Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 1-2. 2018 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 127 Диаметр слитка составлял 165 мм, а его длина – 700÷950 мм. После обрезки головной (150 мм) и донной (100 мм) частей длина литой заготовки равнялась 500÷700 мм. Металлографические исследования структуры слитков, заготовок и деформируемых полуфабрикатов после термоциклической осадки и прессованных прутков проводили на оптическом микроскопе ЛабоМет—И1. Механические свойства определяли по ГОСТ 1497- 84 на цилиндрических образцах с диаметром рабочей части 6 мм. Измерение твердости образцов из силумина проводили на приборе ТШ-2Б. Для получения заготовок были использованы температурные интервалы максимальной пластичности, определенные для литого и деформированного состояний поршневого заэвтектического силумина, из которых температуры максимальной пластичности составили 500°С и 450°С соответственно [16]. Поэтому осадку и прессование проводили при этих температурах. Результаты и обсуждение Опробование изготовления поршневой заготовки методом молотовой штамповки на кривошипно-шатунном молоте непосредственно из литой заготовки в горячем состоянии привели к появлению большего числа визуально наблюдаемых трещин на юбочной поверхности формируемой детали. Дефекты штампованных деталей являются результатом неравномерности деформации и различной скорости деформирования металла под бойками молота (от 5-9 м/с до практически нуля). Наиболее чувствительны к этим параметрам сплавы с низкой пластичностью, в том числе легированные заэвтектические силумины. Поэтому была выбрана технология получения поршневой заготовки с использованием метода объемной штамповки на гидравлическом прессе вертикального типа с одновременной подпрессовкой. Данная технология предусматривает штамповку поршневых заготовок из прессованного прутка диаметром 100 мм. Однако непосредственная прессовка слитка после гомогенизационного нагрева и выдержки в печи при температуре 480-500 ° С в течение 3-х часов не позволила получить качественные прутки, пригодные для дальнейшей обработки. В связи с этим применили предварительную термоциклическую осадку слитков, чтобы повысить перед прессованием пластичность силумина и увеличить диаметр заготовки для получения больших степеней вытяжки при прессовании на пруток диаметром 100 мм. Был рассчитан наиболее рациональный диаметр контейнера под прессование – 300 мм, что позволяет получить коэффициент вытяжки – 9 (степень деформации более 90 %). Предельную степень деформации при осадке поршневого заэвтектического силумина из слитка определяли на цилиндрических образцах с соотношением длины образца к диаметру 2,5÷3 (диаметр 25÷30 мм и длина 75 мм). Образцы выдерживали 3 часа при температуре 370-500 ° С и осаживали при этой температуре на вертикальном гидравлическом прессе усилием 1,25 МН до появления первой трещины по бочке. Определено, что предельная степень осадки для литого и гомогенизированного образца из легированного заэвтектического силумина составляет 10÷15 % в зависимости от температуры осадки. Для предварительно деформированного сплава она может достигать 35 %. С учетом полученных результатов были разработаны термокинетические параметры термоциклической осадки опытных слитков. Перед осадкой заготовки нагревали и выдерживали в печи сопротивления в течение 4-х часов при 480-500 ° С. Целью этой выдержки являлась гомогенизация структуры литого силумина, повышение пластичности слитков и их полный прогрев. Осадку проводили на вертикальном гидравлическом прессе усилием 90 МН. Для уменьшения тепловых потерь и снижения температуры заготовки в процессе проведения цикла осадки бойки пресса были нагреты до 300÷350 ° С. После деформации в каждом цикле проводили подогрев заготовки до температуры осадки и выдержку в течение 1 часа для снятия наклепа. Для данного химического состава и диаметра слитков количество циклов осадки составляло 4-5 в зависимости от длины слитка. Степень