RU2255823C1 - Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа - Google Patents
Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255823C1 RU2255823C1 RU2003136629/02A RU2003136629A RU2255823C1 RU 2255823 C1 RU2255823 C1 RU 2255823C1 RU 2003136629/02 A RU2003136629/02 A RU 2003136629/02A RU 2003136629 A RU2003136629 A RU 2003136629A RU 2255823 C1 RU2255823 C1 RU 2255823C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- die
- matrix
- section
- pressing out
- pressing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам прессования профилей из сплавов на основе алюминия и конструкциям прессового инструмента. Способ включает получение заготовки, нагрев, горячее прессование путем выдавливания заготовки через матрицу и последующую термообработку профиля. В процессе выдавливания заготовку в верхней части матрицы дополнительно подвергают сдвиговым деформациям за счет закручивания её на угол от 40 до 50° к оси матрицы. Матрица содержит деформирующий конус, рабочий поясок прямоугольной формы и выходной участок. Деформирующий конус выполнен с двумя винтовыми выступами, имеющими форму трапеции. Верхнее основание трапеции выполнено равным длине прямоугольника рабочего пояска, а нижнее основание составляет 1,5-2 частей этой длины. Угол поворота верхнего сечения выступа относительно нижнего сечения составляет 40-50° к оси матрицы. В долевом сечении выступы имеют форму параболы. В результате обеспечивается создание способа прессования, позволяющего получать прямоугольные профили из алюминиевых сплавов, обладающие повышенными механическими характеристиками, низкой анизотропией свойства, и матрицы, позволяющей реализовать данный способ. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способам прессования профилей из сплавов на основе алюминия и конструкциям прессового инструмента.
Качество профилей из алюминиевых сплавов зависит от степени деформации и равномерности ее распределения по объему заготовки.
Известен способ получения металлической полосы путем прессования, в котором матрица для прессования полос содержит заходную воронку прямоугольного сечения и формирующий участок, большие стороны которого выполнены с выпуклостями в направлении вертикальной и горизонтальной осей матрицы, причем кривизна выпуклости к горизонтальной оси уменьшается по направлению к калибрующему пояску [Авторское свидетельство СССР №867445, В 21 J 5/04, 1981].
Прессование полос через подобную матрицу позволяет получать в значительной степени стабильное распределение деформаций по длине полосы за счет выравнивания скоростей истечения. Однако такой способ не обеспечивает равномерную проработку центральных и периферийных слоев заготовки, что приводит к анизотропии свойств полосы в поперечном сечении, а также не достигается высокий уровень сдвиговых деформаций, необходимых для получения изделия с высокими механическими характеристиками.
Известен способ получения металлических прутков экструдированием заготовки через матрицу, содержащую заходную часть, формирующую часть со спиральными канавками, и калибрующий поясок, причем на заходной части матрицы выполнены спиральные канавки с наклоном к образующей ее поверхности, противоположным наклону канавок формирующей части матрицы, при этом концы канавок заходной части смещены относительно начала канавок формирующей части [Авторское свидетельство СССР №776692, кл. В 21 С 25/02, 1980.].
Прессование через подобную матрицу обеспечивает достаточно высокий уровень сдвиговых деформаций и равномерность их распределения при получении изделий цилиндрической формы. Однако при прессовании профилей прямоугольной формы подобный эффект невозможен, так как при такой конфигурации, расположении и количестве канавок произойдет неравномерное распределение деформаций по периметру прямоугольного профиля. Поверхностные слои заготовки будут срезаться и тормозить истечение материала заготовки, что приведет к значительному росту удельных давлений, а также невозможно формообразование на выходе из калибрующего пояска матрицы прямоугольного профиля.
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому способу является способ прессования профилей из алюминиевых сплавов, в том числе и прямоугольных, включающий получение заготовки, нагрев и горячее прессование путем выдавливания заготовки через матрицу с последующей термообработкой профиля [Л.М.Грабарник, А.А.Нагайцев. Прессование цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1991, с.338 с ил.]. Матрица для реализации данного способа содержит деформирующий конус, рабочий поясок, соответствующий профилю изделия, и выходной участок.
Недостатком данного способа является то, что процесс прессования нестационарен на всем протяжении. Это приводит к неравномерности деформации и, как следствие, к неравномерности и нестабильности структуры и механических свойств по длине и сечению профилей. Конструкция матриц, применяемых для реализации данного способа, не обеспечивает равномерных скоростей истечения материала заготовки, поверхностные слои профиля и особенно углы и участки резких переходов при прессовании подвергаются значительным деформациям, что при последующей термообработке приводит к интенсивной собирательной рекристаллизации и образованию у профилей из сплавов, проявляющих пресс-эффект, крупнокристаллического ободка с пониженными прочностными характеристиками по сравнению с центральными участками, в которых металл не рекристаллизован.
Технической задачей изобретения является создание способа прессования, позволяющего получать прямоугольные профили из алюминиевых сплавов, обладающие повышенными механическими характеристиками, низкой анизотропией свойств, и матрицы, позволяющей реализовать предложенный способ.
Для реализации поставленной задачи предложен.
Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов, включающий получение заготовки, нагрев, горячее прессование путем выдавливания заготовки через матрицу и последующую термообработку, отличающийся тем, что заготовку в верхней части матрицы подвергают дополнительным сдвиговым деформациям за счет закручивания на угол от 40 до 50° к оси матрицы.
Матрица для прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов, содержащая деформирующий конус, рабочий поясок прямоугольной формы и выходной участок, отличающаяся тем, что деформирующий конус выполнен с двумя винтовыми выступами, имеющими форму трапеции, верхнее основание которой выполнено равным длине прямоугольника рабочего пояска, а нижнее составляет от (1,5÷2.0) частей этой длины, угол поворота верхнего сечения выступа относительно нижнего сечения составляет 40-50° к оси матрицы, причем в долевом сечении выступы имеют форму параболы, вершина которой удалена от плоскости деформирующего конуса на (0,15÷0,2)Dm, где Dm - наружный диаметр матрицы.
На чертеже представлены эскизы матрицы (фиг.1, 2 - виды матрицы сбоку; фиг.3 - вид сверху), где
1 - деформирующий конус;
2 - винтовые выступы;
3 - рабочий поясок;
4 - выходной участок.
На фиг.4 представлен общий вид матрицы.
Матрица для прессования профилей прямоугольного сечения из алюминиевых сплавов содержит деформирующий конический участок 1, выполняемый под углом от 30° до 60° исходя из литературных источников, а также данных проводимых ранее исследований, позволяющих сделать вывод, что данный интервал конусности деформирующего участка является оптимальным для размещения винтовых выступов и обеспечения при этом максимума сдвига. Два винтовых выступа 2 изготавливаются на деформирующем участке конуса матрицы и имеют форму трапеции, верхнее основание которой равно длине прямоугольника рабочего пояска, а нижнее основание составляет от (1,5÷2,0) частей этой длины. Винтовые выступы выполнены с углом поворота верхнего сечения выступа относительно нижнего от 40 до 50° к оси матрицы, причем в долевом сечении выступы имеют форму параболы, вершина которой удалена от плоскости деформирующего конуса на 0,15÷0,2 диаметра матрицы. Рабочий поясок 3 выполняется в форме прямоугольника, соответствующего профилю изделия, необходимого к получению.
Такое конструктивное решение позволяет в процессе прессования ввести дополнительные сдвиговые деформации за счет закручивания материала заготовки в деформирующем коническом участке матрицы, а также обеспечить равномерность скоростей истечения металла заготовки.
Увеличение предложенных величин винтовых выступов матрицы приведет к срезу внешних слоев заготовки и соответственно к образованию застойных зон, заполненных материалом заготовки. Процесс будет проходить, как при прессовании в конусную матрицу, только с меньшим углом деформирующего конуса и при более высоких энергосиловых параметрах. Уровень сдвиговых деформаций в данном случае будет определятся не профилем матрицы, а профилем застойных зон, в результате чего они локализуются на поверхностных слоях деформируемого материала, приводя к анизотропии механических свойств.
При соотношениях параметров винтовых выступов менее перечисленных не произойдет закручивания материала заготовки в очаге деформации, и процесс будет осуществляться как и при прессовании в конусную матрицу, но с еще большей неравномерностью распределения деформаций по сечению заготовки.
Пример осуществления.
Процесс прессования осуществляется со смазкой контейнера пресса, деформирующего конуса и рабочего пояска матрицы. Полученную заготовку, нагретую до заданной температуры, помещают в контейнер пресса, под воздействием давления, приложенного на пресс-штемпель, материал заготовки заполняет деформирующий конус 1 с винтовыми выступами 2, при этом происходит закручивание внешних слоев заготовки. Это обеспечивается благодаря конфигурации винтовых выступов, а также минимальным силам трения в начальный момент за счет введения смазки. На следующем этапе материал заготовки заполняет калибрующий поясок 3 матрицы и выпрессовывается в форме прямоугольного профиля заданных размеров, соответствующих рабочему пояску. Дальнейший процесс прессования проходит в стационарном режиме, при этом происходит дополнительный сдвиг и выравнивание скоростей истечения как внешних, так и внутренних слоев заготовки за счет формы и конфигурации винтовых выступов, что обеспечивает значительную всестороннюю и равномерную проработку заготовки и, как следствие, высокое качество изделия в термообработанном состоянии.
Для оценки сравнительных результатов были проведены эксперименты по прессованию прямоугольного профиля размером в поперечном сечении 10×30 мм из сплава АД37 с применением предлагаемой и известной матриц, угол деформирующего конуса в обоих случаях составлял α=40°.
Прессование проводили на вертикальном гидравлическом прессе усилием 2,5 МН с диаметром контейнера Dк=82 мм, диаметром заготовки Dз=80 мм. Температура нагрева заготовок перед деформированием Тз=460°С, контейнера Тк=400°С. Состав применяемой смазки 70% вапор Т, 25% графит, 5% силиконовой смазки. Деформирующий конус предлагаемой матрицы был выполнен с двумя винтовыми выступами, имеющими форму трапеции с соотношением верхнего основания к нижнему а) – 30 мм: 45 мм; б) – 30 мм: 60 мм. Угол поворота верхнего сечения выступа относительно нижнего к оси матрицы равнялся а) - φ=40°; б) - φ=50°. Высота трапеции в максимальной точке изгиба винтового выступа, которая также является вершиной параболы, в долевом сечении матрицы равнялась а) - h=12 мм; б) - h=16 мм. Таким образом, по двум технологическим схемам были отпрессованы прямоугольные профили с размером в поперечном сечени 10×30 мм, при этом вытяжка составила λ=17,6, из которых были изготовлены образцы.
Результаты испытаний образцов, термообработанных по одному режиму, представлены в таблице.
Таблица испытаний образцов | |||||
Способ | Место вырезки образца по длине | Предел прочности σв, МПа | Относительное удлинение δ, % | ||
продольное сечение | поперечное сечение | продольное сечение | поперечное сечение | ||
Прототип | Начало | 375 | 368 | 6,3 | 5,8 |
Середина | 387 | 372 | 9,3 | 9,0 | |
Конец | 378 | 370 | 6,3 | 6,0 | |
Предлагаемый. Варианты а) и б) близки по своим значениям | Начало | 433 | 431 | 14,3 | 14,1 |
Середина | 435 | 435 | 14,5 | 14,4 | |
Конец | 435 | 433 | 14,5 | 14,2 |
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать прессованные прямоугольные профили из алюминиевых сплавов с повышенными механическими свойствами и низкой анизотропией свойств, при стабильном давлении прессования и равномерной скорости истечения слоев заготовки. Процесс не требует конструктивных изменений традиционного оборудования, а также позволяет снизить энергосиловые параметры прессования.
Claims (2)
1. Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов, включающий получение заготовки, нагрев, горячее прессование путем выдавливания заготовки через матрицу и последующую термообработку профиля, отличающийся тем, что в процессе выдавливания заготовку в верхней части матрицы дополнительно подвергают сдвиговым деформациям за счет закручивания её на угол от 40 до 50° к оси матрицы.
2. Матрица для прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов, содержащая деформирующий конус, рабочий поясок прямоугольной формы и выходной участок, отличающаяся тем, что деформирующий конус выполнен с двумя винтовыми выступами, имеющими форму трапеции, верхнее основание которой выполнено равным длине прямоугольника рабочего пояска, а нижнее основание составляет от 1,5 до 2 частей этой длины, угол поворота верхнего сечения выступа относительно нижнего сечения составляет 40÷50° к оси матрицы, причем в долевом сечении выступы имеют форму параболы, вершина которой удалена от плоскости деформирующего конуса на (0,15÷0,2)Dm, где Dm - наружный диаметр матрицы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136629/02A RU2255823C1 (ru) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136629/02A RU2255823C1 (ru) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2255823C1 true RU2255823C1 (ru) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003136629/02A RU2255823C1 (ru) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255823C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011155912A1 (ru) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Товарыство 3 Обмэжэною Видповидальнистю "Вэнчурна Компания "Интэл Мэнэджмэнт" | Способ прессования профилей из металлических сплавов |
CN103785702A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 合肥工业大学 | 一种涡旋挤压式大塑性变形装置 |
RU2526346C1 (ru) * | 2013-03-26 | 2014-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ прессования заготовок |
RU2562594C2 (ru) * | 2012-08-30 | 2015-09-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-информационный центр "ГРАНТ" | Способ прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов и матрица для прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов |
CN115591968A (zh) * | 2022-10-10 | 2023-01-13 | 吉林大学(Cn) | 一种高性能板材的对向螺旋扭转挤压模具 |
-
2003
- 2003-12-19 RU RU2003136629/02A patent/RU2255823C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГРАБАРНИК Л.М., НАГАЙЦЕВ А.А. Прессование цветных металлов и сплавов, Москва, Металлургия, 1991, с.38. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011155912A1 (ru) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Товарыство 3 Обмэжэною Видповидальнистю "Вэнчурна Компания "Интэл Мэнэджмэнт" | Способ прессования профилей из металлических сплавов |
RU2460600C1 (ru) * | 2010-06-08 | 2012-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Венчурная компания "ИНТЕЛ МЕНЕДЖМЕНТ" (ООО "Венчурная компания "ИНТЕЛ МЕНЕДЖМЕНТ") | Способ прессования профилей из металлических сплавов |
RU2562594C2 (ru) * | 2012-08-30 | 2015-09-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-информационный центр "ГРАНТ" | Способ прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов и матрица для прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов |
RU2526346C1 (ru) * | 2013-03-26 | 2014-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ прессования заготовок |
CN103785702A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-05-14 | 合肥工业大学 | 一种涡旋挤压式大塑性变形装置 |
CN115591968A (zh) * | 2022-10-10 | 2023-01-13 | 吉林大学(Cn) | 一种高性能板材的对向螺旋扭转挤压模具 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106607468A (zh) | 一种镁合金高性能杯形件的差速挤压成形方法 | |
CN106825098A (zh) | 一种镁合金高性能杯形件的差速挤压成形模具 | |
KR101580975B1 (ko) | 금속의 연속 압출 장치 및 방법 | |
KR100397266B1 (ko) | 난가공재의 결정립 미세화장치 및 방법 | |
CN103981472B (zh) | 一种等径通道挤压制备超细晶纯钛的方法 | |
CN108580547A (zh) | 一种大尺寸钛合金超细晶棒材的等距螺旋轧制方法 | |
CN108326041B (zh) | 一种大尺寸钛合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 | |
CN103447341A (zh) | 一种粉末高温合金制坯的等通道挤压模具 | |
CN108453130B (zh) | 大尺寸铝合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等辊距轧制方法 | |
CN112281025A (zh) | 一种tc4钛合金丝材及其制备方法 | |
CN108296299B (zh) | 等通道螺旋挤压制备高性能镁合金的设备及方法 | |
RU2255823C1 (ru) | Способ прессования прямоугольных профилей из алюминиевых сплавов и матрица для реализации данного способа | |
CN108580548B (zh) | 一种大尺寸45钢超细晶棒材的螺线圆锥辊等距轧制方法 | |
CN107649629A (zh) | 大高径比镁合金棒料消除各向异性的大塑形变形制坯方法 | |
EP1880780A1 (en) | Bolt Manufacturing method, bolts, bolts-dedicated shaped product, bolt-dedicated shaped product forming apparatus, and bolt-dedicated shaped product forming method | |
CN108637012B (zh) | 大尺寸高温合金超细晶棒材的螺线圆锥辊等辊距轧制方法 | |
RU2352417C2 (ru) | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа | |
RU2560474C2 (ru) | Способ непрерывного равноканального углового прессования металлических заготовок в виде прутка | |
RU2562594C2 (ru) | Способ прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов и матрица для прессования прутков из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов | |
KR100467942B1 (ko) | Cgp법에 의한 고강도 초미세립 알루미늄 합금 판재의제조방법 | |
CN109365560A (zh) | 一种制备超细晶杯形件的旋转反挤压装置与方法 | |
CN108277446A (zh) | 一种大尺寸高温合金超细晶棒材的等距螺旋轧制方法 | |
RU2709554C1 (ru) | Способ упрочнения пластической деформацией проволоки | |
RU2571974C2 (ru) | Матрица для прессования полуфабрикатов из гранулированных материалов | |
JP3097476B2 (ja) | 熱間塑性加工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111220 |