UA20935U - Процес обробки дротяної заготовки - Google Patents

Abstract

Процес обробки дротяної заготовки шляхом накопичення деформації багаторазовим повторенням циклів знакозмінної пластичної деформації заготовки зі збереженням її вихідних форми і розміру через багатокутну систему пересічних каналів із трьома і більше осередками деформації до сумарної величини, що забезпечує формування субмікрокристалічної структури, полягає в тому, що деформування здійснюють вигином з одночасним крутінням при протягуванні заготовки через багатокутну систему каналів, яка обертається навколо осі обробки, утворену не менше ніж трьома розташованими в одній площині і зміщеними від осі обробки профільними роликами, що обертаються відносно власної осі, з безупинною зміною положення площини вигину в просторі.

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до обробки металів тиском і може бути використана для структурної обробки 2 накопиченням знакозмінної деформації, формування при цьому сприятливого для властивостей структурного стану, переважно дротових заготовок на основі кольорових і тугоплавких металів і сплавів, а також композиційних матеріалів.

Одним з перспективних способів обробки, що дозволяє досягнення великих однорідних деформацій без зміни перерізу заготовок, вважається рівноканальне кутове пресування з кутом перетинання двох каналів 223-902 |В.М. 70 Сегал та ін. Пластична обробка металів простим зсувом // Метали, Мої, 1981, с.115-123). Багаторазове повторення циклу обробки забезпечує у вихідному перерізі наноструктурний стан, отримані матеріали мають унікальні механічні і фізичні властивості.

Недоліки способу зв'язані з високим силовим режимом і жорсткими умовами роботи інструментального оснащення, обумовленими високою разовою інтенсивністю деформації. т Деякі обмеження можуть бути зняті застосуванням способу обробки і конструкції інструмента з дрібним режимом деформування при куті пересічних каналів 942602 |А.с. 703203 СРСР 8В21У5/00, надрук. 15.12.1979). У відомому способі деформування заготовки роблять шляхом її зворотно- поступального переміщення в каналі постійного перерізу, що складає з двох ділянок, розташованих одна відносно іншої під кутом е-87-889.

Спосіб забезпечує структурне пророблення металу штучних заготовок, заліковування мікронесуцільностей при низькому рівні силового режиму, розширює можливості обробки більш широкого кола матеріалів. Разом з тим не містить рішень стосовно до обробки довгомірних дротових заготовок.

У практиці волочіння відомо, що знакозмінний вигин дроту приводить до підвищення його пластичності так, що при наступному волочінні в деяких випадках дозволяє навіть виключити проміжні відпали |Воробйов Т.М.

Дослідження знеміцнення деформацією холоднокатанної сталі // Ізв. АН СРСР, Метали, 1983, Мо2, с.146-1501.

Знакозмінна деформація підготовляє структуру металу до інтенсивної фрагментації при наступному - монотонному процесі формозміни волочінням.

Аналіз існуючого рівня техніки свідчить про актуальність проблеми удосконалення способу накопичення деформацій у заготовці як ефективного шляху структурного пророблення, розширення області його застосування ю зов комбінації до і після традиційної монотонної формозміни, зниження трудомісткості.

Як найближчий аналог обраний спосіб рівноканального багатокутового пресування |патент України 62615А, о

В21С1/00, надрук.15.12.2003), заснований на деформації простим зсувом з накопиченням її шляхом о багаторазового повторення циклів пресування заготовки в дрібному режимі зі збереженням її вихідних форми і розмірів через багатокутову систему пересічних каналів із трьома і більш осередками деформації до сумарної (2

Зз5 Величини, що забезпечує формування субмікрокристалічної структури. с

Рівноканальне багатокутове пресування (РКБКП) реалізується з використанням конструкції інструмента з чотирьох і більш пересічних під кутом 6 від 60 і більш градусів каналів втулок однакового перерізу, рівного перерізу заготовки. За рахунок співвісного виконання каналів вхідної і вихідної втулок забезпечується співвісна траєкторія входу заготовки і виходу виробу, що полегшує процес обробки і підвищує його надійність. « 20 Параметри конструкції інструмента 9.-802, 242-702 і 243-802 забезпечують дрібний режим деформації (ект), що шв с дозволяє розширити область застосування рівноканального кутового пресування на маломіцні і малопластичні метали і сплави, не знижуючи продуктивності в цілому. )» Недолік найближчого аналога складається у відсутності рішень по накопиченню пластичних деформацій і структурному проробленню довгомірних дротових заготівок діаметром менш 3,Омм.

Загальними ознаками найближчого аналога і корисної моделі процесу, що заявляється, є: накопичення ко деформації багаторазовим повторенням циклів знакозмінної пластичної деформації заготовки і збереженням Її первісних форми і розміру через багатокутову систему пересічних каналів із трьома і більш осередками о деформації до сумарної величини, що забезпечує повноту структурного пророблення і формування

Ге) субмікрокристалічної структури.

В основу корисної моделі поставлена задача розширення області застосування процесу накопичення о знакозмінних деформацій на дротові заготовки з кольорових і тугоплавких металів і сплавів, композиційних сп матеріалів, що дозволяє виготовляти дротові вироби з однорідною субмікрокристалічною структурою. Така структура, сформована до чи після монотонного етапу традиційної формозміни (волочіння), забезпечить підвищений рівень фізико-механічних властивостей і їх ізотропність.

Поставлена задача вирішується тим, що в операції накопичення деформації багаторазовим повторенням циклів знакозмінної пластичної деформації заготовки зі збереженням її вихідних форми і розміру Через с багатокутову систему пересічних каналів із трьома і більш осередками деформації до сумарної величини, що забезпечує формування субмікрокристалічної структури, відповідно до корисної моделі, деформування здійснюють вигином з одночасним крутінням при протягуванні заготовки через обертову навколо осі обробки во багатокутову систему каналів, утворену не менш трьома розташованими в одній площині і зміщеними від осі обробки профільними роликами, що обертаються у свою чергу щодо власної осі, з безупинною зміною положення площини вигину в просторі.

Відмінність складається також у тім, що в кожнім наступному циклі напрямок протягання та крутіння змінюють на протилежний. 65 Причинно-наслідковий зв'язок між відмітними ознаками і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Обрані прийоми й умови дій, їхня сукупність забезпечують досягнення поставленої мети -

накопичення знакозмінної деформації і сприятливе для властивостей структурне пророблення дротових заготовок з реалізацією високопродуктивної схеми обробки "з котушки на котушку".

Процес знакозмінної деформації вигином з обертанням деформуючої системи (безупинною зміною площини Вигину в просторі) сприяє формуванню однорідної субмікрокристалічної практично рівновісної структури в матеріалі заготовки.

Процес накопичення знакозмінної деформації вигином з одночасним крутінням сприяє інтенсивності структуроутворення і фрагментації структури.

Зміна напрямку протягання та крутіння в кожнім наступному циклі деформування забезпечує однорідність 7/0 бтруктурного пророблення в заготовці і можливість реалізації способу обробки за схемою "з котушки на котушку", знижує трудомісткість процесу накопичення деформації.

Перелік креслень. Приклади реалізації

На Фіг.1 схематично показаний пристрій, за допомогою якого реалізують процес обробки дротових заготовок вигином з одночасним крутінням при протягуванні через багатокутову систему каналів; на Фіг.2 - багатокутова /5 схема деформуючої системи Фіг.1;

Пристрій для реалізації процесу (Фіг.1) містить корпус деформуючої системи 1, встановлені в ньому з можливістю регулювання зсуву від осі обробки профільних роликів 2, котушки З із заготовкою 4. Корпус деформуючої системи 1 установлений з можливістю обертання навколо подовжньої осі (осі обробки), а ролики 2 у корпусі 1 закріплені з можливістю обертання щодо власних осей. У конкретному випадку виконана 4-х кутова 2о деформуюча система каналів, утворена чотирма роликами 2 з кутами перетинання 08.-9у)-709, 95-93-609 (Фіг.2). Швидкість обертання деформуючої системи п-1500...2000об/хв.

Приклад 1

Заготовка зі сталі 12Х18Н10Т 2 О4мм із вихідною міцністю сі-788МПа і відносним подовженням 5-30905.

Схема обробки: знакозмінна деформація вигином з одночасним підкручуванням заготовки при протягуванні через обертову 4-х кутову деформуючу систему, утворену чотирма профільними роликами (Фіг.1, 2). Кількість циклів накопичення деформації при зворотно-поступальному переміщенні заготовки - 5. Результат: підвищення межі З міцності до 902МПа при досить високій пластичності (5-50) і виняткової стабільності механічних властивостей.

Приклад 2.

Вихідну біметалічну заготівку на основі сплаву ніобій-титан Є 0,505мм волочили до Є 0,148мм. Межа міцності 3 зразка 0 0,148мм складала сі-773МПа, відносне подовження 5-1,395. Іншу вихідну біметалічну заготовку на с основі сплаву ніобій-титан Є 0,505мм піддавали 5 циклам знакозмінної деформації без зміни перерізу за схемою (Фіг.1, 2), а потім волочили по аналогічному маршруті до 2 0,14в8мм. Результат: знакозмінна багатоциклова Ме) деформація пропонованим способом у комбінації з наступною монотонною формозміною - волочінням) приводить о до більшого зміцнення до сі-817МПа з одночасним підвищенням пластичності ( 5-2,1495). Знакозмінна деформація підготовляє структуру сплаву до інтенсивної фрагментації при наступній монотонній деформації, с активізує процеси дисперсних виділень другої фази при наступній термічній обробці за рахунок підвищення щільності границь субзерен і місць фазоутворення, скорочення дифузійних шляхів і підвищення коефіцієнта дифузії титана, підвищує стабільність властивостей. «

Таким чином, за рахунок своїх відмітних ознак пропонований процес забезпечує формування специфічної однорідної дрібнокомірчастої структури в різних матеріалах, у тому числі і композиційних, дротових заготовок, З с підготовляючи Її до інтенсивної фрагментації при наступній традиційній деформації й обумовлюючи підвищення

І» фізико-механічних властивостей дротових виробів.

Пропонований процес доцільно використовувати при виготовленні, на технологічних стадіях до чи після традиційного монотонного волочіння, дротових виробів підвищеної якості і відповідального призначення в юю 45 металургійній, машинобудівній, електротехнічній і іншій галузях промисловості. о

Claims (2)

1. Формула винаходу се) с 20 1. Процес обробки дротяної заготовки шляхом накопичення деформації багаторазовим повторенням циклів знакозмінної пластичної деформації заготовки зі збереженням її вихідних форми і розміру через багатокутну сл систему пересічних каналів із трьома і більше осередками деформації до сумарної величини, що забезпечує формування субмікрокристалічної структури, який відрізняється тим, що деформування здійснюють вигином з одночасним крутінням при протягуванні заготовки через багатокутну систему каналів, яка обертається навколо осі обробки, утворену не менше ніж трьома розташованими в одній площині і зміщеними від осі обробки Гані профільними роликами, що обертаються відносно власної осі, з безупинною зміною положення площини вигину в просторі.
2. 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що в кожному наступному циклі напрямок протягання та крутіння змінюють на протилежний. 60 б5