Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

собой приставки к стандартным вертикальным и гори­ зонтальным прессам. В последнее время создаются спе­ циализированные гидроэкструзионные установки прямо­ го действия.

Гидроэкструзионные

установки на базе

> стандартных

вертикальных

и горизонтальных

прессов

Принцип работы установки прямого действия пока­ зан на рис. 19. Установка разработана на кафедре «Тех-

Рнс. 19. Гндроэкструзионная лабораторная установка пряного действия

/ — опора; 2— пуансон с уплотннтельным узлом; 3 — подушка пуан ­ сона; 4 контейнер; 5 — к о л ь ц о нажимное; 6 — м а т р и ц а с уплотнительнымн кольцами; 7 —• опорный болт

нология обработки металлов давлением» МАТИ совмест­ но с лабораторией высоких давлений ИФМ АН СССР. Лабораторные установки проектировали к вертикально­ му гидравлическому прессу усилием 160 т. Диаметр

контейнера

установки ЗО мм. Установка

позволяет де­

формировать заготовки диаметром до ЗО мм

и длиной

до 150 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При гидроэкструзпп в отличие от обычного прессо­

вания

в контейнере

возникают

большие

напряжения,

так как жидкость передает давление во все

стороны и

Рбок — Рв-

При

выдавливании

пуансоном

Рбок =

0>5-т-

•4-0,75) рв.

Это

обстоятельство

учитывали

при

проекти-

•ровании установки.

Контейнер

изготовляли

 

из

стали

5ХНВ и подвергали следующей обработке:

 

 

 

1) ковке с последовательной осадкой и вытяжкой с

общей степенью деформации не менее 70%;

 

 

 

2)

токарной

обработке с припуском

на

шлифовку;

3.)

закалке с температур

840—860° С, охлаждению в

масле HRC=55—56

ед.;

 

 

 

 

46-48 ед.,

4)

отпуску при температуре 500° С, Я/?С =

ст8 =

150 кГ/мм2,

я|>=30 %;

6=10%;

 

 

 

 

 

5)

шлифовке.

 

 

 

 

 

 

 

 

Контейнер с толщиной стенки 85 мм,

изготовленный

из стали 5ХНВ по приведенной

выше

схеме,

успешно

работал при давлениях жидкости до 15000 ат.

 

 

Пуансон и прессшайбу изготовляли из стали ШХ15,

после термообработки твердость

их составляла

60

HRC.

Общий вид установки приведен на рис. 20. Так как пуан­ сон при гидростатическом прессовании выполняет роль плунжера высокого давления, то он должен входить в контейнер с минимальным зазором. При этом должна быть исключена возможность малейшего перекоса пуан­ сона в момент прессования.. Для этого сконструирована специальная шаровая опора, а для строгого центриро­ вания оси пуансона и оси опоры предусмотрены два фик­ сатора, которые перед началом выдавливания плотно входят (ходовая посадка) в гнезда в контейнере.

Рассматриваемая установка отличается низкой про­ изводительностью, из-за несовершенства конструкции технологический цикл весьма длителен. Подготовка ус­ тановки к прессованию состоит из следующих операций (рис. 19).

Предварительно смазанную заготовку конусной частью легкими ударами молотка помещают в конусную часть матрицы. Траверсу пресса опускают на установку. Контейнер специальными болтами диаметром 24 'мм крепят за фланец к верхней плите пресса. Траверсу вме-


Усилие пресса, Т

600

Ход плунжера, мм

820

Диаметр

плунжера, мм

500

Давление

рабочей жидкости, кГ/см2 . . .

300

Диаметр

контейнера, мм

85 и 90

Коэффициент мультипликации

установки:

при Dp =

85 мм

ч ,=35

при

Dp = 95

мм

&м =30

Максимальное давление жидкости в контей­

нере,

кГ/см2:

 

 

 

при

Dp =

85

мм . :

10 500

при

Dp =

95

мм

8 500

На рис. 21 приведена конструктивная схема промыш­ ленной установки для гидростатического прессования. Установка отличается простотой и не требует больших затрат на изготовление. Конструкция и работа матрич­ ного узла и прессшайбы подробно описаны в гл. I I ,

п.3 и 4.

Прессование на установке ведут в теплом и горячем

состоянии, поэтому контейнер подогревают до темпера­ тур 200—400° С с помощью встроенного индукционного нагревателя.

Процесс гидростатического прессования на указан­ ной установке осуществляют следующим образом. Со­ бранный матричный узел 5 устанавливают в держатель матрицы. Контейнер с помощью специальных крючков поднимают вверх. Контейнер 3 сажают на матрицу и с помощью болтов крепят к станине пресса. В прессштемпель 1 вворачивают собранную прессшайбу 2. Заго­ товку 4, подогретую до требуемой температуры, подают сверху контейнера в матрицу так, чтобы она своим кону­ сом точно установилась в конусе матрицы. В контейнер с помощью дозирующего устройства заливают требуе­ мое количество подогретой жидкости и пускают пресс. Уплотнительные кольца обеспечивают надежную герме­ тизацию контейнера.

Повторное прессование не требует столь длительной подготовки. В свободный контейнер подают следующую заготовку, заливают жидкость и производят повторное прессование.


На установке получена промышленная партия прут­ ков алюминиевых, титановых и жаропрочных сплавов. Гидропрессование осуществляется как вхолодную (алю­ миниевые и частично титановые сплавы), так и с нагре­ вом металла заготовки (титановые и жаропрочные сплавы). Так, например, заготовки сплава ЖС6-КП на­

р и с . 21. Гндроэкструзнонная промышленная установка

прямого

действия:

 

/ —- прессштемпель; 2 — нрессшайба

с уплотннтельныи

узлом;

3 контейнер; 4 — заготовка;

5 — матричныйузелі


Т а б л и ц а 1

Характеристика установок ВНИИметыаш для гидростатического прессования

Характеристика

 

 

Усилие пресса, Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оборудования

100

200

200

250

630

3000

 

 

 

 

Диаметр

контейнера, мм

35

35

55

42

75

135

Длина

контейнера, мм •

200

200

175

370

430

900

Максимальное

давление,

20 000

20 000

10 000

20 000

12 000

15 000

кГ/см2

 

 

 

Максимальный

диаметр

32

32

50

35

70

120

 

 

 

 

Максимальная

длина За­

120

120

ПО

250

300

600

готовки,

мм

 

Максимальная

темпера­

20

20

1 700

20

20

• 20

тура

заготовки, °С . .

Максимальная

рабочая

20

20

1 300

20

20

 

температура, °С . . . .

20

Максимальная

скорость

 

 

 

 

 

 

прессования по пуансону,

 

 

 

 

 

 

мм/сек

 

 

 

5

10

300

5

10

10

гревали

перед

гндропрессовапнем до

температуры

1200° С.

Горячее

гидропрессование можно

было прово­

дить благодаря отсутствию в системах уплотнения мате­ риалов с низкой термической стойкостью,- таких как ре­ зина, фторопласты и др.

Для бескомпрессорпого гидростатического прессова­ ния применяют вертикальные и горизонтальные гидрав­ лические прессы усилием 200, 600, 1200 т и др. Ряд установок такого типа разработан во ВНИИМетмаше на предельные давления 10000, 12000 и 20000 ат. Краткая характеристика этого оборудования приведена в табл. 1 [71].

Создана полупромышленная установка для беском­ прессорного гидростатического прессования ВНИИМЕТмашем и заводом -«Красный Выборжец» — установка для гидростатического прессования на вертикальном гидравлическом прессе усилием 600 т. На этой установ­ ке получена полупромышленная партия прутков вакуум­ ной меди. Исследования показали, что гидростатическое


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

 

Характеристика

установок

для гидростатического

прессования, разработанных за рубежом

 

 

 

 

 

 

 

 

|

о- ..

 

Возможность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 S 5

Л S- со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Si а

 

различных

Конструкция

Конструктивные

 

Фирма

 

 

 

 

і

І я

 

способов

особенности

 

 

 

 

 

 

контейнера

 

 

 

 

 

5 О 3

 

 

 

гидропрессо-

 

установки

 

 

 

 

 

5

з о

:

 

вання

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

= *

-

 

 

 

 

 

 

Kobe Steel Ltd. (Япония)

500

15—20

 

 

 

vn6000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MJ мин

 

 

 

 

Институт Баттеля

 

630

17,5

 

60

508

С

нагревом

Трехслойный

 

 

 

(США)

 

 

 

16

 

51

178

до 260°С

Двухслойный

 

 

 

NEL

(Англия)

 

 

 

 

С

противо­

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

10

25

С гидравлической

 

 

 

Vickers (Англия)

 

360

17,3

 

 

 

давлением

поддержкой

Станина

собрана

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из листовой

высо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

копрочной стали

Исследовательский

центр

 

12,0

 

90

300

С

нагревом

 

Уплотнение

кон­

комиссариата

по

атом­

 

 

 

 

 

до

1300°С

 

тейнера

с

ПО­

ной энергии (Франция)

 

 

 

 

 

 

 

 

МОЩЬЮ

заглушек

316

20

 

28

224

 

 

Трехслойный

Вертикальный

CNRS (ФРГ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пресс с

горизон­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тальным

контейне­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ром

 

 

ASEA

(Швеция)

 

1000—

12,0—

 

200

1200

 

 

Намотанный высо­

Станина

намотана

 

 

 

 

6500

30,0

 

 

 

 

 

копрочной прово­

высокопрочной

Ждярский машинострои­

500

18—20

50—36 400—

 

локой

проволокой

 

 

 

 

 

 

тельный завод

(Чехосло­

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

вакия)