Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

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

Мере регулировать скорость деформирования. При прес­ совании труб из мягкой стали со скоростью волочения 380 мм/мин обеспечивался вполне спокойный характер процесса. Было осуществлено изменение скорости: в на­

чале

волочения

во

избежание

срыва

захвата

скорость

была

невысокой, затем

ее повышали,

пока усилие

 

воло­

 

 

 

 

 

 

 

 

чения

не

достигало

своего

 

7000

 

 

 

 

 

нормального

значения. Са­

 

 

 

 

 

 

мая

высокая

применявшая­

 

 

 

 

 

 

 

/

1 Е

5600

 

 

 

/

ся

скорость

составляла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 м/мин.

 

 

 

 

 

 

 

4200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

86

приведены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2800

 

 

 

 

 

графики

зависимости

дав­

5о П00

 

 

 

 

 

ления

выдавливания от сте­

 

 

 

 

 

пени деформации при гидро-

 

 

 

 

 

 

 

 

прессованни

труб из нержа­

 

 

о

0,2

Ofi

0,6

0,8

веющей стали тремя описан­

 

 

 

 

 

 

In Л

ными выше способами. Ана­

Рис.

86.

Зависимость давления

лиз

графиков

показывает,

веющей

стали

от

логарифма

что

наибольшие

 

деформа­

выдавливания

труб

из

нержа ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вытяжки [134]:

 

 

ции при

одном

 

и том же

/ — простое

гндропрессовапне

давлении

рабочей

жидкости

с

 

неподвижной

оправкой;

могут

быть

достигнуты при

2 — прессование

с

дополнитель­

ным

воздействием на заготовку;

гидропрессованпи

с

допол­

3 — прессование

с

дополнитель­

нительным воздействием на

ным

воздействием

на

изделие

 

 

 

 

 

 

 

 

изделие (кривая 3). Наи­

меньшие деформации

достигаются

при простом

гидро­

прессовании труб (кривая 7).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Важнейшим

параметром

является

допускаемое

гид­

ростатическое давление в камере. Применяемые в насто­ ящее время контейнеры допускают давление до 17500 кГ/см2. В недалеком будущем оно будет повышено

до 31500 кГ/см2.

Значения

коэффициента

вытяжки, ко­

торые можно получить при двух значениях

усилия прес­

сования

при

комнатной

температуре,

приведены

в табл. 19.

 

 

 

 

Таким образом, холодное гидростатическое прессова­ ние может непосредственно конкурировать с горячим прессованием алюминиевых и медных сплавов и других сравнительно мягких материалов.

В зависимости от материала заготовок гидростатиче­ ским прессованием можно заменять такие операции, как горячее прессование бесшовных труб из сплошных или


Возможные коэффициенты вытяжки при комнатной температуре [134]

Коэффициент вытяжки д л я давления, кГ/см1

Материал

17500

31500

Бериллий (горячее прессование) . . Молибден (рекристаллизация) . . .

Суперсплав на основе железа А-286 (горячая обработка и термообработ-

Суперсплав на основе никеля Инконель 718 (горячая обработка и отжиг)

Титановый сплав Ті—6А1—4V (от­ жиг)

Сталь AISI 4340 (отжиг) Алюминиевый сплав 7075—0 (отжиг) Медь (в литом состоянии) . . . .

7:1

40:1

7: 1

40:1

6:1

32:1

4:1

12:1

5:1

16:1

7:1

32:1

1000:1

100:1

полых заготовок, волочение,

редуцирование

труб и пр.,

окончательная обработка

труб, полученных

другими

способами. Выбор того или иного процесса

определяет­

ся возможностями

оборудования.

 

 

При обработке высокопрочных материалов, таких как

стали и титановые

сплавы,

гидростатическое

прессова­

ние имеет преимущества, заключающиеся в уменьшении количества переходов и промежуточных отжигов, тре­ буемых для превращения трубчатой заготовки в тонко­ стенную трубу. При высоких степенях деформации и ско­ ростях деформирования, обеспечиваемых гидростатиче­ ским прессованием, производительность машины может быть выше, чем у волочильного стана или редуциру'ющего станка. Также может быть значительно снижена себе­ стоимость при гидростатическом прессовании бывших тонкостенных цилиндров.

Примером изменения размеров и качества поверхно­ сти при гидростатическом прессовании является произ­ водство ребристых труб. Эти трубы прессовали из стали


4180 с коэффициентом вытяжки 3: 1 из трубчатой заго­ товки с наружным диаметром 38 мм и толщиной стенки 8 мм. Толщина стенки прессованной трубы в минималь­

ном

сечении

составляла

2,4 мм.

Прессование

прово­

дили

с неподвижной

оправкой

при

давлении

около

11200

кГ/см2.

Шероховатость поверхности была получена

порядка 1 мкм, линейность в пределах

0,1 мм

и концент­

ричность внутреннего отверстия по отношению

к наруж­

ному диаметру 0,025 мм.

 

 

 

 

 

Гидропрессование

с нагревом

металла заготовки

Одним из наиболее перспективных направлений при­

менения гидропрессоваиия

с нагревом

металла

заготов­

ки являются процессы низкотемпературной п высоко­ температурной термомеханической обработки (НТМО п ВТМО) с целью получения сталей сверхвысокой проч­ ности.

НТМО заключается в значительной пластической де­ формации стали в области относительной устойчивости аустенита при температуре выше мартенситной точки MD, но ниже температуры рекристаллизации и последу­ ющей закалки. В результате этого процесса после пре­ вращения у -> а происходит существенное (в 2—3 раза) уменьшение величины пластинок мартенсита [135]. Прочность стали с такой структурой, как показано в ра­ ботах [136, 137], значительно выше, чем прочность мар­ тенсита после обычной термообработки. При сохранении

удовлетворительной

пластичности НТМО позволяет по­

вышать прочность

конструкционных сталей до 280—

300 кГ/мм2 [138].

 

Сущность ВТМО состоит в деформации стали при температуре выше температуры рекристаллизации в об­ ласти устойчивости аустенита, при этом длительность пластической деформации и охлаждения не должна пре­ вышать времени начала рекристаллизации. Исследова­ ния показали, что ВТМО приводит к устранению отпуск­ ной хрупкости, улучшению сочетания прочности и пла­ стичности, общему повышению ударной вязкости при комнатной и низких температурах и снижению темпера­ туры хладноломкости. Кроме того, уменьшается чувст­ вительность стали к острым трещинам и повышается со­ противление разрушению. Однако существенного повы­ шения предела прочности при таком методе обработки



не наблюдали. Это объясняется, по-видимому, тем, что значительная пластическая деформация, которой под­ вергается сталь при высокой температуре, обязательно вызывает частичную ее рекристаллизацию.

Изделия с термомеханическим упрочнением можно получать прокаткой [102], волочением [139] и прессова­ нием. Для получения значительного эффекта упрочнения

500%

550"С

 

 

го

ьо

60

во

 

 

60

65

70

75

80

 

85

 

 

Степень

деформации

е, %

 

Степень

деформации

є,

°4

Рис.

87.

Влияние

степени

д е ф о р м а ­

Рис.

88.

Влияние температуры

и

ции

на

механические

свойства ста­

степени

деформации

на *

удельное

ли ЭИ643 при

прессовании

с

термо-

давление

при

прессовании

стали

 

механнческоіі обработкой

ЭИ643

с

термомехаиической

обра ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

боткой

 

 

 

 

необходимо, как правило, деформировать металл не ме­ нее чем на 80—90% (рис. 87). Поэтому процесс прессо­ вания, позволяющий получить столь высокие значения одноразовой деформации, имеет преимущество перед прокаткой и волочением.

Однако при обычном выдавливании стали при темпе­ ратурах 500—550° С развиваются высокие удельные дав­ ления, превышающие 200 кГ/мм2 при 90%-ной деформа­ ции (рис. 88), что является серьезным препятствием на пути промышленного освоения термомеханического уп­ рочнения прессизделий. Гидропрессование почти вдвое снижает удельные давления выдавливания сталей при указанных выше температурах, благодаря чему стано­ вится возможной большая разовая деформация, а сле­ довательно, и больший эффект упрочнения.

Важными факторами, определяющими эффект упроч­ нения при НТМО, являются общее время всего цикла обработки, а также скорости охлаждения металла с тем-