ГлавнаяПо установившейся технологии полую трубную заготовку получают либо механической обработкой катаных прутков различного диаметра, либо прессовой прошивкой слитков.
Проведенные исследования показали, что при диаметре отверстия более 130 мм целесообразно проводить прошивку слитков в глухую матрицу, оставляя донышко 25—30 мм. Прошивка с получением более тонкого донышка нежелательна в связи с резким возрастанием усилия на иглу. При сквозной прошивке стаканов диаметром более 130 мм образуется «выдра», длина которой составляет 1,2—1,3 диаметра прошиваемого отверстия. Это приводит к значительному расходу металла и делает процесс неэкономичным. Понижение температуры прошивки с 1100 до 1000° C сопровождается значительным увеличением удельного давления, но существенно не влияет на геометрию, структуру и свойства заготовок.
Высокая температура деформации в сочетании с небольшими вытяжками приводит во всех случаях к получению после прошивки крупнозернистой в-превращенной структуры, близкой к структуре слитка. Экспериментально установлено, что прошивка при пониженных температурах (<1000° С) приводит к заметной анизотропии свойств в продольном направлении, не устраняемой последующим отжигом.
Прошитые заготовки и катаные прутки, предназначенные для прессования труб, обтачивают для удаления поверхностных дефектов и газонасыщенного слоя. Трубы диаметром 80 мм и более прессуют на горизонтальных гидравлических прессах усилием 3150 и 5000 тс, трубы меньшего диаметра прессуют на горизонтальном прессе усилием 1600 тс и на вертикальных прессах усилием 600 тс.
Для получения высоких показателей пластичности трубы из двухфазных сплавов следует прессовать при температурах не выше 1000° С. При этом наблюдаемое в ряде случаев огрубление макроструктуры после прессования при 950° С (рис. 118) является результатом образования волокнистой структуры вследствие осуществления деформации полностью в а+в-области.
Процесс получения труб среднего и малого диаметров на вертикальных прессах состоит из прошивки и последующего прессования. До внедрения данного метода прессование проводили из предварительно просверленных заготовок. Диаметр просверленного отверстия зависел от внутреннего диаметра трубы. При сверлении сквозных отверстий получалось до 20% стружки и был довольно высок расход дефицитных сверл. За последние годы был проведен ряд работ, в результате которых сверление было заменено прошивкой.
Диаметр заднего калибрующего пояска 5 превышает диаметр переднего калибрующего пояска на 0,3—0,5 мм. Высота заднего пояска равна длине участка заготовки, необходимого для прессования концевого участка трубы протяженностью не менее длины иглы, т. е. h2=l/u, где l — длина иглы, а u — вытяжка, получаемая на данном пояске. Наличие второго калибрующего пояска позволяет без затруднений извлечь иглу за счет увеличенного внутреннего диаметра концевого участка трубы, в котором находится игла в момент окончания прессования.
Получение трубы на вертикальном гидравлическом прессе осуществляется следующим образом. При движении прессштемпеля 7 (см. рис. 119, б) заготовка 6 прошивается и игла передним калибрующим пояском выходит из очка матрицы 8. При этом благодаря тому, что диаметр переднего пояска больше диаметра тела иглы, на поверхности иглы сохраняется смазка.
После прошивки начинается прессование металла, истечение которого происходит в зазор между очком матрицы и рабочей поверхностью иглы (см. рис. 119, а). Поскольку скорость истечения металла больше скорости движения прессштемпеля (иглы), на переднем пояске происходит калибровка и раздача трубы. Заключительная стадия прессования осуществляется при вхождении в очко матрицы заднего калибрующего пояска (рис. 119, г). При этом внутренний диаметр прессуемой на ней части трубы становится соответственно больше на величину разности диаметров заднего и переднего поясков, а длина участка равна или несколько больше длины иглы.
Это позволяет при обратном ходе пресса довольно легко извлечь иглу из трубы.
Перед прессованием заготовки нагревают в индукционных высокочастотных печах (2500—5000 Гц). Температура нагрева заготовок различных сплавов приведена ниже:
Время нагрева до заданной температуры составляет 1—1,5 мин. Температуру нагрева заготовок выравнивают путем периодического включения и выключения печи. Разность температуры по сечению заготовки не должна превышать 20—30° С.
Учитывая повышенную адгезию титана к материалу инструмента, прессование ведут со смазкой состава; гудрон 60—70%, графит карандашный 30—40%. Смазку перед нанесением на поверхность иглы разогревают до температуры 250—300° С и тщательно перемешивают. Скорость истечения при прессовании приведена ниже:
Допуск на наружный диаметр труб при прессовании составляет ±0,5 мм. Допустимая разностенность при прессовании зависит от толщины стенки трубы и составляет:
Вследствие дефицитности стали 3Х2В8 иглы под прессование и прошивку изготовляют из стали ДИ23. Для уменьшения налипания прессуемого металла иглы из этой стали покрывают слоем молибдена толщиной 0,2 мм с помощью плазменного напыления.
Стойкость игл против налипания после внедрения указанного покрытия значительно возросла. В среднем на 1 т годных труб расходуется четыре иглы.
Внедрение в производство процесса, совмещающего прошивку и прессование на иглах с двумя калибрующими поясками, позволило повысить выход годного на 10—15%, увеличить производительность и значительно сократить расход дефицитных сверл.