Процес пресування високоміцних та низькопластичних матеріалів

Процес пресування високоміцних та низькопластичних матеріалів, заснований на екструзії заготівки із контейнера через отвір деформівного інструмента з використанням квазігідростатичного робочого середовища, який відрізняється тим, 3 16486 4 ну у вигляді склянки із кришкою, потім нагрівали в раціональні трибологічні характеристики пресукамерній електропечі опору без захисної атмосвання заготівки в ізотермічних умовах в діапазоні фери до температури 1100°С протягом 30хв. Гатемператур 300-450°С, для чого на поверхню загоряче пресування здійснювали на пресі КГШП зутівки наносять шар мастила, установлюють заготісиллям 1500т. Відсутність контакту нагрітого вку в контейнер і отвір деформівного інструменту, металу з інструментом приводила до зниження засипають у канал контейнера з заготівкою робочу коефіцієнта тертя, а висока швидкість видавлюсуміш дрібнодисперсного графіту з мастилом тавання давала можливість створювати умови, бликим чином, щоб заготівка була покрита робочою зькі до ізотермічних, які сприяють поліпшенню якосумішшю шаром висотою 20-25 міліметрів та престі прутків. сують пуансоном. Однак така технологія має й ряд недоліків. Перераховані ознаки становлять сутність коОсновним недоліком є висока температура розм'ярисної моделі на процес і є необхідними в будькшення відомих скляних мастил, що становить яких варіантах реалізації й достатніми для досяг500°С і більше. При більш низьких температурах нення поставленого завдання. такі мастила поводяться як абразивні матеріали й - Робоча температура початку розм'якшення дають зворотний ефект. Другий істотний недолікмастила, яким мастять заготівку та, яке додають у це висока трудомісткість за рахунок необхідності порошок графіту дозволяє істотно знизити темпевиготовлення графітової склянки для кожної загоратуру нагрівання й деформації оброблюваних тівки яка деформується. Крім того, при застосусплавів, наприклад, титана, що дає можливість ванні інтенсивних методів пресування, таких як проводити накопичення деформації в заготівках рівноканальне кутове пресування (РККП), гвинтове методами інтенсивних пластичних деформацій, пресування з метою одержання наноструктури, наприклад, гвинтовим або РКК пресуванням при наприклад, у титані ВТ 1-0, верхнє значення темтемпературах нижче температури рекристалізації, пературного інтервалу деформації, встановлене в інтервалі термостабільності наноструктури; експериментальне, становить 450°С. Вибір ниж- У звичайних умовах порошок графіту повоньої границі температурного інтервалу при РККП диться подібно в'язкої рідини, однак при високих залежить від сукупності кількості циклів, маршруту тисках і підвищених температурах його міцність пресування, геометрії оснащення й становить зростає, а плинність падає, тому введення масти400°С [Г.И.Рааб, Р.З.Валиев "Металловедение и ла підвищує гідростатичність такого робочого сетермическая обработка металлов". №9, 2000г]. редовища в умовах високих тисків й при зазначеПри гвинтовому пресуванні верхня межа темпераних температурах; турного інтервалу, визначеного експерименталь- Застосування суміші дрібнодисперсного граним шляхом становить 450°С, нижня межа визнафіту з мастилом і змащення заготівки істотно усучається тільки силовими параметрами процесу й вають тертя деформованої заготівки об стінки констановить 300°С. При цьому, до таких же температейнера, а висока в'язкість мастила дозволяє тур можна нагрівати й деформівний інструмент, проникати їй у середовище деформації, істотно створюючи ізотермічні умови деформації, що знижуючи силові параметри процесу, що, в свою сприяють поліпшенню якості оброблюваного мачергу дозволяє проводити деформацію високоміцтеріалу. них сплавів при температурах 300-450°С і підвиВ основу корисної моделі поставлена задача щити при цьому стійкість інструменту; удосконалення процесу деформування екструзією - Використання квазігідростатичного середовисокоміцних та низькопластичних матеріалів у вища, що оточує заготівку в контейнері, дозволяє процесах інтенсивної пластичної деформації, настворити при пресуванні гідростатичний тиск пеприклад, гвинтової екструзії, за рахунок виключенред простором й в просторі деформації, що приня високотемпературного нагрівання заготівки та водить до усунення напруг, які розтягують, й осазастосування графітової склянки, забеспечення дження заготівки, створює сприятливу схему ізотермічних умов пресування, при яких заготівка напруженого стану; особливо важливо це при гвита деформівний інструмент разогріваються до однтовому пресуванні, коли в циліндричному каналі накової температури, не вище 450°С за рахунок контейнера розміщують заготівку, що має форму підбору необхідного мастила та робочого середопризми. вища, що дозволить формувати в оброблюваному Процес, що заявляється, може бути реалізоматеріалі нанокристаллічну структуру, знизити ваний у такий спосіб. робочий тиск у процесі екструзії на 25-30% та заСхема пристрою для здійснення процесу пребезпечити якість поверхні заготівки. сування високоміцних та низькопластичних матеЗазначена задача досягається тим, що процес ріалів, показана на Фіг. Наведена схема показана пресування високоміцних та низькопластичних для реалізації пропонованого процесу при гвинтоматеріалів, заснований на екструзії заготівки із вому пресуванні. контейнера через отвір деформівного інструменту Пристрій складається з контейнера 1 для розз використанням квазігідростатичного робочого міщення заготівки, пуансона 2, заготівки що дефосередовища, який відрізняється тим, що пресурмується 3, робочого середовища 4, що складавання проводять в режимі "теплого" пресування ється з дрібнодисперсного графіту з доданням до при допустимій температурі нагрівання заготівки 5% низькотемпературного мастила на основі скла, та деформівного інструменту не більше 450°С, а в гвинтової матриці 5 для накопичення деформації якості робочого середовища беруть суміш дрібнобагатоперехідним гвинтовим пресуванням, нагрідисперсного пластинчатого графіту з добавкою вача 6 й опори 7. мастила, яке забеспечує квазігідростатичність та Спосіб реалізують так. 5 16486 6 Заготівку 3 нагрівають в електропечі до темністю випресовували графітом, оскільки при споператури пресування (300-450°С) і, вийнявши з собі пресування "заготівка за заготівкою" тиск на печі, прокочують по листу, на якому розсипане пуансоні ще більше зростає, тому наступну заготімастило. Мастило налипає на поверхню заготівки, вку можна пресувати після повної випресовки що завантажують у робочий канал контейнера 1, графітом попередньої заготівки. Крім того, пресорозігрітий до температури пресування, і засипають вані заготівки мають дефекти поверхні у вигляді підготовлену робочу суміш із дрібнодисперсного раковин. Ці дефекти виникають внаслідок ушкографіту та мастила 4 таким чином, щоб робоча дження високоміцним графітом, що проникає із суміш покрила верхній торець заготівки шаром 20заготівкою в простір деформації. 25мм. Потім заводять пуансон і пресують заготівПропонований процес. ку, після чого пуансон витягають із каналу й заванРозігріті в камерній електропечі до 300°С заготажують наступну заготівку. тівки титана ВТ 1-0 прокочували по листу з розсиКонкретний приклад реалізації. паним порошком мастила після чого заготівку заГвинтове пресування заготівок проводили в вантажували в контейнер, попередньо розігрітий установці, змонтованой на пресі зусиллям 2500кН до температури 300°С, і засипали робочу суміш із із діаметром контейнера 28мм і гвинтовою матридрібнодисперсного графіту з додаванням мастила. цею із вхідною прямою частиною розміром 28х18, Робоча суміш покривала верхній торець заготівки шаром ~20мм. У робочий канал вводили пуансон і кутом підйому гвинтової лінії =45° і вихідним розпроводили пресування заготівки. Робочий тиск на міром, що калібрує, перетину матриці пуансоні становило 1850-1900МПа. Процес прохо27,5 17,5мм. Заготівки з технічного титана марки див плавно, без ривків й "відстрілів". Пуансон виВТ1-0 розміром перетину 27,5 17,5 висотою тягли з каналу контейнера й завантажили в канал 100мм пресували за традиційною технологією й по розігріту й змазану наступну заготівку. Цикл повтопропонованому процесу. рювали. Тиск на пуансоні не перевищувало Традиційний метод. 1900МПа. При повторному пресуванні цих же загоЗаготівки змазувалися мастилом, що складатівок у другому, третьому й четвертому проходах ється із графіту, дісульфіду молібдену й мінеральтиск пресування не перевищував 2000МПа. Повеного масла нагрівали в печі до температури 300рхня пресованих заготівок без дефектів. 320°С, установлювали в робочий канал контейнеНаведені дані свідчать про безумовну ефектира, попередньо розігрітого до 300°С, засипали вність запропонованого процесу високоміцних та заготівку порошком графіту й проводили пресунизькопластичних матеріалів. вання через гвинтову матрицю. Тиск на пуансоні становив 2600-2700МПа. Заготівку з матриці пов Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 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