Спосіб виготовлення біметалевих виробів

Предлагаемый способ относится к обработке металлов давлением и может быть использован при изготовлении биметаллических рабочих деталей штампов и пресс-форм. Известны способы изготовления биметаллических матриц, основанные на выдавливании гравюры в биметаллической заготовке, полученной пластической или взрывной сваркой ее составляющих (Довнар С.А. Термомеханика упрочнения и разрушения штампов объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1975. - С.236 - 240). Недостатком указанных способов является большая трудоемкость изготовления составляющих заготовки и их последующей сварки в биметалл. Известен также способ (прототип) изготовления биметаллических вкладышей штампов, основанный на выдавливании гравюры и одновременном соединении плакирующей части заготовки с корпусом вкладыша (Довнар С.А. Термомеханика упрочнения и разрушения штампов объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1975. - С.240 - 241). Однако недостатками указанного способа являются большая трудоемкость изготовления элементов вкладыша, обеспечивающих соединение его с плакирующей частью в замок, а также значительная неравномерность толщины плакирующего слоя по гравюре и, как результат, наличие местного утонения его на углубленных участках гравюры, что существенно снижает качество изделия. В основу изобретения поставлена задача снижения трудоемкости изготовления за счет упрощения конструкции основы и плакирующей части и повышение качества изделия в связи со снижением неравномерности толщины плакирующего слоя в изделии. Поставленная задача достигается тем, что для получения биметаллического изделия выдавливанием используют заготовку, плакирующая часть которой в виде вкладыша, вставляемого заподлицо в глухое отверстие в основе, имеет простую форму (цилиндр или параллелепипед) и высоту вкладыша принимают равной максимальной глубине полости изделия, а поперечный размер (диаметр или сторона прямоугольника) берется на 20% больше максимального поперечного размера полости изделия. Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.), где представлен предложенный способ изготовления биметаллических изделий. Заготовку, состоящую из основы 1 и плакирующей части 2, вставленной заподлицо в глухое отверстие в основе, помещают в матрицу 3 специального штампа и пуансоном 4 выдавливают полость глубиной h, равной высоте плакирующей части hвкл. При таких условиях выдавливания полости в составной заготовке материал вкладыша деформируется путем сдвига и радиального течения в направлении перпендикулярном перемещению пуансона. При этом интенсивность радиального течения материала вкладыша увеличивается с увеличением глубины прошивки. В результате наружная поверхность плакирующей части принимают форму обратного конуса по отношению к открытому торцу изделия с углом наклона образующей 3 ... 6, что обеспечивает надежное соединение плакирующей части с основой. Минимальная толщина плакирующего слоя изделия получается в месте перехода донной части к стенке полости, причем ее величина Smin примерно равняется толщине плакирующего слоя на открытом торце S0. В качестве примера в настоящей заявке рассмотрен способ изготовления биметаллических пуансонов для горячей высадки головок специальных болтов №24. Исходную заготовку, состоящую из основы (сталь 40Х) диаметром 79мм и высотой 57мм и плакирующей части (сталь 5Х3В3МФС) диаметром 48мм и высотой 20мм, вставленной заподлицо в глухую полость основы, нагревают в карбюраторе до температуры 750°C и затем штампуют в специальном штампе на кривошипном прессе, выдавливая в заготовке шестигранную полость глубиной 20мм с расстояниями между гранями 35,6мм и между ребрами 40мм. В результате получают полуфабрикат биметаллического пуансона, в котором в сечениях по ребрам толщина плакирующего слоя распределяется следующим образом: на открытом торце S0 = 4,6мм; в месте перехода от дна к стенке полости Smin = 4,2мм; максимальная толщина стенки Smax в 6,5мм. Полученный штамповкой полуфабрикат биметаллического пуансона имеет невысокую неравномерность распределения толщины плакирующего слоя и обратную конусность наружной поверхности плакирующей части, что обуславливает высокое качество рабочей детали штампа для горячей высадки, определяющееся одинаковой сопротивляемостью гравюры износу пластическим деформированием и разгарными трещинами, а также прочностью соединения элементов биметаллической конструкции. Стойкость высадочных пуансонов, изготовленных по новому способу оказалась в 1,5 - 2 раза выше цельных пуансонов. Расход плакирующей высокопрочной стали 5Х3В3МФС уменьшен в 7,7 раза.