Обзор технических решений в области технологии горячей изотермической штамповки алюминиевых сплавов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлен обзор технических решений в области горячей изотермической штамповки. Приведены примеры штампованных изделий, изготавливаемых по рассматриваемой технологии из алюминиевых сплавов различных марок. Показаны оригинальные технические решения, запатентованные в России и в зарубежных странах.

Об авторах

Павел Александрович Петров

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: journal@electronics.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии» 

Россия, Москва

Список литературы

  1. Фиглин С. З., Бойцов В. В., Калпин Ю. Г., Каплин Ю. И. Изотермическое деформирование металлов. М.: Машиностроение, 1978. 239 с.
  2. Фиглин С. З., Бойцов В. В., Калпин Ю. Г. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1975. 285 с.
  3. Калпин Ю. Г. Разработка обобщенной теории и технологии объемной изотермической штамповки. Диссертация на соиск. ученой степени докт. техн. наук. М., 1986.
  4. Изаков И. А., Капитаненко Д. В., Сидоров С. А., Чеботарева Е. С. Нагревательные установки для изотермического деформирования. Ч. 1. Типы установок // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2019. № 3. С. 23–32.
  5. Капитаненко Д. В., Некрасов Б. Р., Изаков И. А., Чеботарева Е. С. Деформирующее оборудование для изотермической штамповки. Ч. 1 // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2021. № 10. С. 12–20.
  6. Петров П. А. Моделирование процессов изотермической штамповки алюминиевых и магниевых сплавов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2011. № 12. С. 29–36.
  7. Морозов С. А., Морозов А. С. Разработка прогрессивной технологии изготовления деталей нефтяных насосов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2015. Т. 17. № 2. С. 42–55.
  8. Боткин А. В., Вареник Е. В., Абрамов А. Н. Компьютерное проектирование изотермической штамповки имитатора компрессорной лопатки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15. № 2. С. 40–47.
  9. Громов В. В., Евсюков С. А. Устройство для изотермического деформирования, совмещенного с электроконтактным нагревом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 6. С. 49–57.
  10. Иванов В. А., Воронков В. И., Петров П. А., Крутина Е. В. Разработка технологии изотермической штамповки детали «Корпус муфты» из алюминиевого сплава АД-35 // Сб. научн. ст.: Цветные металлы –2011. Красноярск: ООО «Версо», 2011. С. 590–597.
  11. Zhang Y, Shan D., Xu F. Flow lines control of disk structure with complex shape in isothermal precision forging // J. Mater. Process. Technol., 209 (2009), 745–753.
  12. Shan D., Liu F., Xu W., Lu Y. Experimental study on process of precision forging of an aluminium-alloy rotor // Journal of Materials Processing Technology, 170 (2005), 412–415.
  13. Kim Y. H., Ryou T. K., Choi H. J., Hwang B. B. An analysis of the forging processes for 6061 aluminum-alloy wheels. // J. Mater. Process. Technol., 123 (2002), 270–276.
  14. Константинов И. Л., Потапов Д. Г., Сидельников С. Б., Ворошилов Д. С., Горохов Ю. В., Катрюк В. П. Компьютерное моделирование процесса получения штампованной заготовки из сплава АК4-1 для поршня двигателя внутреннего сгорания.// Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. № 6. С. 24–31.
  15. Feng X., Hu L., Sun Y., Liu Z. Numerical simulation for isothermal forging of cup-shaped component of 6A02 Aluminum alloy // Procedia Manufacturing, 37 (2019) 478–485.
  16. Zhao J., Deng Y., Zhang J., Tang J. Effect of forging speed on the formability, microstructure and mechanical properties of isothermal precision forged of Al–Zn–Mg–Cu alloy. // Materials Science & Engineering A 767 (2019) 13836.
  17. Патент CN113941679A. Aluminum alloy wheel isothermal die forging method for improving material utilization rate through combined female die, 2022.
  18. Патент RU 2 429 934С1, Способ изготовления поковок горячей штамповкой на прессах, 2010.
  19. Патент RU 209376 U1, Индуктор, 2020.
  20. Патент RU 2789249 C2, Устройство для индукционного нагрева крупногабаритных штампов в процессе изотермической штамповки, 2020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Классификация технологий изотермической штамповки [6]

Скачать (297KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Патентная активность в области горячей изотермической штамповки

Скачать (302KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение зарубежных патентов по странам за период 2000–2024 годов

Скачать (85KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Публикационная активность в области горячей изотермической штамповки изделий из алюминиевых сплавов

Скачать (318KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Штамповки из сплава Д16Т деталей нефтяного насоса [7]: а – штамповки деталей «Аппарат направляющий» и «Колесо рабочее», б – разрез штамповки детали «Колесо рабочее»

Скачать (359KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Штамповка имитатора лопатки из алюминиевого сплава Al – 5,3% Cu – 0,8% Mg – 0,5% Ag – 0,3% Mn – 0,15% Zr [8]

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Штамповка зубчатой полумуфты из алюминиевого сплава АМг6 [9]

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Штамповка корпуса муфты из алюминиевого сплава АД35: а – компьютерное моделирование в САЕ-программе, б – штамповка детали «корпус муфты» [10]

Скачать (873KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Штамповка диска из алюминиевого сплава АА7075 [11]

Скачать (3MB)
Метаданные
11. Рис. 10. Штамповка ротора из алюминиевого сплава АА2618: а – штамповка ротора, б – схема штампового инструмента [12]

Скачать (529KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Штамповка колеса из алюминиевого сплава АА6061 [13]

Скачать (261KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Штамповка поршня из алюминиевого сплава АК4-1: а – деталь «поршень», б – штамповка детали «поршень» [14]

Скачать (1MB)
Метаданные
14. Рис. 13. Штамповка изделия типа «стакан» из алюминиевого сплава 6А02: а – эскиз сечения, б – модель штампованного изделия [15]

Скачать (542KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Штамповка удлиненной в плане формы из алюминиевого сплава системы Al–Zn–Mg–Cu: а – при скорости 0,1 мм / с, б – при скорости 0,01 мм / с, в – при переменной скорости 0,01 мм / с и 1,0 мм / с [16]

Скачать (946KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Штамп изотермической штамповки колесного диска из сплава АА6063, патент CN113941679A: а – общий вид (1 – держатель, 2 – пуансон, 3 – секторная матрица Б, 4 – матрицедержатель, 5 – отверстия для размещения нагревателей, 6 – секторная матрица А, 7 – зажимной элемент); б – штамповка детали «диск колесный» (8 – глухие отверстия, 9 – центральное глухое отверстие, формируемое при штамповке); в – секторная матрица А поз. 6 [17]

Скачать (1MB)
Метаданные
17. Рис. 16. Штамп изотермической штамповки с двойным способом нагрева, патент RU 2 429 934С1: 9 – нагреватели электросопротивления, 13 – пакеты нагревателей электросопротивления [18]

Скачать (1MB)
Метаданные
18. Рис. 17. Плоский индуктор для штамп изотермической штамповки крупногабаритных изделий, патент RU 209376 U1 [19]

Скачать (1MB)
Метаданные
19. Рис. 18. Штамп изотермической штамповки крупногабаритных изделий, патент RU 2789249 C2 [20]

Скачать (514KB)
Метаданные

© Петров П.А., 2024