свой РИД