Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

вает мощность 9—10 кет. При извлечении заготовки из нагревательного устройства на ней остается слой в 5— —8 мм раскаленного и спеченного порошка графита.

Нагретую заготовку со сформированной таким обра­ зом оболочкой помещают в контейнер и осуществляют выдавливание. Оболочка графита при этом является смазкой и квазижидкой средой. Замер температуры пе­ риферийных слоев и центральных слоев металла заго­

му истечению металла при прессовании из контейнера, нагретого до 400° С.

Применение метода С. Е. Кузнецова для нагрева ме­ талла перед горячим гидропрессованием позволяет су­ щественно повысить производительность процесса и ав­ томатизировать и синхронизировать процессы нагрева, переноса заготовки в контейнер и операции выдав­ ливания.

Электронагреватель можно рассчитать практически на любую требуемую температуру. Например, нагрева­ тель производительностью три заготовки в минуту при

Соблюдение перечисленных выше условий позволяет получать изделия высокого качества из труднодеформируемых и особо труднодеформируемых сплавов при го­ рячем гидропрессовании.

6. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ГИДРОПРЕССОВАНИЯ

Автоматизации процессов способствует ряд замеча­ тельных особенностей способов гидропрессования: от­ сутствие прессостатка, высокие скорости деформации, независимость формы заготовки от конфигурации рабо­ чего контейнера, возможность разделения камеры сжа­ тия и рабочего контейнера (например, взаимноперпендикулярное расположение их осей), а также повышенная стойкость прессового инструмента. Для автоматизации процессов горячего гидропрессования важным преиму­ ществом является наличие теплоизолирующей прослой­ ки рабочей среды между прессовым инструментом и го­ рячим металлом заготовки.

Для автоматизации процесса нагрева и загрузки ме­ талла в контейнер авторами была разработана установ­ ка для гидропрессования квазижидкими средами, схема

нагрева по методу С. Е. Кузнецова и расположение на­ гревательного устройства непосредственно перед рабо­ чим контейнером.

Для гидропрессования по описываемому способу можно применять стандартные горизонтальные и верти­ кальные гидравлические и кривошипные прессы. Поми­

При более низких скоростях происходит захолаживание металла в контейнере, большему тепловому воздействию подвергается прессовый инструмент, снижается устойчи­ вость смазочной пленки квазижидкой среды в контакт­ ной зоне, усложняется проблема синхронизации высоко­ скоростного нагрева и процесса выдавливания.

Все вместе перечисленные последствия снижения скорости прессования приводят к резкому ухудшению качества получаемых изделий. В особенности это прояв-

ляется при прессовании труднодеформируемых жаро­ прочных сплавов на никелевой основе.

Нагревательное устройство (см. рис. 79) представля­ ет собой барабан с шестнадцатью независимыми нагре­ вательными камерами 2, работающими по принципу

«Г? і

Рис. 79. Схема установки для гндропрессования квазижндкнми средами и автоматизированным циклом прессования

электронагрева С. Е. Кузнецова. На передний конец заготовки 11 надевают графитовую заглушку, с по­ мощью которой фиксируется положение заготовки в ка­ мере. Затем вокруг заготовки насыпают токопроводящий порошок. Состав порошка: 80% коллоидального графита, 10% талька, 5% шамота, 5% стеклопорошка.

Порошок насыпают доверху так, что он окружает со всех сторон заготовку ровным слоем, толщину которого определяют из соотношения

Нагревательная камера, подготовленная таким обра­ зом, автоматически подается в периодически освобожда­ ющиеся ячейки (после каждого цикла прессования), футерованные огнеупором 6 нагревательного устройства. После прессования камера автоматически извлекается из гнезда и поступает на участок загрузки и подготовки.

товой заглушкой наезжает на медную кольцевую клем­ му, а верхний металлический кожух приходит в сопри­ косновение со вторым электродом в момент установки. Электроток подводится от скользящих электроконтак­ тов 3 и протекает от металлического кожуха через поро­ шок на основе графита, заготовку и нижнюю графито­ вую заглушку 10 к нижней медной клемме. Напряжение на клеммах 15—20 в. Мощность, развиваемая каждым нагревателем, при массе заготовки сплава ЖС6-КХІ до 1 кг составляет 5—6 кет. Такая мощность позволяет на­ гревать заготовку до 1100° С за 2,5—3 мин. Барабан за­ креплен на оси, вокруг которой он может свободно вра­ щаться. Ось 4 закреплена в подшипниках таким обра­ зом, что при повороте барабана на угол 360 град/16 ось нагревательных камер последовательно и точно совме­ щается с осью прессования. Барабан закреплен в рабо­ чем положении с помощью фиксатора 13, который пру­ жинами постоянно прижимается к гнезду 14, располо­ женному на корпусе 5 барабана. Привод барабана осуществляется с помощью электродвигателя 15 и муф­ ты сцепления 16.

В момент включения муфты сцепления 16 замыкает­ ся цепь электромагнита фиксатора 13, который втягива­ ет сердечник, связанный с фиксатором, при этом само­ блокируется кнопка включения муфты и электромагни­ та. После поворота барабана на угол 360 град/16 упор нажимает на концевой выключатель и размыкает бло­ кирующую цепь, одновременно обесточивается муфта и электромагнит.

Под действием пружин фиксатор входит в гнездо 14 и закрепляет барабан. В этот момент подается команда на перемещение прессштемпеля 7, который, совершив рабочий ход, вытесняет из нагревательной камеры в ра­ бочий контейнер 8 заготовку 11 вместе с квазижидкой оболочкой 12 и производит процесс гидродинамического выдавливания прессизделия 9.

Установка может работать в автоматическом режи­ ме, при этом команда к тому или иному исполнительно­ му органу поступает от концевых выключателей, которые в определенной последовательности вводятся в действие

в зависимости от положения прессштемпеля 7 и бараба­ на 1. Установка может быть переведена и на ручное уп­ равление.

Применение способа гидродинамического прессова­ ния квазижидкими средами по описанной технологии позволило получить высококачественные прутки ряда труднодеформируемых сплавов (см. рис. 77). Внедрение этой технологии в промышленное производство обеспе­ чивает исключительно высокий технико-экономический эффект.

На рис. 22 приведена схема высокомеханизирован­ ного горизонтального пресса гидростатического прессо­ вания. Размещение жидкости в резервуаре, сообщаю­ щемся с рабочим контейнером, обеспечивает автомати­ ческую подачу жидкости в контейнер перед каждым циклом прессования. Операции подачи заготовки в кон­ тейнер, герметизации ее в матрице и последующего вы­ давливания осуществляет рабочий плунжер, оснащен­ ный пружинным механизмом. Важное преимущество установки — простота и надежность работы всех узлов.

При работе на вертикальном прессе рабочую жид­ кость удобно размещать в сосуде, сообщающемся с ра­ бочим контейнером. Герметизацию отверстия в матрице можно осуществлять с помощью заглушки, поджимае­ мой пружиной с наружной стороны матрицы. В момент выдавливания вытекающее прессизделие отодвигает за­ глушку, по окончании процесса заглушка снова пере­ крывает отверстие в матрице.

Механизации процесса заливки жидкости в верти­ кально расположенный контейнер способствует приме­ нение автоматически действующих дозирующих уст­ ройств (см. рис. 67). Автоматизации процесса гидроста­ тического прессования способствует использование схемы с независимыми камерами сжатия и рабочего контейнера. Упрощается загрузка заготовки в рабочий контейнер, установка и смена матрицы, создание проти­ водавления и пр.

На рис. 23 приведена схема установки с взаимно перпендикулярным расположением осей камеры сжатия и рабочего контейнера. Для полной механизации всех операций и возможности автоматизации предусмотрены механизмы загрузки, запирания контейнера, выдачи за­ готовки, создания регулируемого противодавления. Это

имеет существенное значение в промышленных услови­ ях как для повышения производительности, так и для гарантированного выполнения правил техники безопас­ ности.

Наиболее производительным процессом гидропрес­ сования при полной автоматизации производственного цикла является полунепрерывное и непрерывное прессо­ вание по схемам, приведенным на рис. 11 и 12.

7. ГИДРОПРЕССОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ И МЕДНЫХ СПЛАВОВ

Медные и алюминиевые сплавы стали подвергать прессованию раньше, чем другие металлы. Первый пресс Дика был сконструирован и применен более 75 лет тому назад для прессования медного сплава. Прессова­ ние алюминиевых сплавов начинается с момента их про­ мышленного применения. Поэтому в процессе производ­ ства прессизделий из указанных сплавов накоплен значительный опыт, освоено производство большого сортамента прутков, труб, профилей и различных изде­ лий:

1)пруткн диаметром от 6 до 280 мм;

2)трубы наружным диаметром от 25 до 280 мм и толщиной стенки от 2 мм и выше;

3)уголковые профили по ГОСТ 8110—56 с высотой

числе и бурильные трубы.

Таким образом, можно сделать вывод, что метод гидростатического прессования, безусловно, не сможет вытеснить высокоэкономичные и эффективные способы обычного прессования изделий из алюминиевых и мед­ ных сплавов, а явится лишь дополнением, расширяю­ щим возможности процесса.