Спосіб кування заготовок у чотирьохбойковому кувальному пристрої

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при радиальной ковке заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве на ковочных прессах. Известен способ ковки заготовок, включающий обжатия заготовки двумя парами бойков одновременно в радиальном направлении со сдвигом и кантовку заготовки [1]. Недостатком известного способа ковки является низкое качество получаемых поковок изза недостаточно интенсивной проработки структуры металла. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ ковки заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве, включающий обжатия заготовки двумя парами бойков в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в радиальном направлении со сдвигом, подачи и кантовки с формированием на каждом проходе заготовки с поперечным сечением, центральная ось которого смещена относительно центральной оси заготовки, полученной на предыдущем проходе [2]. К недостаткам данного способа следует отнести невысокое качество получаемых поковок вследствие недостаточно эффективных сдвиговых де формаций при пластической обработке заготовок. Задачей изобретения является повышение качества поковок за счет интенсификации проработки структуры. Поставленная задача достигается тем, что в способе ковки заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве, включающем обжатия заготовки двумя парами бойков в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в радиальном направлении со сдвигом, подачи и кантовки с формированием на каждом проходе заготовки с поперечным сечением, центральная ось которого смещена относительно центральной оси заготовки, полученной на предыдущем проходе, новым является то, что на каждом промежуточном проходе формируют заготовку многогранного поперечного сечения с разными по ширине граням, а обжатия осуществляют по узким граням так, что на каждом новом проходе формируют заготовку, поперечное сечение которой вписывается в поперечное сечение предыдущей заготовки и повернуто относительно его своими одноименными гранями на 45°, при этом одной парой бойков производят радиальные обжатия со сдвигом бойков относительно друг друга, с формированием участков многогранного поперечного сечения заготовки на каждом проходе в два этапа обжатий в каждой плоскости и с разными степенями деформаций на каждом этапе, а смещение центральной оси поперечного сечения заготовки осуществляют в окружном направлении. Достигается также тем, что в способе ковки заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве на каждом промежуточном проходе формируют заготовку восьмигранного поперечного сечения с разными по ширине гранями. Кроме того, задача достигается также тем, что в способе ковки заготовок в четырехбойковом ковочном устройстве на каждом промежуточном проходе формируют заготовку квадратного поперечного сечения, а обжатия осуществляют по ребрам. На фиг.1 - 3 показан пример осуществления способа по проходам, где пунктиром показано сечение заготовки, сплошной линией - сечение поковки после каждого прохода. Стрелками на сечениях показаны смещения центров тяжести, этих сечений S1, S2, S3 - смещение сечений поковок по высоте; S1', S2', S3' - боковое смещение сечений поковок. На фиг.4 показано смещение центральной оси поперечного сечения заготовки в окружном направлении; на фиг.5 - продольное сечение очага деформации при обжатии в два этапа; на фиг.6 сечение А - А на фиг.5; на фиг.7 - сечение Б - Б на фиг.5; на фиг.8 - схема формирования поковки с квадратным поперечным сечением. В предлагаемом способе ковки на каждом промежуточном проходе формируют заготовку многогранного поперечного сечения с разными по ширине гранями, а обжатия осуществляют по узким граням двумя парами бойков с четырех сторон в радиальных и тангенциальных направлениях так, что на каждом новом проходе формируют заготовку, поперечное сечение которой вписывается в поперечное сечение предыдущей заготовки и повернуто относительно его своими одноименными гранями на 45° (фиг.1 3). При этом одной парой бойков производят радиальные обжатия со сдвигом бойков относительно друг друга (фиг.1 - 3). На протяжении одного прохода обжатия осуществляют таким образом, что поперечное сечение получаемой поковки смещается относительно поперечного сечения заготовки все время в одном направлении (фиг.4). При этом перемещение поперечного сечения поковки (центр тяжести поперечного сечения) от прохода к проходу осуществляется в окружном направлении (фиг.4). Происходящее при этом более интенсивное перемещение объемов и закручивание структуры металла в поперечном сечении обеспечивает повышение качества металла поковок. В течение каждого прохода, каждый участок заготовки в зоне деформации обжимается дважды с разными степенями деформации на участке I и участке II в направлении осей II - II и T - T (фиг.5 7). Деформация происходит таким образом, что на первом участке (I) обжатия в направлении оси II - II будут превышать обжатия в направлении оси T T, а на втором участке (I) наоборот обжатия в направлении оси T - T будут превышать обжатия в направлении оси II - II. В процессе продвижения заготовки через первый и второй участки, вследствие несимметричного течения металла в поперечном сечении заготовки, достигается интенсивная проработка литой структуры, что ведет к повышению качества поковок. По мере прохождения заготовки через калибрующие участки бойков (участок деформации III) ее поперечное сечение преобразуется в многогранник требуемой формы. Предлагаемый способ обеспечивает требуемое повышение качества поковок и в случае, когда на каждом промежуточном проходе формируют заготовку квадратного поперечного сечения, а обжатия осуществляют по ребрам (фиг.8). Пример. Литую заготовку квадратного сечения со стороной квадрата 170мм из стали F6М5Ф3 нагрели до температуры 1150°C и проковали на прессе усилием 2,5МН в специальном четырехбойковом ковочном устройстве. Ковку осуществляли по следующей схеме: квадрат 170 ´ 170мм ® восьмигранник 145 ´ 145мм ® восьмигранник 125 ´ 125мм ® восьмигранник 105 ´ 105мм ® круг 85мм. Степень деформации за проход - 10 - 35%. Подача после каждого обжатия - 0,5 - 0,7 размера поперечного сечения заготовки. При такой подаче в течение одного прохода каждый участок заготовки обжимался дважды с разными степенями деформации в каждой из двух взаимно перпендикулярных плоскостях за счет специальной конструкции инструмента. Различие в степенях деформации составляло 40 - 60%. Кантовки заготовки после каждого прохода осуществляли на 45° все время в одну сторону, что позволяло смещать центральную ось поперечного сечения заготовки в окружном направлении. Аналогичные заготовки были прокованы по способу-прототипу на поковки диаметром 85мм. От полученных поковок отобрали пробы для исследования качества металла. Анализ качества проводили оценкой балла карбидной неоднородности по всему сечению поковок (у поверхности, на половине радиуса, в осевой зоне). Предлагаемый способ ковки обеспечивает снижение балла карбидной неоднородности в среднем на 1 балл. Таким образом, качество получаемых поковок по заявляемому способу выше, чем по способу-прототипу.