Изотермическая штамповка

By | 17 августа, 2011

Изотермическая штамповка

Процессы изотермического деформирования отличаются от обычных, традиционных способов горячей штамповки тем, что формирование нагретой заготовки осуществляют в инструменте, нагретом до температуры деформации заготовки. Термин «изотермическая штамповка» характеризует суть процесса, а не температуру штампуемого металла, которая в процессе деформирования будет повышаться вследствие теплового эффекта деформации.

Высокотемпературным изотермическим деформированием из легированных сталей, титановых и жаропрочных сплавов можно получать заготовки разнообразных конфигураций. Особенности изотермического деформирования обусловливают область его применения:

• для малопластичных металлов, не поддающихся обработке давлением в обычных условиях, и штамповки заготовок;

•     для деталей с элементами небольшой толщины (высокие и узкие ребра, тонкие полотна), которые в обычных условиях можно получить только с большими напусками;

•     при требованиях повышенной точности, особенно для деталей из дорогостоящих материалов;

•     для крупногабаритных деталей, требующих в обычных условиях оборудования повышенной мощности;

•     для изделий, к качеству и надежности которых предъявляются повышенные требования.

Для изотермического деформирования применяют гидравлические прессы. При этом скорость деформации может быть сколь угодно малой, нижний предел ее ограничен только производительностью процесса. Уменьшение скорости деформации приводит к снижению сопротивления металла деформированию по сравнению с условиями горячей штамповки, что позволяет использовать для изотермической штамповки менее мощное оборудование и сэкономить производственные площади и энергию. Это особенно важно при получении крупногабаритных и сложных поковок типа балок, дисков, кронштейнов и т. д. Штамповка таких деталей в обычных условиях бывает невозможной из-за недостаточной мощности оборудования, что приводит к необходимости большого числа нагрева и переходов или к созданию нового, часто уникального и дорогостоящего оборудования большой мощности.

При изотермической штамповке в отдельных случаях можно упростить конструкцию и узлы машины заменой сборных деталей на монолитные. Условия изотермической штамповки расширяют возможности многоштучной штамповки, особенно заготовок несложной формы, для которых трудоемкость изготовления инструмента небольшая.

Большим преимуществом изотермического деформирования является повышение пластичности обрабатываемого материала, что связано с более полным протеканием разупрочняющих процессов, а также с «залечиванием» микротрещин при пониженных скоростях деформации. Это создает условия для деформирования малопластичных материалов (например, чугуна).

Так, на рис. 2.42 представлена зависимость предельной деформации серого чугуна при осадке от скорости деформирования при температуре испытания 900 °С [50]. Из рисунка видно, что при малых скоростях деформирования, т. е. в области изотермического деформирования, пластичность серого чугуна значительно возрастает, что позволяет осуществить формоизменение путем деформирования .

Изотермическая штамповка

Точность заготовок, полученных в изотермических условиях, значительно повышается в результате уменьшения:

•     упругих деформаций системы пресс—штамп из-за снижения сопротивления деформированию штампуемого металла и усилия штамповки;

•     колебаний температуры деформации (следовательно, большей стабильности геометрических размеров штампованных заготовок);

•     толщины дефектного слоя и улучшения качества поверхности заготовки в результате меньшего взаимодействия металла с окружающей средой при снижении температуры деформации и использовании эффективных защитно-смазочных стеклянных покрытий;

•     остаточных напряжений в объеме штампованной заготовки, что уменьшает ее коробление при остывании и термообработке и улучшает качество.

В изотермических условиях штампуют заготовки с небольшими штамповочными уклонами или без них, с резкими перепадами сечений, малыми радиусами переходов и припусками на механическую обработку.

Основные преимущества процесса:

•     повышение пластичности металла, возможность деформирования малопластичных материалов или получение больших деформаций для обычных материалов;

•     возможность получения параметра шероховатости поверхности заготовок Rz — 20-^3,2 мкм, точности до 11-го, 12-го квалитетов;

•     улучшение структуры, повышение механических свойств и качества металла;

•     уменьшение или полное устранение припусков, снижение трудоемкости механической обработки на 25-60 %;

•     повышение Ки м до 0,3-0,6;

•     уменьшение усилия деформирования в 5-10 раз.

К недостаткам изотермической штамповки относятся:

•     большие трудоемкость изготовления и стоимость штамповой оснастки;

•     низкая производительность процесса;

•     усложнение технологического процесса за счет применения стеклянных смазочных материалов, необходимость дополнительного оборудования для их нанесения и удаления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *