RU2115495C1 - Method of extrusion - Google Patents
Method of extrusion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115495C1 RU2115495C1 RU95119044A RU95119044A RU2115495C1 RU 2115495 C1 RU2115495 C1 RU 2115495C1 RU 95119044 A RU95119044 A RU 95119044A RU 95119044 A RU95119044 A RU 95119044A RU 2115495 C1 RU2115495 C1 RU 2115495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blank
- combined
- blanks
- workpiece
- extrusion
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, - к способам прессования составных по толщине пустотелых заготовок, с целью получения труб с плакированной рабочей поверхностью. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular, to methods of pressing composite in thickness of hollow billets, in order to obtain pipes with a clad working surface.
Известен способ прессования составных по толщине заготовок, полученных кристаллизацией плакирующего металла относительно боковой поверхности заготовки из плакируемого металла в процессе полунепрерывного литья, при котором составную заготовку нагревают, размещают на игле, устанавливают в контейнер, содержащий коническую матрицу, и прикладывают к торцу составной заготовки осевое сжимающее усилие через пресс-шайбу [см. Гильденгорн М.С. и др. Цветная металлургия, 1963, N 11, с. 35]. A known method of pressing composite in thickness of preforms obtained by crystallization of a clad metal relative to the side surface of a clad metal preform during semi-continuous casting, in which the composite preform is heated, is placed on a needle, installed in a container containing a conical matrix, and axial compressive is applied to the end of the composite preform force through a press washer [see Gildengorn M.S. and other Non-ferrous metallurgy, 1963, N 11, p. 35].
К недостатку известного способа следует отнести то, что он не предусматривает технологических мероприятий по обеспечению условий устойчивого прессования. В результате имеют место: разнотолщинность плакирующего слоя по периметру изделия, например, трубы; низкий коэффициент выхода годного, а также некачественная сварка из-за возможных дефектов на контактной поверхности обрабатываемых материалов в виде плен, пузырей и т.д. Использование специальных кристаллизаторов существенно сокращает их технические возможности и увеличивает себестоимость производства одного погонного метра трубы. The disadvantage of this method should include the fact that it does not provide technological measures to ensure the conditions of stable pressing. As a result, the following occur: the thickness of the cladding layer around the perimeter of the product, for example, pipe; low yield, as well as poor welding due to possible defects on the contact surface of the processed materials in the form of captives, bubbles, etc. The use of special molds significantly reduces their technical capabilities and increases the production cost of one linear meter of pipe.
Известен также способ прессования, преимущественно составных заготовок с продольной слоистостью, содержащих две размещенные одна в другой равновеликие заготовки, внешняя из которых выполнена например, из менее прочного материала, при котором составную заготовку собирают с образованием на одном из торцев уступа, фиксируют заготовки одну относительно другой, далее составную заготовку нагревают, устанавливают на иглу, с последующим прессованием через коническую матрицу путем ее размещения в контейнере и приложения осевого сжимающего усилия к плоскому торцу составной заготовки через пресс-шайбу [авторское свидетельство СССР N 988399, кл. B 21 C 23/22, 1983 - прототип]. There is also known a method of pressing, mainly composite blanks with longitudinal stratification, containing two isometric blanks placed one into the other, the outer one of which is made of, for example, less durable material, in which the composite blank is assembled to form a ledge on one of the ends, the blanks are fixed one relative to the other , then the composite billet is heated, mounted on a needle, followed by pressing through a conical matrix by placing it in a container and applying axial compressing Ilia to the flat end composite billet through a press plate [author's certificate USSR N 988399, cl. B 21 C 23/22, 1983 prototype].
К недостатку известного способа следует отнести возможность некачественной сварки обрабатываемых материалов, т.к. технологией не предусматриваются специальные мероприятия, вызывающие процесс формирования металлических связей плакирующего и плакируемого материалов до их совместной деформации в контейнере пресса. Последнее может обуславливать пониженные, например, коррозионные характеристики рабочей поверхности трубы. The disadvantage of this method should include the possibility of low-quality welding of the processed materials, because the technology does not provide for special measures that cause the process of forming metal bonds of the clad and clad materials before they are jointly deformed in the press container. The latter can cause reduced, for example, corrosion characteristics of the working surface of the pipe.
Задачей настоящего изобретения является разработка такого способа прессования составных заготовок, который бы устранял возможности некачественной сварки, обеспечивал бы требуемые геометрические размеры трубы в поперечном сечении, обеспечивал бы возможность плакирования как внутренней, так и внешней поверхности трубы при минимальной себестоимости производства погонного метра трубы. The present invention is the development of such a method of pressing composite billets, which would eliminate the possibility of low-quality welding, would provide the required geometric dimensions of the pipe in cross section, would provide the possibility of cladding both the inner and the outer surface of the pipe at the minimum cost of production per meter of pipe.
Технический результат достигается тем, что в способе прессования, преимущественно составных заготовок с продольной слоистостью, содержащих две размещенные одна в другой разновеликие заготовки, внешняя из которых выполнена например, из менее прочного материала, при котором составную заготовку собирают с образованием на одном из торцев уступа, фиксируют заготовки одну относительно другой, далее составную заготовку нагревают, устанавливают на углу, с последующим прессованием через коническую матрицу путем ее размещения в контейнере и приложения осевого сжимающего усилия к плоскому торцу составной заготовки через пресс-шайбу, согласно изобретению, фиксирование заготовок выполняют в два этапа, на первом из которых опорные поверхности торцев заготовок размещают на некотором расстоянии друг от друга и, прикладывая осевое сжимающее усилие к рабочему торцу внешней заготовки, осуществляют совместную деформацию заготовок в радиальном направлении с одновременным выдавливанием материала внешней заготовки в зазор между опорными поверхностями торцев и формированием со стороны прикладываемого усилия уступа, после чего, на втором этапе, совмещают опорные поверхности торцев заготовок путем приложения осевого сжимающего усилия к рабочим торцам обеих заготовок и пластического течения материала внешней заготовки относительно опорного торца внутренней заготовки. The technical result is achieved by the fact that in the method of pressing, mainly composite blanks with longitudinal layering, containing two different-sized blanks placed one into the other, the outer one of which is made, for example, of a less durable material, in which the composite blank is assembled to form a ledge on one of the ends, the preforms are fixed one relative to the other, then the composite preform is heated, set at an angle, followed by pressing through a conical matrix by placing it in a container and applying axial compressive force to the flat end face of the composite preform through the press washer, according to the invention, fixing the preforms is carried out in two stages, at the first of which the supporting surfaces of the end faces of the preform are placed at some distance from each other and applying axial compressive force to the working end face of the external preform carry out joint deformation of the workpieces in the radial direction with simultaneous extrusion of the material of the external workpiece into the gap between the supporting surfaces of the ends and the formation of the side us applied force ledge, after which, in a second step, the abutment surfaces butt aligned blanks by the application of axial compressive force to the working ends of both the preforms and plastic flow of the material of the outer blank relative to the support end of the inner blank.
Осуществление способа прессования составных по толщине слитков позволяет обеспечить высококачественную сварку плакирующего и плакируемого материалов, требуемые геометрические размеры трубы в поперечном сечении, универсальность применения при минимальной себестоимости производства погонного метра трубы. The implementation of the method of pressing composite ingots with a thickness allows for high-quality welding of clad and clad materials, the required geometric dimensions of the pipe in cross section, and universality of use at the minimum cost of production per meter of pipe.
Это объясняется тем, что на стадии фиксирования заготовок обеспечивают сдвиговую деформацию материалов на контактной поверхности в условиях возрастающего радиального давления с формированием ювенильной (чистой) поверхности. Вторичное нагружение обрабатываемых материалов повышенным радиальным давлением обеспечит образование металлических связей на ювенильной контактной поверхности. This is explained by the fact that, at the stage of fixing the preforms, they provide shear deformation of materials on the contact surface under conditions of increasing radial pressure with the formation of a juvenile (clean) surface. Secondary loading of the processed materials with increased radial pressure will ensure the formation of metal bonds on the juvenile contact surface.
На фиг. 1 изображено исходное положение технологической оснастки и размещенных на ней заготовок из плакирующего и плакируемого материалов, когда их опорные поверхности торцев лежат на некотором расстоянии друг от друга; на фиг. 2 - стадия деформации заготовок в радиальном направлении с одновременным выдавливанием материала внешней заготовки в зазор между опорными поверхностями торцев и формированием уступа на заготовке; на фиг. 3 - стадия приложения осевого сжимающего усилия к рабочим торцам заготовок; на фиг. 4 - технологическая оснастка для прессования трубы и составная заготовка, обращенная уступом в сторону конической матрицы; на фиг. 5 - стадия прессования плакированной трубы. In FIG. 1 shows the initial position of the tooling and workpieces placed on it from clad and clad materials, when their supporting surfaces of the ends lie at a certain distance from each other; in FIG. 2 - the stage of deformation of the workpieces in the radial direction with the simultaneous extrusion of the material of the external workpiece into the gap between the supporting surfaces of the ends and the formation of a step on the workpiece; in FIG. 3 - stage of application of axial compressive force to the working ends of the workpieces; in FIG. 4 - tooling for pressing a pipe and a composite billet facing with a ledge in the direction of the conical matrix; in FIG. 5 - stage pressing clad pipes.
Вариант осуществления предлагаемого к рассмотрению способа прессования составных заготовок состоит в следующем. An embodiment of the proposed method for pressing composite blanks is as follows.
В нижнюю обойму 1, имеющую сквозное центральное отверстие диаметром "D" и ступенчатое отверстие диаметром "D1" по посадке движения по отношению к последнему устанавливают стальную высокопрочную втулку 2. При этом диаметр отверстия во втулке 2 равен "D1" и превышает диаметр "D" так, что D1=D+2t. Далее в отверстие втулки 2 с минимальным зазором устанавливают заготовку 3 из плакирующего материала, например, алюминия марки АДО. Толщина стенки заготовки 3 равна "t", таким образом, обеспечивается требуемая соосность отверстий диаметром "D" в обойме 1 и заготовке 3. После чего в отверстие заготовки 3 с минимальным зазором устанавливают заготовку 4, например, из алюминиевого сплава марки Д16 с запрессованным в ее отверстие упором 5. Поскольку высота упора 5 превышает толщину полотна нижней обоймы 1, то обеспечивается условие, когда опорные поверхности торцев заготовок 3 и 4 лежат на некотором расстоянии "h" друг от друга. Здесь следует подчеркнуть, что рабочие торцы заготовок 3 и 4 лежат в одной плоскости.In the lower holder 1 having a through center hole with a diameter of "D" and a stepped hole with a diameter of "D 1 " to fit the motion relative to the latter, a steel high-
Над рабочим торцем заготовки 3 по посадке движения по отношению к внутреннему диметру втулки 2 устанавливают втулочный пуансон 6 с толщиной стенки, равной "t". Для устранения больших упругих деформаций втулки 2 на ее верхний торец устанавливают верхнюю обойму 7 с центральным отверстием, равным D1, и обеспечивая посадку движения на диаметре "D2" - (фиг. 1).Above the working end face of the
Следует подчеркнуть, что контактирующие цилиндрические поверхности заготовок 3 и 4 перед сборкой проходят стандартную обработку с целью устранения различного рода дефектов и жировых пятен. It should be emphasized that the contacting cylindrical surfaces of the
При воздействии осевым сжимающим усилием "P" на торец пуансона 6 имеет место осевая деформация сжатия заготовки 3. В результате первоначально имеет место выборка зазоров между заготовками 3 и 4 с последующим формированием поля возрастающих давлений "p" на контактной поверхности и выдавливанием части объема материала заготовки 3 в зазор "h" между опорными поверхностями торцев заготовок 3 и 4. Наличие сдвиговой деформации менее прочного материала относительно прочного материала в процессе его выдавливания обуславливает образование ювенильной (чистой) контактной поверхности. Процесс внедрения пуансона 6 в заготовку 3 завершается на стадии, когда со стороны прикладываемого усилия на заготовке будет образован уступ глубиной "h1" (фиг. 2).When the axial compressive force "P" is applied to the end face of the
После чего в отверстие пуансона 6 устанавливают ступенчатый пуансон 8 и из технологической оснастки удаляют упор 5. After that, a
Прикладывая осевое сжимающее усилие "P1", через пуансон 8 к рабочим торцам заготовок 3 и 4 производят дальнейшее выдавливание материала заготовки 3 относительно торца заготовки 4 в условиях уменьшающегося зазора между их опорными торцами. Последнее гарантирует увеличение радиального давления на некоторую величину "Δp". Процесс завершают на стадии, когда совмещаются опорные поверхности торцев заготовок 3 и 4.Applying the axial compressive force "P 1 ", through the
Таким образом, на завершающей стадии выдавливания материала заготовки 3 ювенильные контактные поверхности фиксируются повышенным радиальным давлением "p + Δp", что приводит к образованию металлических связей между плакирующим и плакируемым материалами. Thus, at the final stage of extrusion of the
Необходимо подчеркнуть, что после разборок технологической оснастки будет иметь место неполная упругая разгрузка заготовки 4, что вызовет микропластические деформации материала заготовки 3 в тангенциальном направлении и формирование поля остаточных радиальных давлений величиной "p*" (фиг. 3).It must be emphasized that after dismantling of technological equipment, there will be incomplete elastic unloading of the
Далее составную заготовку подвергают нагреву, например, в индукционной печи. Температура нагрева и время выдержки при заданной температуре определяются из условия достаточности для реализации процесса рекристаллизации и образования в приграничном слое обрабатываемых материалов общих зерен, пересекающих поверхность контакта в перпендикулярном направлении. Таким образом, достигают условия, когда прочность приграничного слоя обрабатываемых материалов не ниже прочности материала заготовки 3. Next, the composite preform is subjected to heating, for example, in an induction furnace. The heating temperature and holding time at a given temperature are determined from the condition of sufficiency for the implementation of the recrystallization process and the formation in the boundary layer of the processed materials of common grains crossing the contact surface in the perpendicular direction. Thus, the conditions are reached when the strength of the boundary layer of the processed materials is not lower than the strength of the
После чего приступают к выполнению операции прессования трубы с плакированной наружной поверхностью. Для чего на иглу 9 (фиг. 4) устанавливают пресс-шайбу 10 и нагретую составную заготовку. Иглу 9 вводят в контейнер 11, где закреплена коническая матрица 12. Then proceed to the operation of pressing the pipe with a clad outer surface. For this purpose, a press washer 10 and a heated composite billet are mounted on the needle 9 (Fig. 4). The
При воздействии усилением "P2, через пресс-шайбу 10 первоначально только на заготовку 4 осуществляют заполнение свободного объема в контейнере 11 материалом заготовки 4. Реализуется процесс распрессовки заготовки 4 и давление на контактной поверхности увеличивается до величины "P**" и начинается процесс прессования монотрубы (из сплава Д16).When exposed to reinforcement "P 2 , through the press washer 10, initially only on the
Образование уступа позволяет на стадии прессования обеспечить устойчивость процесса совместного истечения плакирующего и плакируемого материалов и, как следствие, гарантировать требуемые геометрические размеры плакирующего слоя по периметру трубы. The formation of a step allows at the pressing stage to ensure the stability of the process of the joint expiration of the cladding and cladding materials and, as a result, to guarantee the required geometric dimensions of the cladding layer around the perimeter of the pipe.
Последующая после прессования термообработка плакированных труб в условиях, когда обеспечена качественная сварка плакирующего и плакируемого материалов, интенсифицирует процесс диффузии, что, в конечном итоге, и предопределяет повышенные характеристики рабочей поверхности трубы. The subsequent heat treatment of clad pipes after pressing under conditions when high-quality welding of clad and clad materials is ensured intensifies the diffusion process, which ultimately determines the enhanced characteristics of the pipe working surface.
Опытно-промышленная проверка разработанного способа проводилась при прессовании плакированных алюминием (марки АДО) труб из алюминиевого сплава марки Д16. Заготовки имели следующие геометрические размеры:
из сплава Д16:
внешний диаметр - 65 мм
внутренний диаметр - 55 мм
длину - 100 мм
из алюминия марки АДО:
внешний диаметр - 165 мм
внутренний диаметр - 65,5 мм
длину - 108 мм
Технологическая оснастка для изготовления составных заготовок изготавливалась из стали У8А по 7-му квалитету точности.A pilot test of the developed method was carried out by pressing aluminum-clad pipes (grade ADO) pipes made of aluminum alloy grade D16. The blanks had the following geometric dimensions:
from alloy D16:
outer diameter - 65 mm
inner diameter - 55 mm
length - 100 mm
from aluminum of the ADO brand:
outer diameter - 165 mm
inner diameter - 65.5 mm
length - 108 mm
The tooling for the manufacture of composite billets was made of U8A steel according to the 7th accuracy class.
При сборке заготовок опорные поверхности их торцев располагали на расстоянии 8+0,5 мм. When assembling the blanks, the supporting surfaces of their ends were located at a distance of 8 + 0.5 mm.
Осевое сжимающее усилие на этапе выдавливания создавалось гидравлическим вертикальным прессом марки ПСУ-250 в диапазоне до 2,2 Мн, образуя ступень глубиной 25 мм. Величина радиального давления, обеспечившая совместную деформацию заготовок, составляла от 150 до 170 МПа. The axial compressive force at the extrusion stage was created by a hydraulic vertical press of the PSU-250 grade in the range up to 2.2 Mn, forming a step with a depth of 25 mm. The radial pressure value, which ensured the joint deformation of the workpieces, ranged from 150 to 170 MPa.
Совместное перемещение заготовок на этапе выдавливания плакирующего материала в условиях уменьшающегося зазора между их торцами также выполняли на прессе ПСУ-250. Величина радиального давления при этом возрастала до 200 - 220 МПа. The joint movement of the workpieces at the stage of extrusion of the cladding material in the conditions of a decreasing gap between their ends was also performed on a PSU-250 press. The value of radial pressure in this case increased to 200 - 220 MPa.
Прессование плакированных труб выполняли на горизонтальном гидравлическом прессе, развивающем максимальное усилие в 16 Мн. Нагретые в индукционной печи составные заготовки прессовали прямым методом с подвижной иглой через коническую матрицу (угол конусности 135o) с диаметром отверстия равным 56,0 мм. Диаметр иглы составлял 48,0 мм.Pressing clad pipes was performed on a horizontal hydraulic press, developing a maximum force of 16 Mn. Compound preforms heated in an induction furnace were extruded by direct method with a movable needle through a conical die (taper angle 135 ° ) with an opening diameter of 56.0 mm. The diameter of the needle was 48.0 mm.
Отпрессованные 20 метров плакированных труб с поперечным сечением 56,0 х 4,0 мм показали полное соответствие требованиям производства, технологическую отработанность, что позволяет процесс сборки составных заготовок автоматизировать. Pressed 20 meters of clad pipes with a cross section of 56.0 x 4.0 mm showed full compliance with production requirements, technological maturity, which allows the assembly process of composite billets to be automated.
Изобретение может быть использовано при получении нефтепроводных труб, труб для угольной и пищевой промышленности и т.д. The invention can be used to obtain oil pipes, pipes for coal and food industries, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95119044A RU2115495C1 (en) | 1995-11-04 | 1995-11-04 | Method of extrusion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95119044A RU2115495C1 (en) | 1995-11-04 | 1995-11-04 | Method of extrusion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95119044A RU95119044A (en) | 1997-11-20 |
RU2115495C1 true RU2115495C1 (en) | 1998-07-20 |
Family
ID=20173628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95119044A RU2115495C1 (en) | 1995-11-04 | 1995-11-04 | Method of extrusion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115495C1 (en) |
-
1995
- 1995-11-04 RU RU95119044A patent/RU2115495C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7052778B2 (en) | Method and apparatus for cold forging a trailer hitch receiving housing | |
Dmitriev et al. | Expanding field of application of cold die forging by inducing active contact friction forces | |
US5940951A (en) | Process for the manufacture of cladded metal pipes | |
Balendra et al. | Injection forging: engineering and research | |
RU1466084C (en) | Method of making sharply bent branch pipes by bending | |
JP3443528B2 (en) | Method for manufacturing stepped and flanged annular members | |
Jun et al. | Control strategy of over-bending setting round for pipe-end of large pipes by mould press type method | |
CN202667454U (en) | Mechanical integrated forming mould for automobile axle housing | |
US11529761B2 (en) | Micro-casting and rolling additive manufacture for large special-shaped pipes | |
RU2115495C1 (en) | Method of extrusion | |
Agrawal et al. | Experimental and numerical studies on joining steel tubes by end forming | |
Huang et al. | Application of mold trough design to blanking technology | |
RU2116148C1 (en) | Method for making builtup products with lengthwise laminarity | |
RU2078627C1 (en) | Ingot pressing method | |
RU2110344C1 (en) | Ingot extrusion method | |
RU2078628C1 (en) | Ingot pressing method | |
Lin et al. | A new hole-flanging method for thick plate by upsetting process | |
RU2111812C1 (en) | Extrusion method | |
RU2111810C1 (en) | Method of making builtup products with lengthwise laminarity | |
RU2111809C1 (en) | Method for making builtup products with lengthwise laminarity | |
Wälder et al. | Hollow lateral extrusion of tubular billets–Further development of the cold forging process | |
RU2115497C1 (en) | Method for making buildup products with lengthwise laminarity | |
CN115229441B (en) | Manufacturing method of small titanium alloy high-cylinder ring rolled piece | |
RU2070449C1 (en) | Method of ingots pressing | |
RU2110345C1 (en) | Extrusion method |