Заготовка з однофазного сплаву на основі міді

Реферат: Пропонований винахід належить до галузі металообробки, зокрема до дрібних пласких заготовок, що використовуються в процесах карбування, штампування або пресування при виготовленні жетонів, монет, знаків та подібних рельєфних деталей. Мета - оптимізація параметрів заготовок діаметром 12-30 мм та товщиною 1-2,25 мм, з однофазних сплавів на основі міді при карбуванні жетонів, монет, знаків та подібних за формою виробів для забезпечення економії матеріалів та підвищення ефективності виробництва. Поставлена задача вирішується застосуванням заготовок твердістю не більше 90 HV, шорсткістю поверхні Ra  0,80 мкм та співвідношенням товщини () , та діаметра (D) згідно з рівнянням   0,1 D  0,8 . UA 97715 C2 (12) UA 97715 C2 UA 97715 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонований винахід належить до галузі металообробки, зокрема до дрібних пласких заготовок, що використовуються в процесах карбування, штампування або пресування при виготовленні рифлених жетонів, монет, знаків та подібних деталей. Відомі заготовки [Каталог монет видавництва Краузе, 2009 p., Мюнхен, Німеччина та Довідник «Coin Registration Offuce», 2000, Royal Mint, GB] на основі міді для вказаних процесів. Вони мають різне співвідношення товщини та діаметра, а також різну вихідну шорсткість поверхні. Ці характеристики часто призначаються без взаємоузгодження та урахування особливостей операцій штампування або пресування. Тому в ряді випадків передбачаються додаткові операції шліфування та полірування. При недостатній відносно діаметра товщині спостерігається жорсткий удар та швидкий знос інструменту. Розмірні параметри монет із латуні та бронзи для різних країн світу в координатах: товщина (δ) - діаметр (D) наведено на Фіг. 1 та 2. Звертаємо увагу, що при значному розкиді співвідношення товщина/діаметр є критичні мінімальні значення, що визначаються багатим досвідом виготовлення якісних за відбитком монет. Враховуючи надзвичайно великі обсяги виробництва монет цілком можливо віднести вказані мінімальні значення 5/D до статистично достовірних даних. Для латуней та бронзи в інтервалі   125  2,25 мм мінімальні , співвідношення описуються однаковим рівнянням   0,1 D  0,8 , mm, що свідчить про однаковий характер деформації та подібний вихідний стан заготовок. Дійсно, відомо, що для карбування монет використовують відпалені заготовки з латуней та бронзи в однофазному стані (-Cu) з твердістю не вище 90 HV. Таким чином, виявлена мінімальна залежність товщини заготовки від діаметра:   0,1 D  0,8 , мм може бути використана для визначення насамперед мінімальної товщини заготовок із сплавів на основі міді при карбуванні жетонів, монет, знаків та подібних за формою виробів, що забезпечить економію матеріалів та ефективність виробництва. При використанні заготовок з пластичних - відпалених сплавів на основі міді з твердістю не більше 90 HV є можливість використати деформаційні властивості матеріалу одночасно з формоутворенням для поліпшення якості поверхні та якості відтворення дрібних деталей зображення (гравюри) при навантаженні заготовки інструментом, метал заготовки набуває плинності, деформується, заповнює вільні ділянки відносно гравюри та відтворює топографію поверхні інструменту. При розробленні технології важливо встановити певну якість поверхні заготовки, робочої поверхні інструменту щоб забезпечити бажану якість (шорсткість) поверхні виробу в результаті однієї операції штампування (карбування, пресування) без додаткової поліпшуючої обробки шліфування або полірування. При цьому необхідно дотримуватися вказаного співвідношення товщини заготовки до її діаметра з метою забезпечення відносно вільної течії металу при деформації. В основу винаходу поставлено задачу шляхом оптимізації параметрів заготовки для чеканки здешевити процес виготовлення рифлених жетонів, монет, знаків та подібних деталей при збереженні необхідного рівня якості. Поставлена задача вирішується при застосуванні заготовок з твердістю не більше 90 HV, що мають шорсткість поверхні Ra  0,80 мкм та співвідношення товщини та діаметра згідно з рівнянням   0,1 D  0,8 . Шорсткість монет з бронзи номіналом 10, 25 та 50 копійок наведена на Фіг. 3 на основі експериментальних статистичних досліджень в залежності від шорсткості заготовок. Видно, що при заданому допустимому значенні шорсткості монет Ra < 0,2 мкм можуть бути використані заготовки із значно більшою шорсткістю поверхні - до 0,9 мкм. Технічними умовами [Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы - М.: Металлургиздат, 1956.] зазвичай встановлюється межа до шорсткості заготовок менше Ra 0,63 мкм. Для інших груп сплавів (на основі алюмінію, заліза, тощо) числові параметри співвідношення товщини та діаметра, шорсткості поверхні заготовок будуть іншими, але характер залежностей залишиться аналогічним вище наведеним залежностям за умов відповідності приблизно однакової пластичності даної групи сплавів. Таким чином, вимоги до стану поверхні заготовок із сплавів на основі міді, що використовуються для карбування монет, жетонів, знаків, можуть бути знижені до вказаного параметра шорсткості Ra < 0,80 мкм без шкоди для якості продукції за умови відносно вільної течії металу при деформації, що досягається забезпеченням співвідношення товщини та діаметра заготовки згідно з рівнянням   0,1 D  0,8 та твердістю заготовки не більше 90 HV. Такий підхід також забезпечує економію коштів та часу при виготовленні заготовок та в кінцевому рахунку здешевлює продукцію. 1 UA 97715 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Заготовка з однофазного сплаву на основі міді для чеканки діаметром 12-30 мм та товщиною 12,25 мм, твердістю - не більше 90 HV, яка відрізняється тим, що має шорсткість поверхні Ra  0,80 мкм та співвідношення товщини (δ), та діаметра (D) згідно з рівнянням   0,1 D  0,8 . 2 UA 97715 C2 3 UA 97715 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4