| Приоритети: | Изобретението се отнася до обработката на метали чрез налягане и може да се използва при производството на железопътни колела. Непрекъснато отлетият слитък се нарязва на отделни заготовки и се сортира според размера на дефектите в аксиалната зона. Ако размерът на дефекта надвишава 30 мм, детайлът се обработва. След това останалите детайли се разгъват между горната и долната плоча на пресата, разгъват се в пръстена, разпръскват се с лепене на отвори, пробиване на отвори, формоване, валцуване и калибриране. Разпръскването на заготовки с размер на дефекта до 10 mm се извършва върху заготовка за щанцоване. Разпръскване на детайли с размер на дефекта 10-30 мм - върху куха подщанцова плоча. Настилката на отвора се прави с диаметър 0,5-0,6 от диаметъра на зашивания отвор. Преди източване заготовките се нагряват до 1260-1280 o C. В резултат на това се осигурява по-пълно отстраняване на разваления метал от тялото на заготовката. 1 з.п. f-ly, 3 ил.
Чертежи към патент България 2139768
Изобретението се отнася до обработката на метали чрез налягане и може да се използва при производството на железопътни колела от непрекъснато отлети слитъци.
Известни методи за производство на твърдо валцовани колела от блокове, отлети в матрици. Както е известно, в процеса на изливане на метал и неговото втвърдяване от него се отделят газове и неметални вещества.включвания.
Тези газове и неметални включвания, които не достигат до кухината на свиване, са разположени в слитъка вертикално по оста му. Технологичният процес на производство на колела от такива слитъци е разработен по такъв начин, че при пробиването на централния им отвор металът, замърсен с газове и неметални включвания, попада в моста, който се отстранява по време на неговото втвърдяване. Следователно в тялото на колелото остава чист метал, което повишава неговата якост на умора при циклично натоварване на продукта, който е колелото [1, с. 26-38].
При леене на слитък на машина за непрекъснато леене металът, втвърден във формата, преминава през неговите вертикални, криволинейни и хоризонтални участъци. Следователно газовете, отделени от металните и неметалните включвания, не се издигат по оста на слитъка, както е в случая на формата, а започвайки от извитата част, към външната повърхност, образувайки, така да се каже, ексцентричност между оста на слитъка и условната ос на натрупаните включвания. В този случай пробиването на централния отвор в детайла или колелото и премахването на джъмпера съгласно съществуващата технология [1] не само не изключва, но и гарантира наличието на неметални включвания в тялото на колелото. Известен е метод за производство на железопътни колела от непрекъснато отлят слитък, който се състои в нарязване на слитъка и раздробяването му на заготовки чрез оформяне на шийка при съотношение 2,0 > H/D> 0,9, където H е височината на гърлото, а D е диаметърът [2] . Въпреки това, при рязане на слитък и раздробяването му на заготовки, от двата края на слитъка се образуват неравномерни гърла, което води до факта, че когато се монтират върху долната пресова плоча преди разгъване, заготовките се накланят, което в процеса на деформация води до непредвидима промяна в позицията на металната зона с неметални включвания в тялото на колелото. Това води дозапазване на неметални включвания и аксиална хлабавост в главината на готовото колело.
Най-близък по техническа същност и постигнат резултат до предложеното изобретение е методът за производство на железопътни колела, извършен в Нижни Тагилски железодобивни заводи. Методът на деформация включва нагряване на заготовки от непрекъснато отлят слитък, тяхното извиване върху гладки плочи, изваждане в пръстен, разпръскване на заготовката с лепене, пробиване на заготовката на преса със сила от 500 tf, формоване на преса със сила от 7000 tf, валцоване на мелница за колело и окончателно калибриране на преса от 3000 tf. В този случай детайлът се ускорява с нанасяне на лепене по такъв начин, че диаметърът на лепене да е равен на диаметъра на пробития отвор [3]. Въпреки това, когато детайлът се деформира съгласно съществуващата схема, повредената част от детайла не се отстранява от него, а остава в крайния продукт, което води до отхвърляне на колелата за такива дефекти като дефект на главината, черупка на главината.
Целта на изобретението е по-пълно отстраняване на повреден метал с аксиална хлабавост и неметални включвания от тялото на детайла в процеса на тяхната деформация на линията за пресоване.
Проблемът се решава чрез промяна на технологията на лепене и пробиване на аксиалната зона. Когато детайлът се деформира, се прави отвор, равен на 0,5 - 0,6 от диаметъра на отвора, който ще се шие. Тази операция се извършва върху глуха подщанцова плоча за детайли с дефекти в аксиалната зона до 10 mm и върху куха подщанцова плоча за детайли с дефекти в аксиалната зона 10-30 mm. А температурата на нагряване на заготовката за деформация се поддържа на ниво 1260 - 1280 o C.
Същността на изобретението е илюстрирана с чертежи, които показват: Фиг. 1 - схема на деформация на детайла спредварително замазване на отвора преди мигане; Фиг. 2 - схема на деформация на детайла с използване на глухи и кухи под-щанцови плочи; Методът е както следва.
Нарязаните части се нагряват в пръстеновидна пещ. От пещта детайлът 1 се подава последователно от подов кран към долната кримпваща плоча, преса със сила от 3000 tf, където се извършва разгъване между горната 2 и долната 3 плоча. След това детайлът се компресира в пръстена за калибриране 4, докато се напълни напълно. Детайлът запълва пръстена, след което пръстенът с детайла в него се премества на масата за пробиване. Пръстенът с детайла се поставя върху щанцоваща плоча на пробивната маса и се центрира върху гнездото на пръстена за калибриране. Щанцът 5 се завърта под оста на пресата, която е фиксирана върху една от колоните на пресата, а металът се преразпределя между централната и периферната част на детайла (дисперсия) и отворът се бастира. Тази операция се извършва върху заготовка за щанцова плоча 6 за детайли с дефекти в аксиалната зона до 10 mm и върху куха плоча за щанцоване 7 за детайли с дефекти в аксиалната зона от 10-30 mm. В същото време температурата на заготовките по време на пресоване се поддържа на ниво от 1260-1280 o C.
След това детайлът се изважда от под оста на пресата и се прехвърля към пресата 500 tf чрез трансмисионен механизъм, където отвор 8 се пробива в детайла.
При съществуващата схема за производство на колела (прототипна технология) размерът на предвидения отвор е равен на диаметъра на зашития отвор.
В този случай най-замърсената аксиална зона на метала се премества в главината и дори в диска на колелото. Експериментите върху деформацията на заготовки с отвори с различни диаметри, симулиращи кухина на свиване, показаха, че по време на разгъванепосоченият отвор се запълва с почти свиващи се слоеве метал, които след това се отстраняват по време на пробиване. При такава схема кухината за свиване е полезна и нейният диаметър, с централното разположение на оста, може да бъде равен на диаметъра на пробития отвор. При деформиране на детайли от непрекъснато отлят слитък с голямо развитие на аксиална дефектна зона, диаметърът на бастинга трябва да бъде значително по-малък от диаметъра на пробития отвор. Експериментално е установено, че най-оптималният размер на планирания отвор е 0,5-0,6 от диаметъра на отвора, който ще се шие. Предложеният температурен диапазон от 1260-1280 o C преди тягата осигурява за колелата лека асиметрия на потока и концентрацията на аксиалната зона при екструдиране и отстраняване на отпадъци по време на последващо изпаряване. По време на обвиването и последващото разпръскване на метала, цялата зона с ниско качество на оригиналните заготовки се концентрира в обема на моста, образуван в центъра, който след това се пробива с екструзия с диаметър 160-170 mm. Нагряването на заготовките преди източването им до температура над 1280 o C е нежелателно поради увеличаване на дефектите в шлаката, понижаването на температурата на нагряване до по-малко от 1260 o C е непрактично поради намаляване на пластичността на заготовката и влошаване на геометрията на колелото.
Пример В цеха за валцуване на колела на завода за желязо и стомана в Нижни Тагил, при производството на експериментална партида от 220 броя железопътни колела, бяха използвани заготовки за парчета с тегло 4755 kg, изрязани на триони Wagner от непрекъснато лят слитък с диаметър 430 mm.
След рязане заготовките бяха изследвани и сортирани според размера на дефектите в аксиалната зона: 1) диаметър на аксиалната порьозност или дължина на пукнатината в аксиалната зона до 10 mm; 2) диаметър на аксиалната порьозност или дължина на счупване на аксиалната зона 10-30 mm.
С аксиаленпорьозност на заготовки с повече от 30 mm бяха отхвърлени. След това заготовките се нагряват на групи в продължение на 4,5-5,5 часа. Заготовките се подават от пещта с подов кран и се разгъват върху гладки плочи върху преса със сила 3000 tf. Тягата на детайла се извършва с 40-50%, за да се отстрани мащаба. След това детайлът се компресира в пръстена за оразмеряване, докато се напълни напълно, и се ускорява с лепене с щанца с диаметър на лепене 100 mm.
Тази операция беше извършена върху заготовка за щанцоване за детайли с дефекти в аксиалната зона до 10 mm и върху куха щанцова плоча за детайли с дефекти в аксиалната зона 10-30 mm. Преди разрушаване температурата на заготовките се поддържа на 1260-1280 o C.
При нанасяне на бастинга обемът на изместения метал е 628 куб.м. cm (според технологията на прототипа 1282 куб. cm), а масата на отстранения метал при пробиване на отвор с диаметър 170 mm на преса от 500 tf нараства до 11,5 kg (5 kg според прототипа) (виж фиг. 3).
Използването на предложеното техническо решение в сравнение с търкалянето на колела съгласно прототипната технология направи възможно намаляването на отхвърлянето на колела за такива дефекти; - сгъване на главината - 1,2-1,3 пъти; - разкъсване на главината - 2,0-2,2 пъти; отхвърлянето на заготовки поради дефекти в аксиалната зона намалява с 15%.
Данните за качеството на сравнителните партиди експериментални колела и тези, произведени по възприетата технология, показват, че технологията, предложена от изобретението, позволява решаването на задачата, а именно да се осигури отстраняването на повредената зона от заготовките на колелата.
Сравнителният анализ на предложеното техническо решение и прототипа показва, че предложеното техническо решение за деформация на заготовки на линията за пресоване се различава от съществуващите досега методи, което потвърждава съответствиетокритерий "Новост".
Анализът на патенти и научна и техническа литература не разкрива използването на предложените методи, което отличава новото решение от неговия прототип и ни позволява да заключим, че то отговаря на атрибута "изобретателска стъпка".
Използвана литература: 1. Г. А. Бибик, А. М. Йофе и др., Производство на железопътни колела, М. Металургия, 1982 г., стр. 26-38.
2. В.Я. Генкин. Непрекъснато лети кръгли заготовки, М. Металургия, 1984, стр. 87-105.
3. Производство на пълновалцовани колела.Технологична инструкция. TI-102-P. СП-14-93. ОАО "НТМК"
ИСК
1. Метод за производство на железопътни колела от непрекъснато отлят слитък, включващ рязане на слитъка на заготовки, извиване на заготовките между горната и долната плоча на пресата, изваждането им в пръстена, разпръскване с дупка, пробиване на дупки, както и формоване, валцуване и оразмеряване, характеризиращ се с това, че след рязане заготовките се сортират според размера на дефектите в аксиалната зона и заготовките с дефект по-голям от 30 mm се отхвърлят, заготовките с дефекти в аксиалната зона до 10 mm се разпръскват върху глуха плоча за щанцоване, заготовките с дефекти в аксиалната зона от 10-30 mm се разпръскват върху куха плоча за щанцоване и отворът се залита с диаметър 0,5-0,6 от диаметъра на отвора, който ще се пробие.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че преди изваждане детайлът се нагрява до 1260-1280 o C.