SU515545A1 - Цилиндрическа сборна заготовка дл прессовани многослойных изделий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением.

Известна цилиндрическа  сборна  заготовка дл  прессовани  многослойных изделий, выполненна  из нескольких концентрично расположенных элементов из материалов с различной прочностью и жестко св занных с ними торцовых шайб.

Однако известна  заготовка позвол ет получать многослойные полуфабрикаты только из тех металлов, прочность которых при температурах прессовани  отличаетс  не более, чем на 25-50%.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение прочного сцеплени  и необходимой равиомерности слоев в многослойных прессованных полуфабрикатах из металлов, различающихс  в 2-30 раз по прочности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что торцова  шайба с заходной стороны заготовки выполнена из материала, соответствующего материалу наиболее прочного из ее элементов , с толщиной, составл ющей 20-25% от наружного диаметра сборной заготовки, а втора  шайба выполнена из материала, соответствующего материалу любого из элементов заготовки, с толщиной, составл ющей 5-20% от упом нутого диаметра.

На фиг. 1 показана сборна  заготовка, состо ща  из концентрично расположенных елоев (втулок) 1 и 2 из разнородных металлов, шайбы 3 с выходного конца, толщиной не менее 20% от наружного диаметра сборной заготовки , выполненной из наиболее прочного материала заготовки, и шайбы 4 с ут жиииого конца толщиной, равной 5-20% от наружного диаметра заготовки, выполненной из любого материала заготовки.

На фиг. 2 показана сборна  заготовка, состо ща  из концентрично расположенных слоев (втулок) 1 и 2 и стержн  5 из разнородных металлов, шайбы 3 с выходного конца и шайбы 4 с ут жинного ко1ща.

В зависимости от назначени  многослойного прессованного издели  слои соедин емых металлов могут быть скомбинированы по-разному.

Шайба 3, выполненна  из более прочного металла толщиной не менее 20% от наружного диаметра заготовки, иреи тствует вытеканию менее прочного металла нри неустановившемс  процессе прессовани  и обеспечивает равномерное течение разнородцых металлов при установившемс  процессе прессовани  как единого целого.

Кроме того жестко соединенные с концентрично расположенными сло ми шайбы 3 и 4, создава  надежную герметичность, обеспечивают безокислительный нагрев соедин емых поверхностей на воздухе до температур ирессовани , что позвол ет использовать предлагаемые заготовки дл  получени  многослойных полуфабрикатов из легкоокисл ющихс  металлов и сплавов с пределами прочности, различающимис  более, чем на 50%. Пример 1. Сборна  заготовка дл  прессовани  биметаллических труб из ниоби  и нержавеющей стали. Втулки 1 и 2 изготавливают токарной обработкой из прессованных прутков ниоби  и сортового проката нержавеющей стали марки IX18H9T. После тщательной промывки и протирки втулку 2 из ниоби  вставл ют во втулку 1 из нержавеющей стали. Наружный диаметр сборной заготовки 83 мм. Шайбу 3 из ниоби  толщиной 20 мм и шайбу 4 из нержавеющей стали толщиной 8 мм припаивают к концентрично расположенным сло м (втулкам ) в печи элеваторного типа в вакууме 5-10-5 .jiyj p-f f,f через подслой из сплава на никелевой основе с температурой плавлени  1250±50°С. Припой в виде фольги толщиной 0,1-0,2 мм укладывают между шайбами 3 и 4по торцовым поверхност м 6. Дл  лучшего сдеплеии  шайб со сло ми металлов пайку провод т под нагрузкой (удельное давление 0,002-0,003 кг/мм). Режим пайки: температура 1270°С, врем  выдержки 5мин, охлаждение в вакууме до ШО°С. Методом пайки в вакуумной печи одновремеино получают от 20 до 40 сборных заготовок . Сборные заготовки перед прессованием нагревают на воздухе до температуры 1000°С и прессуют иа вертикальном гидравлическом прессе усилием 600 т из контейнера 0 85 мм. Металлографические исследовани  обточенных биметаллических труб ниобий+сталь 1Х18П9Т сечением 0 40X4 мм с пределами прочности при температуре деформации 14 кг/мм и 4 кг/мм соответственно, т. е. отличающимис , более, чем на 70% показали, что слои соедин емых металлов имеют равномерную толщину по сечению и длине издели . При толщине наружного сло  3,0 мм и внутреннего сло  1,0 мм разнотолщинность составл ет 10-15%. При определении прочности сцеплени  слоез кольца от биметаллических труб сплющиваютс  без разрушени  до соприкосновени  внутренних стенок, что свидетельствует о высокой прочности сцеплени  разнородных металлов . Пример 2. Сборна  заготовка дл  прессовани  биметаллических труб из жаропрочного ииобиевого сплава ВН5АЭ (системы NB-МО-Zr-С) и жаростойкого ниобиевого сплава ВН7 (системы NB-Ti-А1). Втулку 1 (сплав ВН5АЭ) и втулку 2 (сплав ВН7) изготавливают из прессованных прутков токарной обработкой. После тщательной промывки и протирки втулку 2 вставл ют во втулку 1. Наружный диаметр сборной заготовки 83 мм. Шайбу 3 из сплава ВН5АЭ толщиной 20 мм и шайбу 4 из сплава ВН7 толщиной 8 мм припаивают к концентрично расположенным сло м (втулкам) в нечи элеваторного типа в вакууме 5-10- мм рт. ст. через подслой титановой фольги толщиной 0,1-0,2 мм, которую укладывают между шайбами 3 и 4 по торцовым поверхност м 6. Режим пайки: температура нагрева 1700°С, врем  выдержки 5 мин, охлаждение в вакууме до . Сборные заготовки прессуют на вертикальном гидравлическом прессе усилием 600 т из контейнера 0 85 мм при температурах 1150- 1200°С. Нагрев сборных заготовок перед прессованием производ т в индукционной печи на воздухе. При температуре прессовани  1200°С сплав ВН5АЭ имеет кг/мм, а сплав ВН7 - ,0 кг/мм, т. е. прочность сплавов отличаетс  более, чем на 90%. Металлографические исследовани  показали , что при толщине наружного сло  из сплава ВН5АЭ - 2,5 мм и внутреннего сло  из сплава ВН7 - 1,5 мм разиотолщинность колебалась в пределах 10-15%. При определении прочности сцеплени  слоев кольца от биметаллических труб Сплющиваютс  без разрушени  зоны соединени . Пример 3. Сборна  заготовка дл  прессовани  многослойных прутков из ниобиевого сплава ВН5АЭ, плакированного хромовым сплавом ВХ2И через подслой из молибденового сплава ВМ1. Втулку 1 из хромового сплава ВХ2И, втулку 2 из молибденового сплава ВМ1 и стержень 5 из ниобиевого сплава ВН5АЭ изготавливают из прессованных прутков токарной обработкой. После промывки и протирки втулку 2 вставл  ют во втулку 1, а затем внутрь этих втулок вставл ют стержень 5. Наружный диаметр сборной заготовки 93 мм. Шайбу 3 из сплава ВМ1 толщиной 22 мм и шайбу 4 из сплава ВХ2И толщиной 10,0 мм приваривают к торцам копцентрично расположенных втулок и стержн  диффузионной сваркой в вакууме о- 0 мм рт. ст. Максимальна  прочность сцеплени  шайб 3 II 4 с цилиндрическими заготовками достигаетс  при 1000°С в течение 15 мин при удельном давлении 2,5-3,0 кг/мм. Прессование многослойных прутков 040мм осун1,ествл ют па горизонтальном гидравлическом прессе усилием 1000 т из контейнера 0 95 мм. Нагрев сборных заготовок до температуры прессовани  1500°С осуществл ют в индукционной печи на воздухе. При температуре прессовани  сплав ВМ1 имеет 0В 30 кг/мм, сплав ВН5АЭ - аВ 10 кг/мм2, а сплав ВХ2И - аВ 2,0 кг/мм, . е. прочность сплавов отличаетс  более, чем на 90%. Металлографические исследовани  биметаллических прутков 0 30 мм после отбочки показали , что при толщине наружного сло  из сплава ВХ2И - 6,0 мм, подсло  из сплава ВМ1 - 3,0 мм и диаметре стержи  из сплава ВН5АЭ - 12 мм разнотолщинность колеблетс  в пределах 10--15%.

Прочность сцеплени  слоев на многослойных прутках не определ лась, так как они предназначались дл  теплого волочени .

Испытани  показали, что предлагаема  сборна  заготовка дает возможность получить надежное соединение двух и более разнородных металлов, различающихс  по прочности при температурах прессовани  более, чем на 50%, чего не обеспечивала известна  заготовка; обеспечивает равномерное течение двух и более разнородных металлов, что дает возможность получить многослойные полуфабрикаты с высокой равномерностью слоев по сечению и длине издели  (разнотолщинность в пределах 10-15%, против 20-50% при прессовании из известных заготовок); обеспечивает надежную герметичность сопр гаемых поверхностей из легкоокисл ющихс  металлов при нагреве на воздухе и позвол ет использовать известное оборудование; повышает производительность труда при получении сборных заготовок в 5-10 раз по сравнению с известной заготовкой.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цилиндрическа  сборна  заготовка дл  прессовани  многослойных изделий, выполненна  из нескольких концентрично расположенных элементов из материалов с различной прочностью и жестко св занных с ними торцовых шайб, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества сцеплени  элементов , различающихс  в 2-30 раз по прочности , торцова  шайба с заходной стороны заготовки выполнена из материала, соответствующего материалу наиболее прочного из ее элементов, с толщиной, составл ющ,ей 20-

   25% от наружного диаметра сборной заготовки , а втора  шайба выполнена из материала, соответствующего материалу любого из элементов заготовки, с толщиной, составл ющей Г;-20% от упом нутого диаметра.