Спосіб виготовлення виробів типу кришка, дно
B21K21 / 00 - Виготовлення порожнистих виробів, не віднесених до попередніх груп (вироби з листового матеріалу і тонкостінних труб B21D, наприклад B21D 41/00, B21D 51/00)
Власники патенту RU 2518026:
Відкрите акціонерне товариство "Завод ім. В.О. Дегтярьова" (RU)
Винахід відноситься до обробки тиском і може бути використано при виготовленні виробів типу «кришка» або «дно», наприклад комплектуючих маршового і стартового двигунів малогабаритних снарядів. З нагрітої до температури деформування сталевої заготовки за допомогою об'ємного штампування видавлюють порожнисту поковки у формі склянки. Нагрівання вихідної заготовки здійснюють в діапазоні температур від критичної температури повного перетворення в аустеніт Ас3 до максимальної температури кінця деформування стали при гарячому штампуванні. Видавлювання ведуть з переважанням стискають напруг в умовах всебічного нерівномірного стиснення зі ступенем деформації більше 50%. Потім проводять зміцнюючу термообробку і обробку різанням. В результаті забезпечується підвищення експлуатаційних властивостей вироби. 3 пр.
Винахід відноситься до способів виготовлення виробів типу «кришка», «дно», що є комплектуючими маршового і стартового двигунів малогабаритних снарядів (ПТУРС і ЗУРСов), які відчувають при експлуатації значні динамічні навантаження. Основна вимога до подібних виробів - равнопрочность у всіх напрямках.
Як правило, подібні вироби виготовляють з недорогих хромокремнемарганцевих сталей типу ЗОХГСА; 35ХГСА, які при упрочняющей термообробці набувають високі механічні властивості σв, δ, ψ, але при цьому мінімально гарантована ударна в'язкість невисока - 5,5 кгс м / см 2 при випробуванні стандартних поздовжніх зразків. Для безпечної надійної експлуатації виробів слід дотримуватися додаткових робіт, спрямованих на збільшення ударної в'язкості без зниження механічних властивостей за рахунок попереднього змішування волокон.
Відомий спосіб виготовлення поковок зі збільшеною ударною в'язкістю, що включає виготовлення вихідної заготовки з об'ємом, рівним обсягом поковки, нагрів вихідної заготовки до температури пластичної деформації, неодноразове виконання ковальських операцій протяжка-осаду для змішування волокон і подальше виготовлення пустотілої поковки гарячої об'ємним штампуванням (див. А В.М.. Брюханов, «Кування і об'ємне штампування», Київ, Машинобудування, 1975 г. стр.45-52), прийнятий за прототип.
Недоліки прототипу: спосіб дозволяє дещо збільшити ударну в'язкість, але повної гарантії значного збільшення ударної в'язкості в усіх зонах порожнистої поковки не вдається, часто на практиці доводиться використовувати більш дорогу хромокремнемарганцевонікелевую сталь типу 30ХГСН2А або більш дорогу і складну в обробці різанням хромонікельмолібденованадіевую сталь типу 30ХН2МФА.
Пропонованим винаходом вирішується завдання: підвищення експлуатаційних властивостей вироби.
Технічний результат, що отримується при здійсненні винаходу, полягає в отриманні ударної в'язкості в термічно зміцненому стані на 20-30% вище мінімально гарантованого стандартним режимом термічної обробки.
Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі виготовлення виробів типу «кришка», «дно», що включає виготовлення вихідної заготовки, нагрівання вихідної заготовки до температури деформування, виготовлення порожнистої поковки об'ємним штампуванням, зміцнюючу термообробку і обробку різанням, новим є те, що поковки виготовляють видавлюванням з переважанням стискають напруг в умовах всебічного нерівномірного стиснення зі ступенем деформації більше 50%, а нагрів вихідної заготовки здійснюють в діапазон е температур від критичної температури повного перетворення в аустеніт (Ас3) до максимальної температури кінця деформування стали при гарячому штампуванні.
Завдяки тому що поковки виготовляють з переважанням напружень стиску (в умовах всебічного нерівномірного стиснення), а нагрів вихідної заготовки здійснюють в діапазоні температур від точки АС3 до точки максимальної температури кінця деформування стали, сталь набуває структуру аустеніту, стає в'язкою і пластичної, легко формується, при це зерно при нагріванні зростає незначно, а при видавлюванні зі ступенем деформації більше 50% і подальшої рекристалізації зменшується, ударна в'язкість значно увелічіваетс , При цьому підвищуються експлуатаційні властивості виробу.
Технічні рішення з ознаками, що відрізняють заявлене рішення від прототипу, невідомі і явно з рівня техніки не дотримуються.
Це дозволяє вважати, що заявляється рішення є новим і має винахідницький рівень.
Спосіб реалізується в такий спосіб: для стали, з якої виготовляють виріб, визначають критичну точку АС3 і максимальну температуру кінця деформації, з умови рівності обсягів поковки і вихідної заготовки і отримання при деформації ступеня деформації більше 50% визначають розміри вихідної заготовки, виготовляють вихідну заготовку, нагрівають вихідну заготовку до температури в діапазоні від точки АС3 до точки максимальної температури кінця деформування стали, встановлюють нагріту вихідну заготовку в штамп і видав вливають порожнисту поковки в умовах, що забезпечують в осередку деформації стан всебічного нерівномірного стиснення.
Використання пропонованого винаходу перевірялося виготовленням трьох найменувань виробів з хромокремніймарганцевой стали 30ХГСА. Для стали 30ХГСА критична точка Ас3 = 830 ° С, максимальна температура кінця деформації при гарячому штампуванні 870 ° С, мінімально гарантована ударна в'язкість після зміцнюючої термообробки по стандартному режиму KCU = 5,5 кгс м / см 2.
Виготовляли кришку стартового двигуна ЗУРСа за технологією: виготовили вихідну заготовку у вигляді відрізка прутка з об'ємом, рівним обсягом поковки з розмірами Ø44,2 х 43, нагріли вихідну заготовку до температури 860 ° С, видавили на пресі К0036 зусиллям 400 тс порожнисту поковки типу «стакан »з зовнішнім діаметром D = 72 мм, внутрішнім діаметром d = 58,5 мам, висотою Н = 23 мм і товщиною дна t = 6,5 мм в умовах всебічного нерівномірного стиснення в осередку деформації. Ступінь деформації більше 65% у всіх зонах поковки.
Поковки попередньо обробили різанням, справили зміцнюючу термообробку за стандартним режиму. Після термообробки з різних зон поковки виготовили тангенціальні і радіальні розривні і ударні зразки для механічних випробувань. Механічні властивості всіх зразків задовольняють заданим вимогам, при цьому мінімальна ударна в'язкість KCU = 11,9 кгс м / см 2.
Спосіб виготовлення сталевих виробів типу «кришка» або «дно», що включає виготовлення вихідної заготовки зі сталі, нагрів її до температури деформування, виготовлення порожнистої поковки у формі склянки об'ємним штампуванням нагрітої заготовки, зміцнюючу термообробку і обробку різанням, що відрізняється тим, що порожнисту поковки виготовляють видавлюванням з переважанням стискають напруг в умовах всебічного нерівномірного стиснення зі ступенем деформації більше 50%, а нагрів вихідної заготовки здійснюють в діапазоні температур від критичної температури повного перетворення в аустеніт Ас3 до максимальної температури кінця деформування стали при гарячому штампуванні.