ШТАМП ДЛЯ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, с использованием интенсивной пластической деформации, и предназначена для получения нанокристаллических материалов с увеличенным уровнем механических свойств различных металлов и сплавов.
Известен по кн.: Процессы пластического структурообразования металлов, В.М.Сегал и др., Мн.: Навука i тэхыка, 1994 - ISBN5-343-01164-0, стр.92-93, штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж с установленной конической вставкой, состоящей из нескольких деталей, нижнюю опору, входной и выходной каналы, пресс-штемпель.
Недостатком этого штампа является то, что особенность его конструкции не предусматривает проведение ремонтных работ по восстановлению поверхностей стенок входного канала без замены его отдельных деталей.
Известный по патенту РФ №2252094, В21С 25/00, B21J 13/02, 5/00, от 16.09.2003, опубл. в БИ №14 от 20.05.2005, штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж с установленной вставкой, состоящей из нескольких деталей-сегментов, пересекающиеся плоскости которых сопряжены друг с другом с образованием входного канала, нижнюю опору, выходной канал и пресс-штемпель.
Недостатком данного штампа является то, что при проведении ремонтных работ по восстановлению поверхностей входного канала возникает необходимость дорабатывать конические поверхности вставки и бандажа. Доработка этих поверхностей приводит к увеличению финансовых затрат на поддержание штампа в рабочем состоянии в течение всего времени его эксплуатации и к значительному сокращению сроков эксплуатации штампа.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является изобретение по патенту РФ №2337774, В21С 25/00 от 25.09.2006, опубл в Бюл №31 от 10.11.2008, Штамп для равноканального углового прессования (варианты) относится к обработке металлов давлением. Штамп содержит бандаж с установленной вставкой, состоящей из нескольких деталей-сегментов, пересекающиеся плоскости которых сопряжены друг с другом с образованием входного канала, нижнюю опору, выходной канал и пресс-штемпель. Для каждой детали-сегмента вставки в бандаже выполнены направляющие, образующие с сопряженными деталями-сегментами вставки кинематические поступательные пары. В первом варианте каждая деталь-сегмент вставки выполнена в виде неполного сегмента цилиндра, ограниченного двумя пересекающимися плоскостями. Во втором варианте вставка выполнена в виде усеченной пирамиды с четырехугольным основанием и притупленными боковыми гранями. Форма деталей-сегментов вставки выполнена в виде ограниченной двумя взаимно-перпендикулярными пересекающимися плоскостями и отсекаемыми ими частью цилиндрической поверхности. В четвертом варианте вставка выполнена в виде усеченной пирамиды с четырехугольным основанием и притупленными боковыми гранями. В пятом варианте вставка выполнена в виде усеченной пирамиды с шестиугольным основанием с формой деталей-сегментов вставки, ограниченной радиусной поверхностью, двумя пересекающимися под углом 120° друг к другу плоскостями и отсекаемыми ими частью наклонной поверхности, расположенной под углом к оси симметрии входного канала. Обеспечивается возможность ремонта отдельных частей штампа.
Недостатками данного штампа являются то, что степень деформации, получаемая за 1 проход недостаточна, малая ремонтопригодность, малая износостойкость.
Техническим результатом данной полезной модели, является повышение износостойкости, а также обеспечение возможности простого извлечения заготовки, удобной замене износившихся частей, высокая степень деформации, получаемая за один проход.
Указанный технический результат достигается тем, что штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж с установленной вставкой, состоящей из нескольких деталей, пересекающиеся плоскости которых сопряжены друг с другом с образованием входного канала, нижней опоры, выходного канала и пресс штемпеля, в штампе выполнен вспомогательный канал, соосный с выходным каналом для выталкивания заготовки, в наиболее изнашиваемых частях установлены вставки-сегменты, а выходной канал выполнен в виде ступеней.
На чертеже представлен предложенный вариант штампа для равноканального углового прессования, где бандаж (1), содержащий вставки в виде неполного усеченного конуса (2, 3, 4) которые образуют входной канал (5) и вспомогательный канал (6), соосный выходному каналу (7) и закрытый вставкой в виде пробки (8). Входной и выходной каналы содержат зоны интенсивной деформации, одну из которых составляет вставка-сегмент сложной формы (9). Так же на чертеже представлен пуансон (10) осуществляющий продвижение заготовки (11).
Штамп работает следующим образом.
В исходном положении металлическую заготовку 11 размещают в входном канале 5 и проталкивают посредством пуансона 10 в направлении выходного канала 7. При прохождении в входном канале заготовка 7 подвергается пластической деформации, сохраняя свои первоначальные геометрические размеры в поперечном сечении. Когда заготовка 11 доходит до выходного канала 7, убирается вставка в виде пробки 8, и через вспомогательный канал 6 пуансон выталкивает заготовку 11 через выходной канал 7, где заготовка 11 подвергается дополнительным пластическим деформациям. Для достижения заданной степени деформации, которая определяет необходимые физико-механические свойства изделия, их анизотропию и текстуру, указанный процесс повторяется многократно. Использование данной полезной модели позволило получить возможность устанавливать отремонтированные вставки в бандаж с замыканием восстановленных плоскостей стенок входного канала без дополнительной обработки вставок и бандажа.
Эффектом является ремонтопригодность и износостойкость, обеспеченные наличием вставок. Наличие ступеней позволяет повысить степень интенсивной пластической деформации за один проход заготовки.