Semenov E.I., i dr. (red.) Kovka i shtampovka. Spravochnik. Tom 2 (Mashinostroenie, 1987)(ru)(L)(T)(193s) (813577), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Малые давления при деформировании в состоянии сверхпластичности способствуют существенному увеличению стойкоств штампового инструмента и позволяют заметно снизить его стоимость. 4. Улучшение ряда показателей качества готовой продукции. Повышенная текучесть и малые давления при штамповке сверхпластичных материалов способствуют лучшему воспроизведению формы ручья штампа, повышению точности размеров и снижению шероховатости поверхности поковон, уменыпению разброса размеров в пределах партии поковок. Высокая способность к релаксации напряжений материалов в состоянии сверхпластичности приводит практически я отсутствию внутренних напряжений в готовых поковках, что обеспечивает стабильность размеров и формы готовых деталей, отсутствие нороблеиий в процессе термической обработки и после нее повышенную стойкость материала детали против коррозии в химически активных средах и т.
д, Отсутствие существенных изменений структуры материала заготовки в процессе сверхпластнческой деформации обеспечивает получе. ние высококачественных штампованных поковок, нзотропиых в отношения структуры и механичесннх свойств. Лля расчета технологических параметров деформировання сверх- пластичных материалов в условиях значительной неравномерности поля скоростей деформации, характерной для большинства процессов штампонкн, необходимо уравнение состояния. отличающееся от приведенных уравнений (29) и (ЗО) инвариантностью реологвческих параметров материала по отношению к скорости деформации в достаточно большом интервале изме. нения последней, внлючающем об. ласть сверхпластичности.
Зависимости и (е) поликристаллиееского металла, деформируемого и горячем состоянии при условии постоянства температуры и степени деформации и независимости структуры деформируемого материала от скорости деформации, характеризуются Б-образной кривой с наиболее крутым средним участком (см. рис. 95). Левая и правая части ариной, отражающие более слабую зависимость напряже.
ния течения от скорости деформации, описывают соответственно процессы ползучести (участок () и пластической деформации (участон 11(). Из аначиза экспериментальных кривых следует, что в областях очень малых и больших скоростей деформации значения иа- СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ШТАМПОВКА 460 ШТАМПОВКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ 461 Тол В 7ил в я-я ! 2 у л/ Ркс.
99. Каятуры яакаякя, арлучряяаа рярлячяыыя сяасабяяк: а — ковкой; б — черновой !лредряря- тельной) штяяарякрй; в — штяьрпрякрй обычной точности; г — тачкой штяя- ярякрй пряжения тсчений асимптотически приблпмсаются к некоторым предельным величинам — ар и о,. С учетом этого напряжение течения сверхпластического материала можно выразить следующей зависимостью: ор+ Куя " р оя. о,+Куе У В этом случае при е -ь О о -ь- пр) при е ь оо о -ь ом т. е. изменение напряжения течения укладывается в заданные границы, Технологические процессы штамповка металлов в состоянии сверхпластячности. Наиболее обшираый опыт практического использования состояния сверхпластичности в процессах обработка металлов давлением имеет сбьемная ц!тамповка.
В этом случае состоянке сверхпластичности позволяет осуществлять штамповку !очных поковок сложной формы и больших размеров из малопластичных материалон при весьма малых усилиях деформации. Термин кточная штампованная поковка» появился в оте. честиенной и ззрубежаой практике сравнительно недавно, В отличие от кованых поковок, а также от штампа. ванных поковок обычной точности )рцс. 96), требующих, кзк правило, значительной обработки резанием по всей поверхности, точные штампо- Ряс. 97, Каябяяярряяяяый аррцясс яы дяяляяаякя — ц~тямяаякя»р а — штамп; б — гртряяк деталь ванные поковки не вада обрабагыватрь за исключением мест переходов и уча. стков, в которых предусмотрено сверлсние или вырубка отверстий. При штзмповке точных поковок обеспе. чипаются жесткие допуски, минимальные радиусы закруглений, штам. повочные уклоны не превыша!от 1'.
В результате прн штамповке точных поковок имсетместо наибольший коэффициент использования металла (КИМ), состзвляющий 0,8 и более !у поковок обычной точности КИМ в среднем равен 0,2 — 0,5), что очень важно н изготовлении деталей из дорогостоящих и дефнпитных метал. лов и сплавов. Один из первых вариантов использования состояяия сверхпластпчности для получения деталей сложной йюрмы возник как аналогия обработки материалов, относящихся к вязким жидкостям. На рис. 97 представлена схема этого процесса, который папами. пает литье в металлическую форму цод давлением. Процесс заключается в выдавливании цилиндрической заготов. ки 7 через соответствующие каналы 2 в полости ручьев штампа 3.
Этот процесс, позволяющий получать детали неограниченно сложной формы, возможен исключительно для сверхпластичиых материалов, таких, как сплавы следу!ощих составов: Хп— 22 % А1, А! — 33 % Сп, А) — 13 % 5!. Одаако классические сверхпластичные сплавы не нашли пока широкого промышлеавого применеяия. Поэтому более перспективнычи в на. стоящее время являются процессы об. работки давлением промышленных сплавов в температурно.
скоростном режиме сверхпластичности. Наиболее значительные успехи в втой области достигнуты при штамповке поковок сложной формы в нзотерми. ческих условиях из титааовых сплавов. Приллер 1. Процесс крап.шталрповкн точных поковок сложной формы (колес с ободом и ступ!щей ааружным диаметром 100 — 380 мм и толщиной полотна 1,6 — 10,3 мм) из сплава следующего состава: Т! )основа) — 6 % А!— 6 % 17 — 2 % 5п при температурах 870 †9 "С на гидравлических прессах усилием 9 и 27 МН )рис. 98). Штампы, отлитые из сплавов на основе никеля марок !Н-100 или МАЙ-М200, аналогичных по составу и свойствам отечественным сплавам типа ЖС6, разогревзются индукционными нагревателями до температуры штамповки в течение 4 — 10 ч в зависимости от их массы.
Процесс крип-штамповки происходит прн скорости деформиро. вания в конце штамповки порядка 0,04 мм)с. Эта скорость устанавливается естественным образом как результат сопротивления штампуемого материала усилию деформироваиия ~ ручном управлении прессом, сводящемся к поддержанию заданного усилия. Процесс штамповки длится 3 — 5 мин. Для сравнения осуществлена штамповка тех же поковок при обычной скорости деформирования порядка 1 мм7с. Параметры крипштамповки приведены в табл. 44. Ряс. 99.
Таям яакаяак, штяяяуемык яя саляая Т! — 9 Р', А! — 9% Ч вЂ” 2 ',9 Зп кряк-штямяаякай я режиме сяерхпля- смшяастя Пример 2, Поковка крупногабаритной напели с лучевым оребрением, с размерами по катетам 1700 Х 700 мм из магниевого сплава МА2-1 (рис, 99). Обьшно такие панели штампуют на прессах с номинальным усилием 300— 750 МН, так как удельные усилия прп штамповке точных поковок из алюминиевых и магниевых сплавов составляют 320 — 560 МН)мр, Опытная поковка этой панели получена на гидоавлнческом прессе усилием 150 МН в штампе, предварительно аагретом вне пресса до тв!пературы штамповки. Для обеспечения условий сверх- пластичного течения применен описанный выше принцип крин-!птамповкн: штамповку начинали при номинзльной скорости рабочего хода пресса, а по достижении заданного усилия выдерживали деформируемую заготовку под нагрузкой в течение 1 — 3 мин или производили повторные деформирования, каждый раз доводя уснлйа лишь до заданного уровня.
Таким образом материал заготовки в течение периода выдержки под заданной нагрузкой имел возможность течь, заполняя ручей, при скоростях, близких к оптимальным для режима сверхпластичаости. Практика штамповки данной па. нели показала, что условия сверх. пластичности, позволяющие суще. ственно уменьшить усилие штамповки, использованиям свкрхпллстичности 463 Параметры штамповки Поковка (си. рис. 99) Штамп 95 7,9 95 7,9 140 9,1 380 10,3 190 1,6 320 3,2 6 800 155 100 МЛЕ-М200 0,9 90 980 870 980 760 980 870 980 900 980 870 900 1 1 0,04 ) ! ! 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 260 600 83 860 260 580 76 124 83 130 130 б 800 0,9 90 1О 000 1,6 )Х-100 180 36 000 1)4-100 МЛгс-М200 155100 7,0 640 24 000 1,5 )80 71 000 )0,0 640 * Носовое колесо самолета. рис )ОО термоупругиа пресс и — и рабочем полпжеиии; б — пропесс сборки способствуют н уменьшению разнотолщиннастн получаемой поковки.
Все поковки, отштамповапные в оптимальном режиме, наряду с хорошим заполнением ручья, высокой точностью размеров и шероховатостью поверх- ности, исключающей после травления последующую обработку реааиием за исключением мест переходов и фрезерования по контуру для удаления аблая, имеют разнотолщинность на длине 1700 мм не более 0,8 мм, спппиллизировлннля штамповка 44.
Параметры изотермнческой штамповки точных поковок из сплава Т! — бои Л) — бел У 2оо бп Рис. 99. Крупиогаблритмлп панель с лучевым оребреииом (соиоиил ил млгиичиого сплава Л)АЗ-) и режиме сигрлпллстичиости) тогда как прн штамповке по обычной технологии величина разнотолщинности достигает 3 мм. Описавный опыт штамповки точных поковок из титановых и магниевых сплавов позволяет сделать весьма важвый в практическом отношении вывод.
Для достижения существенного тех. нико-экономического эффекта, вкл)очающего уменьшение металлоеыкасти и энергоемкости технологического процесса штамповки, использование менее мощных и, соответственно, более дешевых прессов, далеко не всегда необходимо стремиться к достижению оптимальных температурно. скоростных условий сверхпластичности, соответствующих максимальным значениям показателя ш, в особенности, при деформировании сглавов, отличающихся высокой сверхпласти'.
пастью. Успешная штамповка крунногабаритных панелей из магниевых сплавов в режимах, соответствующих минимааьному уровню эффекта сверхпластичнастн (ш = 0,3-: 0,4), озна- чает для сплавов с более высоким уровнем сверхпластнчнасти возмож. ность осуществлять штамповку прн повышенных скоростях, равных номинальным скоростям рабочего хода серийных гидравлических прессов. а также в более широком температурном ивтервале, Это позволяет суще. ственно упростить конструкцию изотермических установок и снизить вх стоимость, а в ряде случаев, падоб. ных описанному, вообще от них отказаться. Пример 3. Пропесс штамповки цилиндрических и конических кольцевых оребренных оболочек на термоупругих прессах (ряс. 100), Сущность процесса заключается в том, чта усилие деформировання создается за счет термического расширения инструмента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
