Báo cáo: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy tĩnh và thủy động để chế tạo các sản phẩm có hình dạng phức tạp từ vật liệu khó biến dạng đồ bền cao pptx

TC CNQP TTCN Tổng cục công nghiệp quốc phòng Trung Tâm Công Nghệ Xóm Đông ngạc Từ liêm Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật Đề tài cấp nhà nớc: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy tĩnh thủy động để chế tạo sản phẩm có hình dạng phức tạp từ vật liệu khó biến dạng, độ bền cao TS Nguyễn Mạnh Long 6296 07/02/2007 Hà nội, 7-2005 Bản quyền 2005 thuộc TTCN Đơn xin chép toàn phần tài liệu phải gửi đến Giám đốc Trung tâm Công nghệ trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu tóm tắt Những thử nghiệm sử dụng áp lực thủy tĩnh vào mục đích kỹ thuật đà có từ lâu trớc ngời ta phát ảnh hởng to lớn đến tính chất học kim loại hợp kim Trên giới, nhiều công trình khoa học lĩnh vực đà đợc nhà khoa học công nghiên c−ó, cho thÊy d−íi t¸c dơng cđa ¸p st thđy, tĩnh tính dẻo vật liệu tăng lên, trình gia công có phối hợp điều kiện khác nh: nhiệt độ, tốc độ biến dạng đa vật liệu giòn trạng thái dẻo Các nghiên cứu đà mở hớng ứng dụng công nghệ ép thủy tĩnhthuỷ động (ETT-TD) vào gia công áp lực nớc cha có sở đầu t nghiên cứu bản, áp dụng công nghệ ETT-TD gia công biến dạng Để đáp ứng yêu cầu đại hoá công nghiệp Quốc phòng dân dụng, phát huy nội lực, làm chủ công nghệ chế tạo vũ khí, khí tài quân đại, công nghệ chế tạo sản phẩm khó Đề tài đà đề cập nôị dung có ý nghĩa khoa học công nghệ thực tiễn công nghiệp quốc phòng dân dụng Công nghệ ETT-TD phơng pháp tạo hình sản phẩm môi trờng thuỷ lực áp suất cao tác dụng lên bề mặt vật liệu từ phía với cờng độ nh nhau, tuân theo định luật Pascal tính đẳng hớng môi trờng chất lỏng khí Để tạo áp suất thđy tÜnh ng−êi ta cã thĨ nÐn m«i tr−êng trun áp suất khuôn kín hở hệ thống tạo áp suất cao nén trực tiếp máy ép thuỷ lực Trang bị công nghệ ETT lắp máy ép 300 Tấn để ép tạo hình sản phẩm luyện kim bột trang bị công nghệ ETD lắp máy ép thuỷ lực 630 để triển khai công nghệ ETD đề tài KC.05.23 thiết kế chế tạo, đà giải vấn đề mà phơng pháp công nghệ khác khó đạt đợc Trên sở thông tin khoa học công nghệ nớc liên quan đến công nghệ ép thuỷ tĩnh thủy động, qua kinh nghiệm đợc tích luỹ, kế thừa từ công trình nghiên cứu công nghệ chế tạo vũ khí Bộ Quốc phòng, công trình nghiên cứu lĩnh vực ETT-TD, Đề tài đà nghiên cứu vấn đề lý thuyết, thiết bị, công nghệ, nghiên cứu đặc trng vật liệu, tính số dạng sản phẩm nh ứng xử vật liệu môi trờng áp suất cao Từ lựa chọn giải pháp công nghệ, xây dựng phơng án thiết kế, chế tạo trang bị công nghệ, thiết bị phụ trợ để chế thử số sản phẩm đặc thù công nghệ sản xuất Quốc phòng Trong trình nghiên cứu đà giải vấn đề nảy sinh Thông qua chế thử, khảo nghiệm sau chế thử để đánh giá sản phẩm Các sản phẩm công nghệ Đề tài tạo gồm có: Côn tống khơng tuyến đà đợc khảo nghiệm áp dụng vào chế tạo nòng súng 12,7mm nhà máy Z111, Bi nghiền chế tạo từ vật liệu gốm đà đợc khảo nghiệm Trung tâm Công Nghệ, Nón đồng đạn chống tăng B41 đà đợc khảo nghiệm nhà máy Z131 Tổng Cục CNQP, Phôi ống dẫn sóng rađa đợc sử dụng cho Đề tài cấp BQP: Chế tạo ống dẫn sóng rađa PRV-16, Các sản phẩm khác nh phôi bánh moduyn nhỏ, ống đồng thành mỏng đợc đánh giá phòng thí nghiệm Trung tâm Công Nghệ, đạt tiêu kỹ thuật đà đề Qua kết đánh giá khảo nghiệm, trang bị sản phẩm Đề tài phục vụ tốt công tác nghiên cứu, áp dụng chế tạo chi tiết có hình dạng phức tạp, tính chất lý cao, đặc biệt chi tiết vũ khí dụng cụ đặc chủng sản xuất Quốc phòng D2-3-DSTG Danh sách tác giả Của đề tài khoa học công nghệ cấp nhà nớc (Danh sách cá nhân đà đóng góp sáng tạo chủ yếu cho đề tài đợc xếp theo thứ tự đà thoả thuận) (Kèm theo Quyết định số 13/2004/QĐ-BKHCN ngày 25/5/2005 Bộ trởng Bộ Khoa học Công nghệ) Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy tĩnh thủy động để chế tạo sản phẩm có hình dạng phức tạp từ vật liệu khó biến dạng, độ bền cao M số: KC.05.23 Thuộc Chơng trình (nếu có): Nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ chế tạo máy, M số KC.05 Thời gian thực hiện: Từ tháng 1/2003 đến tháng 6/2005 Bộ chủ quản: Bộ Khoa học Công nghệ Danh sách tác giả: TT Học hàm, học vị, họ tên Chữ ký Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Mạnh Long, Trung tâm Công nghệ - BQP Phó chủ nhiệm đề tài: KS Đỗ Văn Hồng, Trung tâm Công nghệ - BQP TS Nguyễn Tài Minh, Trung tâm Công nghệ - BQP TS Trần Thế Phơng, Trung tâm Công nghệ - BQP Ths Bùi DoÃn Đồng, Trung tâm Công nghệ - BQP TS Bùi Viết Dũng, Trung tâm Công nghệ - BQP TS Trần Văn Dũng, Trung tâm Công nghệ - BQP ThS Ngô Gia Cờng, Trung tâm Công nghệ - BQP PGS.TS Đinh Văn Phong, Học viện KTQS - BQP 10 TS L¹i Anh Tn, Häc viƯn KTQS - BQP 11 ThS Nguyễn Văn Thắng, Nhà máy Z183, Tỉng Cơc CNQP - BQP THđ tr−ëng c¬ quan chủ trì đề tài (Họ, tên, chữ ký, đóng dấu) Mục lục Trang Danh sách ngời thực đề tài Mục lục Bảng số ký hiệu quy ớc chữ viết tắt Tóm tắt 12 13 Chơng 1: Tổng quan công nghệ ép thủy tĩnh thủy động tạo hình sản phẩm 1.1 Tổng quan công nghệ ép thuỷ tĩnh 1.1.1 Nguyên lý ép thủy tĩnh 1.1.2 Vài nét lịch sử phát triển công nghệ ép thủy tĩnh 1.1.3 Phân loại công nghệ ép thủy tĩnh 1.1.4 Các u nhợc điểm công nghệ ép thuỷ tĩnh 1.1.5 Các tợng xẩy qúa trình ép thủy tĩnh 1.1.5.1 Quá trình đặc xít đặc tính đặc xít vật ép 15 1.1.5.2 ảnh hởng điều kiện ép 1.1.5.3 Hiện tợng nở trở lại vật ép 1.2 Tổng quan công nghệ ép thuỷ động 1.2.1 Gia công biến dạng công nghệ ép thủy động 1.2.2 Các đặc điểm ép thủy động 1.2.3 Sản phẩm phơng pháp ép thủy động 1.2.4 Phân loại phơng pháp ép thủy động 1.2.5 Quá trình ép thủy động 1.2.6 Sản phẩm phạm vi ứng dụng công nghệ ép thủy động 1.2.6.1 Vật liệu ®é biÕn d¹ng Ðp thđy ®éng 1.2.6.2 Mét sè sản phẩm ép đùn thủy động 1.2.6.3 Tính chất biến dạng ép thủy động 1.3 Các nghiên cứu ép thủy tĩnh thủy động nớc 15 16 16 18 20 21 21 25 25 26 26 26 27 29 31 32 32 33 36 37 Chơng 2: Mô hình phơng pháp tính toán ép thủy tĩnh thủy động 2.1 Mô hình mô hình phơng pháp tính toán ép thủy tĩnh 2.1.1 Mô hình ứng xử vật liệu bột kim loại biến dạng trạng thái nguội phơng pháp nhận dạng 2.1.1.1 Xây dựng mô hình 2.1.1.2 Phơng pháp nhận dạng mô hình 2.1.2 Mô hình HECKEL 2.1.3 Mô hình KAWAKITA 2.2 Mô hình phơng pháp tính toán ép thủy động 2.2.1 Khảo sát thuộc tính biến dạng vật liệu 2.2.1.1 Xác định thuộc tính biến dạng thép gió P18 2.2.1.2 Xác định thuộc tính biến dạng thép 40X 2.2.1.3 Xác định thuộc tính biến dạng đồng đỏ M1 39 Chơng 3: Nghiên cứu ảnh hởng ép thủy tĩnh thủy động 3.1 Một số tợng xẩy công nghệ ép thủy tĩnh 58 3.1.1 ảnh hởng đặc trng bột ép 3.1.2 Đặc trng công nghệ ép thủy tĩnh tạo hình sản phẩm dạng bột 3.1.3 Qui luật ép 3.1.4 ảnh hởng điều kiện ép 3.2 Một số tợng xẩy công nghệ ép thủy động 3.2.1 Dòng vật liệu 39 39 40 43 46 47 47 47 48 51 54 58 58 59 60 62 64 64 3.2.2 HiƯn t−ỵng stick-slip 3.2.3 VËt liệu truyền áp ép thuỷ động 65 69 Chơng 4: Tính toán thiết kế thiết bị ép thủy tĩnh trang bị ép thủy động 4.1 Tính toán thiết kế thiết bị ép thủy tĩnh 4.1.1 Các công thức tính toán khuôn ép thông số ép 4.1.1.1 Hệ số co ngót thiêu kết 4.1.1.2 Tỉ phần co tuyÕn tÝnh 72 72 72 72 72 4.1.1.3 Tỉ phần hao thiêu 4.1.1.4 Hệ số nở trở lại 4.1.1.5 Tỉ phần nén co tuyến tính 4.1.1.6 Tỉ phần co tuyến tính toàn phần 4.1.1 Mật độ điền đầy khuôn 4.1.1 Mật độ vật ép 4.1.1 TØ sè nÐn thĨ tÝch 4.1.2 TÝnh to¸n thiÕt kế máy ETT 4.1.2.1 Nguyên lý sở tính to¸n hƯ thủ lùc m¸y ETT 4.1.2.2 TÝnh to¸n thiÕt kế buồng áp suất 4.1.2.3 Tính toán thông số khuyếch đại áp suất 4.1.2.4 Tính toán lựa chọn bơm linh kiện cho hệ thủy lực 4.2 Tính toán thiết kế trang bị ép thủy động 4.2.1 Nguyên lý sở tính toán 4.2.2 Tính toán thiết kế buồng áp suất cao cho công nghệ ép thủy động 4.2.2.1 Tính toán ống dày lớp 4.2.2.2 Tính toán ống dày nhiều lớp 4.2.3 Tính bền khuôn tạo hình 4.2.3.1 Tính bền phần côn khuôn 4.2.3.2 Tính toán bền phần trụ tạo hình 4.2.4 Tính góc mở khuôn tối u 4.2.5 Tính toán lực ép đùn 73 73 73 73 74 74 74 74 74 75 83 84 85 85 86 86 87 91 91 93 97 98 Chơng 5: Kết nghiên cứu số hình ảnh sản phẩm 5.1 Chế tạo phôi tống khơng tuyến nòng súng 12,7mm 5.1.1 Đặc điểm sản phẩm 5.1.2 Tính toán khuôn ép thủy tĩnh phôi tống nòng súng 12,7mm 5.1.3 Tiến trình công nghệ 5.1.4 Kết thảo luận 5.2 Chế tạo nón đồng cho đạn chống tăng 5.2.1 Đặc điểm sản phẩm 5.2.2 Chọn giải pháp công nghệ 5.2.3 Tính toán kích thớc khuôn 5.2.4 Tiến trình công nghệ 101 101 101 101 104 106 109 109 110 111 113 5.2.5 KÕt thảo luận 5.3 Chế tạo bi nghiền gốm Al2O3 5.3.1 Đặc điểm sản phẩm 5.3.2 Chọn phơng án tính toán thiết kế khuôn ép 5.3.3 Tiến trình công nghệ chế tạo bị nghiền 5.3.4 Kết thảo luận 5.4 Chế tạo phôi ống dẫn sóng rađa PRV-16 5.4.1 Đặc điểm sản phẩm 114 115 115 116 118 121 123 123 5.4.2 Các bớc công nghệ để chế tạo ống dẫn sóng 123 5.4.3 Yêu cầu vật liệu, dung sai, độ nhám sai số hình dáng 125 5.4.4 Lựa chọn giải pháp công nghệ, tiến trình công nghệ 126 5.4.5 Tính toán thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng 126 5.4.5.1 Tính toán ¸p suÊt qu¸ tr×nh Ðp 5.4.5.2 TÝnh to¸n thiÕt kế khuôn ép ống dẫn sóng 5.4.6 Bản vẽ thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng 5.4.7 Kết thảo luận 126 131 132 133 5.4.7.1 Khuôn ép ống dẫn sóng rađa PRV-16 133 5.4.7.2 Sản phẩm ống dẫn sóng rađa PRV-16 5.4.7.3 Khảo sát độ cứng 5.4.7.4 Xác định thông số hình học 5.5 Chế tạo ống thành mỏng công nghệ ép thủy động 133 134 135 137 5.5.1 Khảo sát phôi đầu vào 137 5.5.1.1 Khảo sát phôi hợp kim nhôm 137 5.5.1.2 Khảo sát phôi đồng 140 5.5.2 Các bớc công nghệ để chế tạo ống 142 5.5.3 Thiết kế khuôn tạo hình 143 5.5.4 Chuẩn bị phôi để chế tạo ống 144 5.5.5 Nghiên cứu vật liệu truyền áp 145 5.5.6 Khảo nghiệm đánh giá kết 148 5.5.6.1 Sản phẩm ống hợp kim nhôm 148 5.5.6.2 Sản phẩm ống đồng 153 10 5.6 Chế tạo phôi bánh mô duyn nhỏ 159 5.6.1 Đặc điểm sản phẩm 159 5.6.2 Thực nghiệm kết nghiên cứu 159 Chơng 6: Tính toán lựa chọn thiết bị thiết kế, chế tạo trang bị công nghệ 6.1 Máy ép thủy tĩnh 6.1.1 TÝnh to¸n lùa chän m¸y Ðp thđy lùc 300T 6.1.2 Bản vẽ thiết kế chế tạo trang bị công nghệ 6.1.3 Tài liệu quy trình công nghệ 6.2 Trang bị công nghệ ép thủy động 6.2.1 Tài liệu thiết kế 6.2.2 Tài liệu quy trình công nghệ 163 Kết luận kiến nghị Lời cảm ơn Tài liệu tham khảo 180 182 183 11 163 163 165 165 173 173 175 Bảng số ký hiệu quy ớc chữ viết tắt Kí hiệu Tên gọi Đơn vị đo ETT Ðp thđy tÜnh ETD Ðp thđy ®éng A, Ai DiƯn tích mm2, cm2 D Đờng kính làm việc mm, cm v ChiỊu dÇy mm, cm h ChiỊu cao mm, cm Lùc N, kG F, Fn kG/cm2 , N/mm2 P, Pn , Pi ¸p suÊt MPa σ kG/cm2 , N/mm2 øng st MPa UR KÝch th−íc chu vi tiÕt diƯn k Hệ số khuyếch đại Hiệu suất A mm Hệ số hình dạng Độ nhớt động học mPas Khối lợng riêng g/cm3 , kg/dm3 12 Bảng 5.7- Khối lợng riêng độ cứng bi gốm Mẫu bi Khối lợng riêng (g/cm3) BG-1 (ỉ10) BG-2 (ỉ20) BG-3 (Ø30) §é cøng Hv20 (gpa) 3,62 3,65 3,57 10,22 10,53 10,12 Kết kiểm tra lí tính, xác định khối lợng riêng, xác định độ cứng Vicker Hv20 đợc tiến hành phòng Đo lờng Kết khảo nghiệm xác định độ mài mòn thực máy nghiền hành tinh Phòng Vật liệu, Trung tâm Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng đạt thông số thiết kế, tơng đơng với bi nhập ngoại 5.4 Chế tạo phôi ống dẫn sóng rađa PRV-16 5.4.1 Đặc điểm sản phẩm Phôi chế tạo ống dẫn sóng đa số đồng M0, M1, latông Đây loại vật liệu có độ dẻo cao, dễ gia công biến dạng Về hình dáng kích thớc hình học phôi ống dẫn sóng chi tiết dạng ống mỏng, tiết diện chữ nhật, uốn theo không gian chiều, không khắt khe kích thớc dung sai, nhng công nghệ thông thờng khó đạt yêu cầu tạo hình Thân ống dẫn sóng đoạn ống cong Thân ống dẫn sóng đoạn ống thẳng Bích a) b) Hình 5.5- ống dẫn sóng rađa PRV-16 (a), phôi ống dẫn sóng (b) 5.4.2 Các bớc công nghệ để chế tạo ống dẫn sóng: 1- Chuẩn bị vật liệu đầu vào, chuẩn bị phôi 2- Tạo hình ống dẫn sóng 3- Gia công bích chi tiết khác 4- Hàn, ghép bích với ống 5- Mạ bề mặt ống 22 6- Sơn mặt 7- Đo đạc, kiểm tra Trong đó: Bớc để chế tạo phôi ODS Các bớc lại chế tạo hoàn chỉnh ODS Tạo hình phôi ODS phơng pháp ETT dùng áp suất cao đa vật liệu trạng thái dẻo biến dạng để điền đầy lòng khuôn Đối với phôi ống dẫn sóng cong chiều, sau tạo phôi ống tiết diện tròn, uốn ống theo biên dạng mong muốn, đa ống vào khuôn Dới tác dụng áp suất thủy tĩnh tác dụng lên mặt ống làm cho ống biến dạng định hình theo hình dáng khuôn Đặc trng phơng pháp tạo áp suất thuỷ tĩnh đủ lớn để gây biến dạng tạo hình sản phẩm, áp suất phụ thuộc vào tính vật liệu cần biến dạng, hình dáng sản phẩm hình dáng lòng khuôn, độ bóng bề mặt khuôn phôi cần ép Tùy theo loại vật liệu hình dạng sản phẩm mà lựa chọn áp suất thủy tĩnh thiết kế khuôn cho phù hợp Phơng pháp thông thờng áp dụng cho sản phẩm thành mỏng chế tạo từ vật liệu có độ dẻo cao, khả biến dạng lớn (đồng, nhôm, thép bon thấp) Phạm vi đề tài nghiên cứu chế thử đến nguyên công tạo phôi thẳng phục vụ cho chế tạo ống dẫn sóng rađa PRV-16 5.4.3 Yêu cầu vật liệu, dung sai, độ nhám sai số hình dáng Yêu cầu vật liệu: Đồng đỏ : M1 Giới hạn chảy c = 75 150 MPa Giíi h¹n bỊn δb = 200 240 MPa Độ giÃn dài = 44 55% Độ bỊn nÐn δn = 65 75% §é cøng HB = 40 50 Trọng lợng riêng = 8,94 g/cm3 Hệ số dẫn nhiệt 0,941 calo/cm2xgiây độ Bích hai đầu : Đồng vàng 62 Giới hạn bền b = 330 MPa Hệ số dÃn dài = 49% Giới hạn chảy c = 150 MPa Độ bền nén n = 66% Yêu cầu dung sai, độ nhám sai số hình dáng Dung sai kích thớc (sai số chiều dài, độ dày, bán kính góc uốn, độ vuông góc phơng) 0,1 0,15 mm Dung sai chiều dài tơng quan vị trí kh«ng cao, cã thĨ n»m miỊn dung sai 0,2 0,5 mm 23 Độ phẳng cục mặt Rz20 Độ phẳng tổng thể mặt không đánh giá đợc có nhiều nếp, vết hằn sâu khoảng 0.5 ữ 0.8 mm phơng pháp gia công Độ nhám mặt Ra =2.5 5.4.4 Tính toán thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng ã Tính toán áp suất trình ép Phôi Khuôn Hình 5.6- Tiết diện ngang phôi ống dẫn sóng Trong trình biến dạng, kim loại chuyển dịch phía góc khuôn giá trị Rt Rn giảm dần Coi ống không bị biến mỏng trình biến dạng Rn=Rt+s Khi vật liệu làm việc miền đàn hồi, thành phần ứng suất đợc xác định theo công thức (kết tính toán lý thuyết đàn hồi): r = T ln r − p σr = σ T ln r − p = σ T rT2 ( − 1) Rn hc: rT rT2 p ln + (1 − ) = σT Rt Rn áp lực bên ứng với trạng thái giới h¹n: p gh = s σ T ln(1 + ) Rt Víi vËt liƯu lµm èng lµ M1 trạng thái ủ T=120 MPa s =1,5mm 24 Rt=0,5mm P = 112,4 MPa, làm tròn: P = 120 MPa ã Tính toán thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng a) Lực tác dụng lên khuôn F=PA A=bL Trong ®ã: b: ChiỊu réng lßng èng sau Ðp (b=3,6cm) l: Chiều dài đơn vị khuôn (l=1 cm) Thay giá trị vào đợc: F = 4.200 (kG) Nh cm theo chiều dài khuôn phải chịu lực ép 4.200 kG b) Tính số bulông ghép khuôn bulông nối khuôn Nếu chọn bulông ghép khuôn M16, bulông nối khuôn M12 Chúng ta tính đợc 100 mm chiều dài khuôn cần bulông M16 để ghép hai nửa khuôn với nhau, vị trí nối đoạn khuôn, hay nối khuôn với bích cần bulông M12 Bản vẽ thiết kế khuôn ép ống dẫn sóng (Xem phụ lục) 5.4.5 Kết thảo luận (Kết đo thực Phòng Đo lờng Trung tâm Công Nghệ, Bộ quốc phòng) Kết khảo sát độ cứng theo bảng 5.8 đạt 70-72 HB Kết đo thông số hình học theo bảng 5.9: Dung sai kích thớc độ dày, bán kính góc uốn nằm khoảng < 0,2 mm, tơng đơng dung sai cđa mÉu ( 0,1 0,15 mm) Dung sai vỊ kÝch thớc dài nằm khoảng < 0,2 mm, nằm miền dung sai mẫu (0,2 0,5 mm) Độ nhám bề mặt đề nhỏ mẫu (Rz20) Độ phẳng tổng thể: nếp, vết hằn phơng pháp gia công Độ nhám mặt nhỏ Ra2.5 Nh công nghệ ETT chế tạo đợc phôi ống dẫn sóng rađa với tính tơng đơng mẫu Nga, phơng pháp công nghệ cha đợc áp dụng Việt nam Phơng pháp cho phép tạo phôi có hình dạng phức tạp có độ đồng cao tính chất lý toàn sản phẩm, đặc biệt cải thiện đáng kể độ cứng sản phẩm 5.5 Chế tạo ống thành mỏng công nghệ ép thủy động Theo mục 1.2.4 (chơng1) Đề tài tập trung nghiên cứu công nghệ ép đùn thủy động dải tốc độ 200-1000 mm/s ~10.000 mm/s xuất màng bôi trơn ổn định, theo chiều tăng tốc độ biến dạng độ dày tính ổn định màng bôi trơn tăng lên làm triệt tiêu hiệu ứng stick-sleep 25 Về hình dạng sản phẩm: Thử nghiệm ép đùn phôi đặc phôi rỗng, giới hạn bền 18 kgl/mm2, độ dÃn dài tơng đối đạt 14% Sau hoá già giới hạn bền đạt 30 kgl/mm2, độ dÃn dài tơng đối đạt 10% Để có sở cho việc tính toán thiết kế khuôn trang bị công nghệ Đề tài đà khảo sát hai loại vật liệu hợp kim nhôm (HKN) đồng đỏ M1 5.5.1 Khảo sát phôi đầu vào Khảo sát phôi hợp kim nhôm Bảng 5.8- Thành phần hợp kim nhôm Cu 0,30 Mg 0,51 Hàm lợng % Si Mn Cr 0,52 0,05 0,04 Fe 0,17 Zn 0,20 Al 98,20 Đây hợp kim nhôm dùng kỹ thuật hàng không, thờng đợc cung cấp dới dạng ống, hặc Hợp kim hoá bền phơng pháp nhiệt luyện (tôi kết hợp với hoá già) Phôi đợc đợc gia công thành dạng ống, đờng kính 35 mm, đờng kính 17mm, phôi đợc khảo sát tổ chức kim tơng trớc ép Bảng 5.11- Kết khảo sát cơ-lý tính hợp kim nhôm đầu vào HB σb (MPa) δ5 (%) 43,0 140 38 KÕt qu¶ khảo sát cơ-lý tính cho thấy độ cứng độ bền HKN so với nhôm kỹ thuật cao nhiều (Giới hạn bền HKN đầu vào gần đạt đến giá trị trạng thái hoá già tự nhiên Nh trạng thái HKN tơng đối khó biến dạng biến dạng có tốc độ hoá bền biến dạng tơng đối nhanh Khảo sát phôi đồng Bảng 5.12- Thành phần đồng Cu 99,92 Pb 0,005 Zn 0,005 Hàm lợng % Bi Sb Ni 0,001 0,002 0,002 S 0,004 As 0,002 Ag 0,002 Trong khí tài quân đồng M1 đợc dùng để chế tạo ống sóng đa, đờng ống dẫn xăng ,dầu xe quân sựTrong trạng thái cán ủ, đồng M1 có giới hạn bền 2000 đến 2500kG/cm2, độ giÃn dài tơng đối đạt 30 đến 35% Sau biến dạng nguội giới hạn bền đồng lên đến 700 MPa nhiên độ giÃn dài giảm xuống đến 3% Phôi đồng dạng ống đờng kính 35 mm, đờng kính 17mm Tổ chức kim tơng vật liệu đợc khảo sát Trung tâm Công cho thất vật liệu đồng M1 26 dễ biến dạng, hệ số biến dạng lớn Cũng đặc điểm nên tốc độ hoá bền biến cứng không cao Kết đo độ cứng thử kéo đợc tiến hành máy đo độ cứng HPO-250 máy thử kéo ZD-40 Đức Bảng 5.13- Kết khảo sát cơ-lý tính đồng M1 đầu vào b (MPa) 226 HB 53 (%) 38 5.5.2 Các bớc công nghệ - Chuẩn bị vật liệu - Tiện tạo hình phôi - Xử lý nhiệt (ủ) - Lắp ty dẫn hớng vào phôi - Nạp phôi, Điền đầy chất truyền áp vào buồng a/s, ép sơ bộ, Xả E - ép TT tạo hình sản phẩm - Tháo SP Kiểm tra 5.5.3 Thiết kế khuôn tạo hình Hình 5.7- Khuôn tạo hình Theo số liệu tính khuôn tạo hình lực ép mục 4.2.3, 4.2.4, 4.2.5 (chơng 4) Đề tài đà xây dựng vẽ thiết kế tổng thể trang bị ép thủy động khuôn tạo hình Khuôn tạo hình đợc chế tạo từ vật liệu hợp kim cứng BK8 sử dụng công nghệ đánh bóng siêu âm, đợc lắp chặt vào phía dới buồng áp suất, chế độ lắp ghép (H7/p6) tạo ứng suất d vùng trụ 20 Vùng côn 440 vùng trụ 20 đợc thiết kế theo nguyên tắc cân áp suất, làm việc khuôn chịu ứng suất nén nén phát huy đợc khả chịu nén vật liệu BK8 (hình 5.14) 27 5.5.4 Chuẩn bị phôi để chế tạo ống Phôi đặc sau cắt đủ chiều dài, tiến hành ủ đồng giảm độ cứng Chế độ ủ là: T = 5600C, thời gian giữ nhiệt t=45, thả vào nớc 300C chảy tràn Tiện đạt kích thớc theo vẽ thiết kế phôi Trong trình chế thử kÝch th−íc ®−êng kÝnh cã thĨ thay ®ỉi tïy thc lực thiết bị, sau tiện tinh phôi cần đánh bóng đạt độ nhám Dung sai kích thớc 20 điều chỉnh phù hợp lỗ khuôn hình để đảm bảo bịt kín môi trờng truyền áp trạng thái bắt đầu ép 5.5.5 Nghiên cứu, chế tạo vật liệu truyền áp cho ETD phôi đồng M1 nhôm Đề tài đà sử dụng môi trờng truyền áp dầu CN30+10% graphit vảy cá cấp hạt nhỏ 74àm Việc sử dụng môi trờng áp chất lỏng có khó khăn lớn vấn đề làm kín buồng ép áp suất cao thu hồi dầu sau kết thúc trình ép trờng hợp phải sử dụng thiết bị đa dụng Để khắc phục nhợc điểm nêu trên, Đề tài đà nghiên cứu điều chế môi trờng truyền áp dạng nhÃo gồm mỡ lỏng+10% bột grapit vẩy cá mịn