Устройство для горячего изотермического деформирования — SU 1712052 (original) (raw)
(21) 4339680/27 (22) 07.12.87,(46) 15.02.92. Бюл, М 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им,А.И. Целикова (72) Н,Н.Грунин, Г.А,Кривонос, А.Г.Сергеев, О.М.Шухат, А.П.Шляхин и Ю.В.Джуромс (53) 621,73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 806225, кл. Ц 21 1 13/02, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и м.б, использовано при изготовлении штампованных поковок в изотермических условиях, Цель изобретения - снижение энергозатрат на нагрев деформирующего инструмента и повышение эксплуатационной надежности устройства, Устройство состоит из подштамповых вставок, опирающихся на подштамповые плиты и пакеты, собранные из чередующихся между собой плит из жаропрочных сплавов и керамики, С помощью штамподержателей все эти детали крепятся к опорным водоохИзобретение относится к обработке ме-. таллов давлением и может использоваться при изготовлении штампованных поковок в изотермических условиях,Цель изобретения - снижение энергозатрат на нагрев штампового инструмента и повышение эксплуатационной надежности устройства за счет обеспечения возможнрсти передачи давления штамповки.на опорную плиту не только через керамику в промежуточных плитах, но и через, нагреватель, размещенный в подштамповой плите, 1712052 А лаждаемым плитам, Снаружи устройство оснащено разъемным теплоизоляционным кожухом. Между опорными плоскостями подштамповой плиты и контактирующей с ней одной из металлических плит опорного пакета образована замкнутая полость, в ко- торой параллельно опорной плоскости деформирующего инструмента расположен ленточный нагреватель и охватывающие его слои электроизоляционной керамики, выполненной, например, из окиси алюминия. Выводы нагревателя расположены на плоскостях диаметрально разнесенных выступов подштамповой плиты, проходящих через соответствующие окна в боковой стенке штамподержателей. Ленточный слой нагревателя может быть изготовлен посредством плазменного напыления. Благодаря замене спирального нагревателя ленточным повышается его надежность и сокращаяется время на нагрев инструмента, так как нагрев осуществляется контактной теплопроводностью, Давление штамповки передается на опорные плиты не только через керамику, но и через нагреватель, так как отсутствуют выборки под него в подштамповой плите. 1 з,п.ф-лы, 2 ил. Замена спирального нагревателя на ленточный ведет к повышению его надежности.На фиг, 1 показано устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - нижняя подштамповая плита устройства с нагревателем и контактирующая с ней плита опорного пакета.Устройство для горячего изотермического деформирования состоит(см.фиг,1) из штамповых вставок 1 и 2, опирающихся через подштамповые плиты 3 и 4, на собранные в пакет, чередующиеся между собой плиты 5 из жаропрочных сплавов (ЖС 6 У) и5, 10 15 20 25 30 40 50 55 керамики б ситал, бакор), С помощью штамподержателей 7 и 8 перечисленные выше детали притягиваются к опорным водоохлаждаемым плитам 9 и 10, Снаружи устройство оснащено разъемным теплоизоляционным кожухом 11. В каждой из подштамповых плит 3 и 4 выполнено углубление (см,фиг,2) по всей опорной плоскости плиты, Это углубление заполнено слоями электроизоляционной жаропрочной керамики 12, например окисью алюминия, между которыми располагается контактиру,ющий с керамикой ленточный нагреватель 13. Слои нагревателя, таким образом, плотно охвачены со всех сторон электроизоляционной керамикой и расположены в плоскости, параллельной опорной поверхности штампового инструмента 1 и 2, Так как подштамповая плита (например, нижняя 4) контактирует с верхней из металлических плит 5 опорного пакета, то опорные плоскости плит 4 и 5 образуют замкнутую полость с керамикой, охватываемой ею, и выполняют роль предохранительного чехла для нагревателя. Последний выполнен из материала, обеспечивающего тепловыделение необходимой мощности для нагрева штамповых вставок 1 и 2 до 500 - 1000 ОС, Выводы нагревателя 13 располагаются на плоскостях выступов 14 (см.фиг.2) подштамповых плит 4 и 5, проходящих через соответствующие окна, выполненные в боковой стенке штамподержателей 7 и 8 (см,фиг.1), К этим выводам нагревателя 13 подсоединяются водоохлаждаемые контакты 15 шинопровода от источника электрического тока (см, фиг,1).Устройство работает следующим образом. После сборки устройства и соединения токопроводящего слоя с источником электроэнергии штамповые вставки 1 и 2 смыкают ходом траверсы пресса (не показан) и на нагреватель 13 подают напряжение до36 В,Через промежуток времени, зависящийот интенсивности тепловыделения в ленточном нагревателе 13 и теплоизоляции как в осевом, так и в радиальном направлениях, штамповые вставки 1, 2 разогреваются до 500 - 1000 С посредством контактной теплопроводности, После этого электроснабжение нагревателей 13 переводится с помощью термопары (не показана) и пуско- релейной аппаратуры на режим автоматического поддержания температуры, Интенсивность тепловыделения (нагрева)зависит от плотности тока в сечении нагревателя 13 и может достигать в конструкции 50 - 70 А/мм, что в 5 - 8 раз выше по сравнению с открытыми спиральными нагревателями из проволоки, В процессе автоматического поддержания температуры штамповых вставок 1 и 2 в них можно осуществлять горячее деформирование металлических заготовок в изотермических условиях,Плоский ленточный нагреватель можно выполнить, например, плазменным напылением. При этом на плоскость подштамповой плиты, обращенной к штамповой вставке, напыляется слой, например, окиси алюминия толщиной 0,3 - 0,5 мм. Затем с помощью маски (трафарета) напыляется слой электро- проводного материала - нагреватель, например, сплав ЖСбУ, вольфрам, двойной нихром и др. (толщиной 0,3-0,5 мм), При этом выводы нагревателя располагаются вне горячей зоны устройства и могут охлаждаться посредством водоохлаждаемых контактов. Зону выводов нагревателя следует выполнять такой, чтобы плотность тока в них, а вместе с этим и тепловыделение было в 4 - 5 раз меньше, чем в горячей зоне. Последний слой толщиной 0,3 - 0,5 мм из окиси алюминия напыляется на нагреватель. При этом свободными от этого слоя оставляют выводы, Углубление под нагреватель и керамические слои могут быть выполнены и в плите, контактирующей с подштамповой плитой (в плите 5, показанной на фиг, 2), В этом случае роль предохранительного чехла будет выполнять плита 5.Предложенное устройство для горячего изотермического деформирования в сравнении с известным позволяет сократить время нагрева деформирующего инструмента и энергозатраты в 1,5 - 2 раза, Кроме того, предложенное устройство позволит повысить контактное давление на опорной поверхности подштамповой плиты вследствие отсутствия выборок под нагреватель,Формула изобретения 1. Устройство для горячего изотермического деформирования, содержащее противоположные охлаждаемые опорные плиты и смонтированный на них штамповый блок с охватывающим его теплоизоляционным кожухом, состоящий из двух половин, каждая из которых содержит собранные в пакет чередующиеся между собой теплоизоляционные керамические и металлические плиты, а также подштамповую плиту с нагревателем, и установленный на этом пакете деформирующий инструмент, связанный с опорной плитой посредством штамподержателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на нагрев деформирующего инструмента и повышения эксплуатационной надежности устройства, упомянутый нагреватель выполнен в виде расположенного в плоскости, параллельной опорной поверхности,деформирующего инструмента, ленточного слоя, который охвачен со всех 5 сторон контактирующими.с ним слоями электроизоляционной жаропрочной керамики, размещенной между подштамповой и контактирующей с ней одной из металлических плит упомянутого пакета в замкнутом 10 пространстве, образованном их опорными плоскостями и внутренней боковой поверхностью углубления, выполненного в однойИЗ ЭТИХ ПЛИТ. 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что подштамповая плита снабжена боковыми выступами, пропущенными через соответствующие окна, выполненные в боковой стенке штамподержателя с расположенными в этих выступах токоподводящими концевыми участками нагревателя., лини дакто Производственно-и аказ 492 ,ВНИИПИ,Го Составитель О, КорабельниковТехред М.Моргентал Корректор О, Кравцова Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101