Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

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

Составы жидкостей, смазок и оболочек, испытанных при гидростатическом прессовании сплава ЖС6-КП

смазки

Состав смазки

 

1 Битум № 5

2 Битум № 5+графит

3 Битум № 5+rpacpnT+MoS2

4

Смазка № 2

Стеклоткань

 

5Смазка № 2 Стеклоткань Асбест

6Стеклоткань

7Асбест

Стеклоткань

8Смазка № 2 Стакан ст. 3

9Стакан ст. 3 Стеклоткань

Содержание Толщина компонента, % слоя или

стенки, мм

100

70

30

70

20

10

— - 1

1

2

2,5

2

2

5

5

2

а

затем заготовку. Перед заливкой жидкости отверстие

в

матрице заглушали с помощью специального алюми­

ниевого конуса. Стеклоткань требуемой толщины нано­

сили на горячую заготовку, после

чего ее

подавали

в контейнер с жидкостью. Стальные стаканы

изготовля­

ли из трубной заготовки. В стакан

помещали

заготовку

и с

двух сторон приваривали донышки. Заготовку вме­

сте

с оболочкой нагревали до соответствующей темпе­

ратуры и

гидростатически выдавливали, применяя ту

или иную

смазку.


Результаты гидростатического прессования заготовок сплава ЖС6-КП

смазки* Вытяжка

Давление

выдав­

• Качество поверхности

ливания,

кГ/с . я 3

прутка

1

2

4000

На всей длине прутка глубокие

 

 

 

трещины

 

 

2

2

3950

То же

 

 

3

2

3600

»

»

 

 

4

2

3900

»

»

 

 

5

2

4300

»

»

 

 

а

2

4200

Хорошее,

на выходной

части

 

 

 

прутка трещины на длине 20—

 

 

 

30

мм

 

 

 

4

8400

То же

 

 

 

6

10300

»

»

 

 

7

2

4400

Хорошее,

на середине

прутка

 

 

 

глубокая трещина

 

.8

2

3300

Удовлетворительное, заготовка

 

 

 

выдавливается вместе

со ста­

 

 

 

каном

 

 

8

2

3450

Хорошее, стакан остался в кон­

35700 тейнере за счет свободной по­

47400 садки заготовки

69150

*Состав смазки соответствующего номера см . табл . 22.

П р и м е ч а й и е.

Температура

нагрева металла

перед прессованием

1150° С. Температура

нагрева контейнера 400° С, угол

конусности матрицы

'2сх =90 град.

 

 

 

В табл. 23 и рис. 90 приведены результаты гидро­ статического прессования сплава ЖС6-КП различными смазками. На рис. 91 показан внешний вид прутков, от­ прессованных различными жидкостями. Из приведен­ ных данных следует, что прутки без нарушений сплош­ ности металла были получены при прессовании в сталь­ ных стаканах всеми испытанными составами смазок, а также стеклосмазкой толщиной 2,5 мм. Однако наи­ меньшие давления выдавливания были при прессова­ нии в стальной оболочке смазкой № 2 (70% битума+

і

233


+30% графита), стальная оболочка выпрессовывалась вместе с заготовкой относительно равномерным слоем,, толщина которого колебалась в пределах 0,8—1,2 мм.. Оболочка удалялась при разрезке ее вдоль прутка, так:

 

 

 

 

 

 

 

как

в

процессе

прессования:

 

 

 

 

 

 

 

она была изолирована от ос­

 

 

 

 

 

 

 

новного металла слоем смазки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Интересно

отметить,

что

 

 

 

 

 

 

 

при

прессовании

с

оболочкой

 

 

 

 

 

 

 

различной начальной

толщины

 

 

 

 

 

 

 

толщина выпрессованной

обо­

 

 

 

 

 

 

 

лочки была постоянной и коле­

 

 

 

 

 

 

 

балась в указанных выше пре­

 

 

 

 

 

 

 

делах, т. е. материал

оболочки

 

 

 

 

 

 

 

ведет себя как обычная смаз­

 

0.S

1,0

1.5

2,0

ка. В

тех случаях, когда

обо­

5=1

лочка одевалась на заготовку

 

 

 

 

 

 

 

In Л

неплотно, заготовка

выпрессо­

Рис. 90. Зависимость

давления

вывалась без оболочки, а пос­

выдавливания

от

логарифма

вытяжки

для

сплава

ЖС6-КХ1,

ледняя

оставалась

в

контейне­

кость — стекло

с

температурой

ре. Однако при этом пруток не

растрескивался п

имел отлич­

/ — смазка

и

рабочая

ж и д ­

 

 

 

 

 

 

 

размягчения 700° С;

2 —

смазка

ное качество поверхности. Обо­

и рабочая

жидкость:

70%

биту­

лочка становится как бы кон­

ма № 5, 30% графита,

выдавли­

гретого вместе

с

заготовкой до

тейнером, из которого происхо­

вание из стального стакана, на­

 

 

 

 

 

 

 

 

температуры

прессования

дит

прессование,

причем

тем-

 

 

 

 

 

 

 

ратура

этого

контейнера

бли­

зка к температуре слитка, что создает условия для изо­ термического прессования. Такие же условия создаются

при

гидростатическом

прессовании стеклом

(смазка

6) благодаря его

низкой удельной теплоемкости

и малой теплопроводности. При прессовании жидкостью на основе битума, очевидно, происходит значительное захолаживание периферийных слоев металла, которые попадают в зону высокой прочности и низкой пластич­ ности. Центральные слои, имея меньшее сопротивление деформации и более высокую температуру, при -истече­ нии через очко матрицы приобретают большую ско­ рость, чем периферийные слои, из-за чего в последних возникают дополнительные напряжения растяжения, превышающие основные напряжения сжатия. Так как захоложенные периферийные слои имеют низкую пла­ стичность, то возникающие в них рабочие растягиваю-


щііе напряжения вызывают разрушение металла и появ­ ление глубоких надрывов.

Для подтверждения изложенного выше механизма разрушения прутка при гидростатическом прессовании жидкостью на основе битума были построены кривые охлаждения металла в различных средах, причем в точ­ ности воспроизводились условия прессования (темпера­ тура нагрева контейнера и заготовки, состав жидкости

1200

1100

/У/

УУ

/У/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§. 1000

1

1

1

 

 

1 і г

І". 900

УУ/%

1

800

і

 

1

f

1

р

і 1

УУ/

 

7.00

1

і№Є

 

 

Воздух

№9

№7

1-8 //!5І

№1,2,3

 

 

Номер смазки

(см. табл. 22)

 

Р и с . 92.

О х л а ж д е н и е заготовки сплава ЖС6 - КП в различных средах

 

 

 

через 30

сек

 

 

 

и ее температура, толщина оболочки) (рис. 92). Анализ результатов этого эксперимента показывает, что при охлаждении в жидкости на основе битума температура периферийных слоев снижается на 250 град., а средних слоев — на 150 град, за 30 сек. Периферийные слои, та­ ким образом, попадают в зону минимальной пластично­ сти (900°С), поэтому данный эксперимент подтвержда­ ет изложенный выше механизм разрушения прутка.

Необходимо отметить высокие смазочные свойства жидкостей на основе битума [143]. Несмотря на значи­ тельное захолаживаиие заготовки, давления выдавли­ вания были невысокие. На поверхности прутков сохра­ нялись риски от механической обработки, т.е. в течение всего процесса прессования вытекающий металл заго-


Результаты гидростатического прессования сплава

ЖС6-КП

 

 

 

с противодавлением

 

 

 

 

Диаметр

Противо­

Давление

 

 

 

 

 

 

паразит ­

выдавли­

Р в - " п .

 

 

 

 

 

ного

п р у ­

давление,

вания ,

ат

Качество

прутка

 

 

т к а ,

мм

ат

ат

 

 

 

 

 

 

20

850

7300

6450

Удовлетворительное,

на вы­

 

 

 

 

 

ходном конце трещины

 

19

1000

7500

6500

Удовлетворительное,

в сере­

 

 

 

 

 

дине прутка глубокая

тре­

 

 

 

 

 

щина

 

 

 

 

15

2000

8400

6400

Хорошее,

на выходном

кон­

 

 

 

 

 

це мелкие

трещины

 

 

13

3000

9400

6400

Отличное

 

 

 

 

10 5000 Не пропрессовался, не хватило усилия пресса

при этом давление

в рабочем

контейнере составило

9400 ат. Прессование

с большим

противодавлением

осу­

ществить не удалось, поскольку

не хватало усилия

прес­

са. Меньший уровень противодавления является недо­

статочным

для получения

качественной заготовки—-на

выходном

конце иа длине 10—15 мм появляются тре­

щины, а

на отдельных

прутках — глубокие надрывы

и в центральной части.

Таким образом, можно заключить, что процесс гид­ ростатического прессования с противодавлением позво­ ляет получать высококачественные прутки сплава ЖС6-КП. Однако этому методу свойственны сущест­ венные недостатки: значительно усложняется техноло­ гия; для получения прутков большей длины требуется изготовление громоздкого и дорогого оборудования; при прессовании по рассмотренной выше схеме необходимы дополнительные затраты на изготовление паразитных заготовок; значительно возрастают усилия прессования; длительное время металл инструмента находится в кон­

такте с

горячим

металлом заготовки,

нагретой до

1200° С,

что может

резко снизить стойкость

инструмента.

Учитывая трудности, возникающие при горячем гид­ ропрессовании жаропрочных сплавов различными жид-