Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом Разинкин Александр Викторович

Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом
<
Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Разинкин Александр Викторович. Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.05 : Екатеринбург, 2004 205 c. РГБ ОД, 61:04-5/3280

Содержание к диссертации

Введение

1. Литературный обзор по вопросам исследования 11

1.1. Проблема поиска новых материалов 11

1.2. Характеристики ЧШГ, особенности и основные отличия от других видов чугуна 12

1.3. Методы производства отливок из ЧШГ 16

1.4. Особенности производства ЧШГ 17

1.5. Термообработка отливок 21

1.6. Деформация чугунов и последующая термообработка 25

1.7. Совмещенные схемы обработки металлов давлением 3 8

1.8. Постановка задачи исследования 40

2. Описание технологии производства заготовок из чшг для изготовления инструмента 49

3. Теоретический анализ получения литой полой заготовки 58

3.1. Тестирование метода решением задачи Стефана 61

3.2. Моделирование процесса получения биметаллической заготовки 63

3.3. Выводы 67

4. Построение математической модели с использованием вариационных методов процесса осадки полой цилиндрической заготовки в контейнере 68

5. Теоретический анализ процессов протяжки, осадки и прошивки полой заготовки 77

5.1. Определение накопления степени деформации сдвига при протяжке полых заготовок 77

5.2. Определение распределения степени деформации сдвига по объему заготовки в процессе осадки втулки в контейнере 83

5.3. Определение распределения степени деформации сдвига по объему заготовки в процессе ее прошивки в контейнере 89

5.4. Анализ изменения главных деформаций в процессах протяжки, осадки и прошивки 96 5.5. Выводы 106

6. Экспериментальные исследования осадки заготовки в контейнере и механических свойств ЧШГ 109

6.1. Опытное подтверяздение результатов теоретического решения осадки заготовок в контейнере 109

6.2. Разработка конструкции пластометра для изучения свойств металлов при малых скоростях деформации 117

6.2.1. Вывод уравнения коноида 122

6.2.2. Расчет упругих деформаций конструкции пластометра при нагружении 12

6.3. Автоматизированная система сбора и обработки опытных данных 129

6.4. Методика проведения испытаний и построение кривых упрочнения ЧШГ 138

7. Практическое приложение результатов работы 146

Заключение 153

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность работы. Одной из эксплуатационных характеристик деформированных металлоизделий - является изотропия механических и физических свойств. Известно, что промышленные металлы и сплавы, подвергнутые интенсивной пластической деформации, обладают анизотропией свойств с явно выраженной направленностью течения, которая может активно использоваться при конструировании металлоизделий (анизотропные постоянные магниты), но во многих случаях она затрудняет применение деформированных полуфабрикатов и снижает уровень эксплуатационных свойств изделий. Поскольку подавляющие объемы пластически обрабатываемых металлов имеют кубическую решетку, то проблемы снижения анизотропии свойств касаются сравнительно небольшого количества металлоизделий. Поэтому применять специальные технологические приемы для выравнивания деформации по направлениям приходится достаточно редко. В качестве примера сплава, у которого текстура деформации кардинально меняет механические и эксплуатационные свойства изделий, может выступать высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ЧШГ). Текстура искажает сферическую форму графита, превращая включения в ламели, как у серого чугуна. Поэтому в настоящей работе изучение совокупности технологических приемов, позволяющих получать металл с близкой к изотропной структурой при интенсивных пластических деформациях, касается в первую очередь чугунов с шаровидным графитом.

Известно, что даже при формировании качественной литой заготовки с мелкозернистой и однородной структурой металла, например методом намораживания на охлаждаемый сердечник, и при последующей одноэтапной деформации, форма включений графита становится пластинчатой, что приводит к потере уникальных свойств заготовок. Возникает необходимость использования совмещенных схем деформации в результате которых форма графита будет оставаться шаровидной. Выявленная в аналитическом обзоре ограниченная пластичность ЧШГ в традиционных схемах деформации вынуждает разрабатывать, изучать и использовать способы интенсивного пластического деформирования, характеризующиеся благоприятной схемой

напряженного состояния (а <0). например: протяжки через коническую матрицу.

осадки и прошивки заготовок в контейнере. Напряженное состояние всестороннего (или

близкого к нему) сжатия провоцирует высокие контактньк лавленц?|^тре^>|^т,пря j

І ьнки-.сіїид " !

' л my*/(3}

4 проектировании технологии надежных данных о сопротивлении деформации S ЧШГ.

Этих данных явно недостаточно в опубликованных источниках деформации.

Таким образом, проектирование совмещенных процессов деформации заготовок и исследование механических характеристик ЧШГ - актуальная задача, которой, в частности, посвящена данная работа.

Цель работы Основной целью работы является математическое и физическое моделирование процессов протяжки, осадки и прошивки заготовок в контейнере; разработка конструкции пластометра и системы сбора и обработки опытных данных; построение кривых упрочнения ЧШГ; разработка штамповой оснастки и технологии производства заготовок прессового и волочильного инструмента из ЧШГ.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем: получены зависимости формоизменения при осадке полой заготовки в контейнере в более общем случае (пуансоны и контейнер имеют свободу в передвижении); в выбранных процессах деформации получены зависимости, позволяющие управлять проработкой структуры металла и получить изделие с близким к изотропным свойствам; разработана конструкция компактного пластометра и система сбора и обработки опытных данных для исследования механических свойств при малых скоростях деформации; построены кривые упрочнения ЧШГ.

Автор защищает:

математическую модель расчета формоизменения в процессе осадки полой заготовки в контейнере с комбинированным приложением внешних нагрузок;

геометрические и физические постановки краевых задач формирования намораживанием литой заготовки, осадки в контейнере, закрытой прошивки и вытяжки гильзы на оправке с утонением стенки и результаты их решения методами конечных элементов с помощью пакетов прикладных программ;

методику оценки деформированного состояния в процессах протяжки заготовки на оправке через коническую матрицу, осадки и прошивки полых заготовок в контейнере:

методику пластометрических испытаний металлов с программным обеспечением
автоматизированной системой сбора и обработки опытных данных.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обеспечивается применением вариационных методов, прошедших экспериментальную проверку; строгой математической постановкой задач и использованием для решения численных методов,

5 обеспечивающих высокую заданную точность; сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными.

Практическая ценность. Математические модели и результаты исследований могут быть использованы при проектировании технологии обработки давлением полуфабрикатов из легко текстурируемых металлов, в частности, из ЧШГ.

Реализация работы. Разработаны рабочие чертежи и изготовлена штамповая оснастка для получения заготовок волок из ЧШГ. Разработаны рабочие чертежи и изготовлен компактный пластометр, система сбора и обработки результатов измерений к нему, для исследования механических- свойств при малых скоростях деформации. Реализация подтверждена актом внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: международный конгресс «300 лет Металлургии Урала» (Каменск-Уральский,2001г); 6-ая региональная научно-практическая конференция «Алюминий Урала» (Краснотурьинск,2001г); 2-ая всероссийская научно-практическая конференция «Инновации- в машиностроении» (Пенза,2002г.); международная конференция «Разрушение и мониторинг свойств металлов» (Екатеринбург,2003г.); 2-ая международная научно-техническая конференция «Материалы и технологии XXI века» (Пенза, 2004г.).

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертации, опубликованы в 10 работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, содержит 59 иллюстраций, 33 таблицы, библиографию из 111 наименований и приложения на 40 страницах.

Методы производства отливок из ЧШГ

Литые изделия из ЧШГ при соблюдении определенных условий можно получить практически любыми способами литья. Однако, наибольшее распространение в настоящее время получили способы производства отливок из ЧШГ методами намораживания [15-21]. Широкое применение этих методов основано на том, что зарождение кристалла графита возникает при охлаждении сплава ниже температуры линии солидуса и, чем выше скорость охлаждения, тем больше в объеме сплава возникает центров кристаллизации, тем большее усвоение модификаторов, тем больше количество включений графита и тем больше их дисперсность.

Способы литья намораживанием (специальные способы литья) наиболее рациональны и эффективны для получения тонкостенных отливок типа оболочек и панелей [18 - 21]: литье с выплеском, вакуумным всасыванием, окунанием, центробежное литье, литье выжиманием, «жидкая штамповка», непрерывное литье ленты, и др.

Характерной чертой способов намораживания является то, что время выдержки жидкого металла в форме намного меньше времени, необходимого для затвердевания всего залитого металла. Следовательно, толщина корочки, затвердевшей к концу выдержки, намного меньше поперечного размера сечения полости формы. Это означает, что корочка растет в условиях обильного питания фронта кристаллизации расплавом и в ней не должна образовываться усадочная пористость, неметаллические включения, газовые пузыри, которые при соответствующей скорости затвердевания будут оттесняться фронтом кристаллизации и не попадут в тело отливки и т.д. В момент, когда толщина корочки достигает заданной, незатвердевший металл, содержащий примеси, ликваты, газы и т.п., удаляется из полости формы. Ясно, что качество тела отливки (корочки, оставшейся на поверхности формы) намного выше, чем при любых других способах литья.

Способы литья намораживанием различны в зависимости от конфигурации конструкции отливок. Однако для всех способов характерна одна общая черта процесса формирования отливок: последовательное затвердевание части расплава, залитого в форму.

В настоящее время при производстве полуфабрикатов из ЧШГ используются специальные элементы - модификаторы, инициирующие зарождение и рост сферических кристаллов графита в чугуне. Хотя при разработке первых технологий производства отливок из ЧШГ этого не применяли. Так, ГОСТ 7293-85 [22] оговаривает характеристики чугунов с шаровидным графитом, полученных без использования веществ, инициирующих возникновение центров графитизации в сплаве, а только за счет изменения скорости охлаждения отливки и применения графитизирующего отжига.

Введение в перегретый расплав чугуна специальных элементов модификаторов в оптимальной концентрации способствует зарождению большого количества центров графитизации и приводит к адсорбции его атомов по торцам растущих графитных пластин с образованием большеугловых границ наклона между ними. Модификатор блокирует рост графитных кристаллов, что обуславливает их отклонение в направлении, в котором отсутствует подпор росту кристалла. Под оптимальной концентрацией модификатора в физическом смысле следует понимать такое содержание его атомов, достижение которого делает термодинамически выгодным и активно протекающим, при прочих равных условиях, процесс формирования химических соединений модификатора с компонентами чугуна (например, для Mg 0,04-0,08%; Се 0,07-0,12%). При модифицировании чугунов [7,13], наиболее важное значение для получения высокопрочных ЧШГ имеют две задачи: сфероидизирующее модифицирование, преобразующее пластинчатую форму включений графита в компактную, в идеале - сфероидальную; графитизирующее модифицирование (инокулирующее), которое проводится с целью максимального стимулирования графитизации эвтектики при затвердевании и недопущения появления цементита в структуре чугунов.

Зачастую отдельные элементы - модификаторы выполняют эти две задачи одновременно. Нужно заметить, что не все элементы являются модификаторами по отношению к чугуну (рис. 1.1). Существуют так называемые глобуляризаторы и деглобуляризаторы [11].

Самыми распространенными модификаторами являются Mg, Се [11,12] и Са [8,23]. Это обусловлено их невысокой стоимостью в сравнении с РЗМ металлами, Но в чистом виде их в настоящее время практически не применяют.

Трудность применения Mg заключается в том, что существуют значительные потери этого элемента вследствие испарения, пироэффекта и выброса из ковша, вызванных интенсивным барботированием из-за повышенного давления паров магния при температуре обработки, падением температуры жидкого чугуна (ввод 1% Mg от массы жидкого чугуна понижает температуру расплава приблизительно на 100С). Поэтому при модифицировании чугуна, в основном, используются лигатуры.

Моделирование процесса получения биметаллической заготовки

В настоящей работе предлагается следующая общая схема производства деформированных заготовок для изготовления прессового инструмента - матриц, опорных колец, втулок контейнеров:

Литье полых биметаллических заготовок методом «окунания» (намораживания на охлаждаемый стержень) с фиксированным отношением внутреннего диаметра заготовки к наружному dVD; Термообработка литых заготовок для получения ферритной либо перлито ферритной структуры металлической матрицы; Деформация полой литой заготовки по одной из схем:

Протяжка на оправке через коническую матрицу, резка на мерные заготовки с заданным отношением высоты к диаметру H/D, закрытая осадка в контейнере протянутой заготовки с направлением деформации противоположным задаваемому при протяжке (переворот заготовки) (рси.2.1,а);

Закрытая осадка заготовки в контейнере с начальными размерами d/D и H/D на задаваемую величину относительного обжатия по высоте, закрытая прошивка фасонным пуансоном диаметром di осаженной заготовки в этом же контейнере (с ее переворотом) (рис.2Л,б);

Необходимое внимание нужно уделить получению шихты, т.к. из анализа литературных данных следует, что для более однородной структуры отливки необходимо в качестве шихты использовать передельный чугун, поскольку использование стального лома приводит к получению более крупных глобулей графита в отливке. Исходный состав чугуна, подвергаемого в дальнейшем деформации, должен содержать следующие элементы (без учета модифицирующих элементов): С =2,7-4,5%; Si =0,8-3,8%; Мл =0,01-0,7%; S =0,01-0,025%; Р =0,08-0,1%. Остальные элементы будут существовать в чугуне в качестве примесей, вводимых в сплав при модифицирующей и инокулирующей обработке расплава чугуна. Ввод таких веществ, как Ті и Ni и Си в количестве 0,4-0,6%, 0,2-0,6% и 0,6-0,75% соответственно, улучшает способность металла к дальнейшей пластической деформации.

Десульфурация производится в тех случаях, когда шихта или техника плавки не обеспечивает получение заданного содержания серы в расплаве перед глобуляризирующей обработкой. В мировой практике наиболее широко используется десульфурация продувкой через пористую огнеупорную пробку (Газаль - процесс). Этот процесс сопровождается значительными потерями температуры, что требует дополнительного нагрева чугуна в электропечах до начала сфероидизирующей обработки, а также вызывает необходимость удаления отработанных реагентов и шлака из расплава.

Первичное инокулирование имеет целью создания в расплаве чугуна повышенного числа эффективных зародышей графита, что позволяет уменьшить переохлаждение, облегчить последующую сфероидизацию графита, а также вторичное инокулирование. Это инокулирование обычно выполняют в промежуточном ковше с помощью малых добавок графита, ферросилиция, карбида кремния, силикокальция и других реагентов, в котором расплавленный металл перевозится от печи к форме, в которой происходит формирование отливок. Обработка чугуна вводом в струю графитового порошка фракции 0,1-3 мм в количестве 0,15% за 5-6 мин до ввода сфероидизирующей добавки значительно повышает пластичность и вязкость ЧШГ в отливках после длительных выдержек расплава в печи.

Сфероидизирующая обработка производится специально разработанными модификаторами в интервале температур 1380-1430С. Несмотря на то, что существует множество методов ввода модификаторов в расплав чугуна, самым простым является автоклавный метод обработки расплава чугуна в закрытом ковше Ni-Mg лигатурами. Сущность метода заключается в следующем: 0,5-0,7% лигатуры помещают на дно «впадины» ковша и после заливки чугуна в ковш, происходит его поворот; при этом «впадина» оказывается снизу и происходит процесс взаимодействия модификатора и металла. Чем меньше размер вводимых частиц модификатора, тем больше его растворение в чугуне и меньше время выдержки расплава.

Вторичное инокулирование - обработка жидкого чугуна графитизирующими добавками после сфероидизирующей обработки. Графитизирующее модифицирование ЧШГ эффективно способствует образованию зародышей графита, подавляет образование карбидов в литой структуре ЧШГ, увеличивает количество включений шаровидного фафита на единицу площади шлифа, улучшает его форму и устраняет структурную неоднородность в отливке.

В качестве инокуляторов чаще всего применяют ферросилиций марок ФС75 и ФС80. Чем меньше промежуток времени между инокулирующей обработкой и кристаллизацией, тем полнее протекают процессы графитизации при затвердевании сплава. При выдержке инокулированного ЧШГ в жидком состоянии эффект модифицирования особенно интенсивно ослабляется в первые 1-2 мин, а затем медленнее.

Определение распределения степени деформации сдвига по объему заготовки в процессе осадки втулки в контейнере

Известно [97], что степень деформации сдвига не может быть оценочным показателем равенства структуры металла при совмещении процессов деформации. Она характеризует лишь принципиальную возможность получения заготовок с одинаковой проработкой металла в различных процессах, не учитывая характера формирования структуры металла (анизотропии свойств). Оценочным показателем в данном случае может являться интенсивность противонаправленных деформаций, которая должна определяться на каждом шаге деформирования (разбиение процесса деформации на большее дискретное количество этапов увеличивает точность вычисления) с учетом компонент тензора деформации в каждой материальной точке лагранжевой системы координат. Предварительное определение компонент тензора деформации каждой точки деформируемого тела должно осуществляться в эйлеровой постановке, а затем, с учетом знака, представляться в лагранжевой системе координат. Ниже приводится пример определения деформированного состояния в точке с учетом компонент тензора деформации при совмещении процессов осадки и прошивки.

Определение компонент тензора деформации проведено с помощью пакета прикладных программ РАПИД 2D. Было промоделировано совмещение двух процессов - осадки заготовки в контейнере с отношением H/D=2,0 и d/D=0,75 с последующей прошивкой сферическим пуансоном, причем диаметр прошивающего пуансона скорректирован на коэффициент А=0,88. При проектировании процесса прошивки за начальное состояние заготовки принято конечное состояние заготовки из задачи по осадке с сохранением напряженно-деформированного состояния и температурного поля заготовки. Начальные параметры при задаче граничных условий решения приняты аналогично решенным задачам в п.п. 5.2, 5.3.

После представления результатов решения задачи в виде линий уровня при отображении полей скоростей Vr и Vz на каждом этапе деформирования, с помощью встроенных функций программы РАПИД определялись значения скоростей в выбранной точке с координатами г =21,87 мм и z =50 мм по известной координатной сетке заготовки (табл.5.10).

Если по данным табл.5.10 построить график (рис.5.10), то он будет показывать перемещение точки в процессах деформации (за единицу времени в координатах Лагранжа) при отражении реальной картины деформации в точке в системе координат Эйлера.

На рис.5.10 в реальных координатах показан начальный контур осаживаемой заготовки и траектории перемещения частицы, контур осаженной заготовки показан условно. Если провести сравнительный анализ перемещения частицы (линии 1 и 3, рис,5.10), то можно утверждать, что при проведении такой последовательности совмещения схем деформации структура металла в окрестности выбранной точки будет иметь наследственную структуру осадки, хотя средние по объему заготовки значения степени деформации сдвига в обоих процессах одинаковы.

Проведение исследования изменения структуры металла в указанных процессах деформации и при их совмещении должно осуществляться описанным выше способом - оценкой показателей структуры металла в точке и последующего проецирования относительно общего объема металла (система координат zOr, рис.5.10). Однако данный процесс, даже при решении задач методом конечных элементов, очень трудоемок, поэтому необходимо ввести иные качественные оценки определения деформации структуры металла.

Из литературы [97] известно, что одними из основных параметров отражающими деформацию координатной сетки являются главные деформации и угол поворота каждой ячейки. Поэтому, чтобы говорить о сохранении равноосной формы зерен металла, и глобулярной формы графита в частности, при совмещении указанных схем деформации, необходимо определить данные параметры.

Определение главных деформаций было выполнено следующим образом: растровый рисунок с отображением деформированной координатной сетки из РАПИДа помещался в файл пакета КОМПАС, где координатные ячейки отображались линиями в текущем документе, читаемом данным пакетом программ (рис.5.11). Затем в каждую ячейку по трем координатам ее узлов вписывался эллипс (функция пакета программ), длина диагонали которого характеризует изменение данного размера в требуемом направлении. Одновременно определялись и углы наклона каждой диагонали к соответствующей оси. Далее по формулам типа d. єй — In—1- определялись главные компоненты тензора деформаций. d0

Разработка конструкции пластометра для изучения свойств металлов при малых скоростях деформации

Для определения возможности использования изделий из ЧШГ при обработке давлением алюминиевых сплавов на ОАО «КУМЗ» в цехе №3 были проведены соответствующие работы. Был опробован технологический процесс производства калиброванных прутков, заключающийся в горячем прессовании прутков круглого поперечного сечения в плане и последующей холодной калибровки прутков на волочильном стане. На первом переделе ставилась задача изготовления матрицы, на втором - волоки.

Материал для исследований - чугунные заготовки 0200x100 мм марки ВЧ65 (ГОСТ 7293-85), отлитые на металлургическом заводе в г. Лысьва в металлическую изложницу. Исходный химический состав чугуна: 3,37%С, 2,96%Si, 0,28%Мп, 0,039%Р, 0,01%Mg, 0,01%Ni, 0,01%S, 0,02%А1, 0,048%Cr, 0,01%Cu. Термическая обработка заготовок на заводе - изготовителе проводилась по режиму: нагрев со скоростью 200-300С/ч в интервал температур 900 - 1000 С, продолжительность выдержки в указанном интервале 1,5 - 2 ч с последующим охлаждением на воздухе.

В соответствии с планом работ была изготовлена вставная одноочковая прутковая матрица для прессования прутка 050 мм, чертеж по классификации завода 03.В.503.

Поскольку деформирование исходных литых заготовок из ЧШГ таких размеров провести не удалось, по причине отсутствия производственных мощностей, то матрица была изготовлена из литого металла, который после черновой механической обработки прошел термообработку по режиму: нагрев со скоростью 150-200 С/ч до температуры 920 С, выдержка при этой температуре 1 час с последующей закалкой в масле. Температура отпуска 150 С. При этом твердость изделий составила HRC 33 единицы.

Изготовленную матрицу испытывали на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 2000 тс в цехе №3/40. Прессовали заготовки 050 мм без смазки внутренней поверхности матрицы из контейнера 0200 мм из разных сплавов (табл.7.1) для последующей холодной калибровки на участке калибровки прутков. До установки на пресс, вставная матрица в обойме нагревалась в электрической печи сопротивления до температуры 300С. Так как прессование из разных сплавов проводилось в разные дни, то вся технологическая сборка инструмента неоднократно подвергалась нагреву и охлаждению. Геометрические размеры исходных слитков 0190x550 мм. Усилие, возникающее при прессовании, определяли по формуле Перлина [111], нагрев матрицы в процессе прессования, определенный по формуле Стерника [5], не превышал 20С от начальной температуры нагрева матрицы.

Сплав поASTM/ГОСТ 4787 Усилие прессования/ калибровки, кН Количество отпрессованных слитков, шт Вытяжка Температура нагрева металла,С Скоростьистечения придеформации, до«X» м/мин

При визуальном осмотре полученных прутков никаких отклонений от требований заводских стандартов (рисок, трещин, надиров, и т.п.) не обнаружено. При осмотре матрицы после каждого процесса прессования никакой «усадки» размера очка матрицы не обнаружено, также не обнаружено никаких поломок и «выкрашивании» графита на рабочей части матрицы (на заходном конусе и рабочем пояске) обнаружено не было. Налипание алюминия на рабочую поверхность матрицы не произошло. Матрица запущена в серийное производство.

Второй этап - изготовление волоки для калибровки предварительно отпрессованных алюминиевых прутков с 050 мм на 048 мм. Необходимость проведения такой работы обусловлена большим расходом волочильного инструмента в связи с его поломкой из-за жесткой схемы напряженного состояния, возникающей в волоке при установке ее в волокодержателе (волока самоустанавливается в волокодержателе при калибровке). Трудности возникают не только в связи с поломкой инструмента, но и с налипанием алюминия на рабочую поверхность

Принцип действия ковочной оснастки состоит в следующем: полая заготовка 1 помещается в разборные вставки 2, сверху на которых закрепляется нагретая 149 накладка 4; после нагрева в сборе до температуры деформации, вставки помещаются в предварительно нагретый до температур 350 - 400С контейнер 3; здесь же в направляющее отверстие вставляется сменный подогретый пуансон 5 и осуществляется деформация.

Данная конструкция оснастки позволяет с одного нагрева производить двойное деформирование заготовки с ее переворотом. Поскольку при перевороте контейнера вставки (в данной сборной конструкции 2 штуки) самопроизвольно раскрываются, заготовка вынимается и вставляется во вновь собранную оснастку, в которой уже используется другой пуансон. При этом время на переналадку составляет не более одной минуты.

В качестве исходного материала использовались полые заготовки из чугуна марки ВЧ65 095/30x50 мм, выточенные из диаметрально противоположных частей литой заготовки 0200x100 мм. Выточенные заготовки во вставках, изготовленных из стали марки 4Х5МФС помещались в печь, нагретую до температуры 950С и выдерживались в печи в течение 30 минут, замер температуры печи проводился по встроенному печному прибору. Температура нагрева контейнера (сталь 5ХНМ) составила 200С, накладки (сталь 5ХНМ) — 400 С, температура нагрева пуансона (сталь 4Х5МФС) - 700С. Деформация осуществлялась на гидравлическом прессе, со скоростью 25-30 мм/мин. Замер величины обжатия производился линейкой с ценой деления 1 мм. Ковочная оснастка в сборе приведена на рис.7.2.

Похожие диссертации на Исследование и разработка режимов интенсивной деформации литых заготовок с целью повышения качества продукции, в частности из чугуна с шаровидным графитом