Процес пресування виробів з титанових сплавів

Процес пресування виробів з титанових сплавів високим тиском - холодним пресуванням в сталеву прес-форму, рівноканальним кутовим і гвинтовим пресуванням із застосуванням мастила для прес-оснащення, який відрізняється тим, що як основу мастила використовують порошок гідриду титану або гідридів сплавів і інтерметалідів титану. (19) (21) u201012852 (22) 29.10.2010 (24) 25.06.2011 (46) 25.06.2011, Бюл.№ 12, 2011 р. (72) ОВЧИННИКОВ ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ДРОЗДЕНКО ГАННА ВІКТОРІВНА, БЕЙГЕЛЬЗИМЕР ЯКІВ ЮХИМОВИЧ, КУЛАГІН РОМАН ЮРІЙОВИЧ, ПАВЛОВ ВАСИЛЬ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЄГОРОВА ІРИНА МИКОЛАЇВНА, ДРОЗДЕНКО МАКСИМ ВІКТОРОВИЧ 3 60470 служби прес-оснащення, зменшення енерго- і трудомісткості виробів. Для вирішення поставленого завдання в процесі пресування виробів з титанових сплавів високим тиском - холодним пресуванням в сталеву прес-форму, рівноканальним кутовим і гвинтовим пресуванням із застосуванням мастила пресоснащення, новим є те, що в якості основи мастила використовують порошок гідриду титану, гідридів сплавів і інтерметалідів титану. Реакційно активний по відношенню до титану порошок графіту, який забруднює поверхню оброблюваних виробів замінюють на порошки гідриду титану, його сплавів і з'єднань. Гідрид титану при температурах пресування не взаємодіє з поверхнею оброблюваного металу, що забезпечує необхідну чистоту поверхні, знижує об'єм металу, що втрачається при механічній обробці спресованих деталей. Гідрид титану (ТіНn) на відміну від графіту не являється джерелом виділення реакційного тепла, а є додатковим чинником гарантії підтримки заданого рівня температури в зоні пресування. Гранична температура пресування – 450 °С, а температура початку розкладання гідриду титану 500 °С. При необхідності зниження або підвищення граничної температури слід застосовувати порошки гідридів, сплавів і з'єднань титану. Термостійкість сплавів і інтерметалідів систем "титанкобальт", "титан-залізо", "титан-нікель", "титанмарганець" може бути знижене аж до 80-120 °С. Атомарний водень, що виділяється при цьому, активно реагує з поверхнею титану, полегшуючи умови фінішної обробки. Процес пресування виробів з титанових сплавів, що заявляється, може бути реалізований таким чином: Приклад 1. Гвинтове пресування проводили на установці з використанням пресу 2500 кН. Заготівлі з технічного титану марки ВТ1-0 з розміром в перерізі 27,5  17,5 мм і висотою 100 мм, пресували за процесом по прототипу і за процесом, що заявляється. По прототипу заготівку змащували мінеральним маслом, покривали порошком графіту і завантажували в контейнер, нагрітий в електропечі до 300 °С. Заготівку встановлювали, засипали порошком графіту і проводили пресування через гвинтову матрицю при тиску на пуансоні 2600 МПа. Випресована заготівка мала дефекти поверхні у вигляді раковин і плям темного кольору. Ці дефекти виникли із-за реакції графіту з поверхнею титанової заготівки. При механічному видаленні поверхневого шару раковин, карбідізованих ділянок пішло у відходи (стружки) 4 % від маси заготівки. Витрати верстатного часу склали 0,2 години/виріб. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 4 По процесу, що заявляється, порядок роботи і режими такі ж як і за прототипом з виключенням того, що порошок графіту, як основа мастила, замінили на порошок гідриду титану (фракція - 0,01 мм, зміст водню - 3,8 % мас). Отримані вироби мали рівний темно-сірий колір, поверхня - без істотних дефектів, раковин, викришувань. Втрати маси при мехобробці поверхні склали 0,3 %. Витрат верстатного часу - 0,05 години/виріб. Приклад 2. Холодне пресування (РККП) з використанням пресу КО-628 (максимальне зусилля пресування 63 т. с.). З порошку титану фракції - 0,63+0,18 мм пресували заготівлю втулки з величиною відношення висоти втулки Н до товщини стінки  рівною 8. Прес-форму регулярно змащували: за прототипом - мінеральним маслом із замішаним порошком графіту; за процесом, що заявляється, - змащували мінеральним маслом із замішаним порошком гідриду титану (фракція - 0,01 мм, зміст водню 3,85 мас. %). Отримані за прототипом пресування мали нерівномірний колір поверхні - від темносірого до чорного, після спікання колір був як і раніше неоднорідним, хоча і світлішим. Пресування отримані за заявленим процесом, мали поверхню однорідного сірого кольору. Стружка, що утворилася при механічній обробці спечених пресувань, містила 3,6 % мас. вуглецю - для випадку прототипу, і 0,01 % для випадку за процесом, що заявляється. Зусилля випресовки при пресуванні за прототипом було на 20 % більшим, ніж у заявленому процесі. Термін служби прес-оснащення за прототипомна 21 % менше, ніж по процесу, що заявляється. Приклад 3. Устаткування і порядок дій - як у прикладі 2. За прототипом мастило це суспензія порошку графіту в мінеральному маслі, по процесу, що заявляється, - суміш порошку гідриду титану з мінеральним маслом. Пресування порошків проводили при максимально можливому зусиллі пресування. Для випадку прототипу максимально можливим був 2 питомий тиск 8 т/см , для пресувань по заявлено2 му процесу - 10,4 т/см . Досягнуте число пресу-1 вань в хвилину (хв. ) на пресі КО-628 склало 8 хв. 1 -1 для процесу по прототипу і 12 хв. для процесу, що заявляється. Приведені дані свідчать про те, що заявлений процес пресування виробів з титанових сплавів істотно покращує якість титанових пресувань за станом поверхні, дозволяє зменшити втрати металу при механічній обробці, полегшує процес пресування і, тим самим, дозволяє його інтенсифікувати. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601