RU230163U1 - Stamp for the production of stampings of aircraft blades - Google Patents
Stamp for the production of stampings of aircraft blades Download PDFInfo
- Publication number
- RU230163U1 RU230163U1 RU2024102743U RU2024102743U RU230163U1 RU 230163 U1 RU230163 U1 RU 230163U1 RU 2024102743 U RU2024102743 U RU 2024102743U RU 2024102743 U RU2024102743 U RU 2024102743U RU 230163 U1 RU230163 U1 RU 230163U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stamp
- engraving
- inserts
- blind cavity
- base
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N niobium zirconium Chemical compound [Zr].[Nb] GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- -1 zirconium ions Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к штампам для изотермической штамповки деталей, и может быть использована в авиационной промышленности при изготовлении лопаток из титановых сплавов. Штамп содержит верхнее и нижнее основания, каждое из которых выполнено с глухой полостью и сквозными отверстиями. В глухой полости верхнего основания смонтирована верхняя вставка с гравюрой со стороны корыта лопатки. В глухой полости нижнего основания смонтирована нижняя вставка с гравюрой со стороны спинки лопатки. Вставки выполнены из жаропрочного сплава методом электронно-лучевого сплавления и снабжены расположенным на поверхности их гравюр упрочняющим наноструктурированным покрытием. Покрытие получено в результате лазерной наплавки двухкомпонентной смеси из порошка карбида титана и порошка карбида бора. Толщина покрытия составляет 30 мкм, а микротвердость 14 ГПа. В результате обеспечивается снижение износа вставок и, следовательно, повышение эксплуатационной надежности штампа. 1 ил.The utility model relates to the field of metal forming, in particular to dies for isothermal stamping of parts, and can be used in the aviation industry for manufacturing blades from titanium alloys. The die comprises upper and lower bases, each of which is made with a blind cavity and through holes. An upper insert with an engraving from the side of the blade trough is mounted in the blind cavity of the upper base. A lower insert with an engraving from the side of the blade back is mounted in the blind cavity of the lower base. The inserts are made of a heat-resistant alloy by the electron beam fusion method and are provided with a strengthening nanostructured coating located on the surface of their engravings. The coating is obtained as a result of laser surfacing of a two-component mixture of titanium carbide powder and boron carbide powder. The coating thickness is 30 μm, and the microhardness is 14 GPa. As a result, wear of the inserts is reduced and, consequently, the operational reliability of the die is increased. 1 Fig.
Description
Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к штампам для горячей, изотермической штамповки деталей, и может быть использована в авиационной промышленности при изготовлении лопаток из титановых сплавов.The utility model relates to the field of metal pressure processing, in particular to dies for hot, isothermal stamping of parts, and can be used in the aviation industry in the manufacture of blades from titanium alloys.
В процессе изготовления штамповок при изотермической штамповке авиационных лопаток изнашивание поверхности гравюр нижней и верхней вставок сопровождается снижением эксплуатационных показателей штампа. Износ поверхности гравюр требует дальнейшей замены вставок, что повышает себестоимость производимой продукции. Актуальной инженерной задачей является повышение эксплуатационной надежности и работоспособности основных конструктивных элементов штампа - гравюр нижней и верхней вставок. Это может быть достигнуто увеличением механической прочности их поверхности, которая, в свою очередь, будет способствовать повышению сопротивления деформированию и разрушению материала вставок.In the process of manufacturing stampings during isothermal stamping of aircraft blades, wear of the surface of the engravings of the lower and upper inserts is accompanied by a decrease in the operational indicators of the stamp. Wear of the surface of the engravings requires further replacement of the inserts, which increases the cost of the manufactured products. An urgent engineering task is to increase the operational reliability and operability of the main structural elements of the stamp - the engravings of the lower and upper inserts. This can be achieved by increasing the mechanical strength of their surface, which, in turn, will contribute to increasing the resistance to deformation and destruction of the insert material.
Существует широкий спектр технологий, позволяющих снизить износ поверхности: наплавка износостойким материалом, газоплазменное напыление твердосплавными порошками, ионное модифицирование поверхностного слоя, химико-термическое упрочнение и др.There is a wide range of technologies that can reduce surface wear: surfacing with wear-resistant material, gas-plasma spraying with hard-alloy powders, ion modification of the surface layer, chemical-thermal hardening, etc.
Известна конструкция штампа для изготовления штамповок лопаток на гидравлическом прессе [Патент Китая CN 104493040 от 23.12.2014 МПК B21J 13/02, В21К 3/04, опубл. 08.04.2015], содержащая верхнее основание штампа, нижнее основание штампа, в верхнем основании выполнена глухая полость, в которую вмонтирована верхняя вставка с гравюрой корыта лопатки, в нижнем основании выполнена глухая полость, в которую вмонтирована нижняя вставка с гравюрой спинки, при этом в верхнем и нижнем основаниях выполнены сквозные соосные отверстия, в которые установлены направляющие колонки.A design of a stamp for producing blade stampings on a hydraulic press is known [Patent of China CN 104493040 dated 23.12.2014 IPC B21J 13/02, B21K 3/04, published 08.04.2015], comprising an upper stamp base, a lower stamp base, in the upper base a blind cavity is made, into which an upper insert with an engraving of the blade trough is mounted, in the lower base a blind cavity is made, into which a lower insert with an engraving of the back is mounted, while in the upper and lower bases through coaxial holes are made, into which guide columns are installed.
Недостатком данной конструкции штампа является недостаточно высокая механическая прочность поверхности гравюр верхней и нижней вставок, приводящая к их деформированию и разрушению при изотермической штамповке авиационных лопаток.The disadvantage of this stamp design is the insufficiently high mechanical strength of the surface of the engravings of the upper and lower inserts, which leads to their deformation and destruction during isothermal stamping of aircraft blades.
Известна конструкция штампа [Патент RU 2456112 МПК B21J 13/02, опубл. 20.07.2012], содержащая основу из жаропрочного никелевого сплава с нанесенным на его гравюру износостойким упрочняющим многослойным покрытием. Общая толщина покрытия составляет от 8 до 30 мкм. Покрытие выполнено в виде по крайней мере двух чередующихся слоев. Первый из слоев состоит из циркония, хрома, ниобия или их сочетания, нанесенных ионно-плазменным методом в вакууме от 10-4 до 10-9 мм рт. ст. Второй слой состоит из нитридов, боридов или карбидов этих же металлов или их сочетаний, нанесенных ионно-плазменным методом при давлении от 10-3 до 10-4 мм рт. ст. в среде азота, бора, углерода или их смесей. При этом первый слой нанесен на поверхность основного материала штампа, легированную имплантацией ионов циркония и/или диффузионным насыщением цирконием. Покрытие может быть выполнено в виде чередующихся слоев: цирконий и нитрид циркония, цирконий или хром и нитрид циркония, цирконий, хром, ниобий и нитрид циркония, цирконий, хром, ниобий и нитрид циркония-ниобия при толщине каждого слоя от 0,4 мкм до 2,5 мкм. В результате обеспечивается повышение стойкости гравюры штампа.A known stamp design [Patent RU 2456112 IPC B21J 13/02, published 20.07.2012] comprises a base made of heat-resistant nickel alloy with a wear-resistant hardening multilayer coating applied to its engraving. The total coating thickness is from 8 to 30 µm. The coating is made in the form of at least two alternating layers. The first layer consists of zirconium, chromium, niobium or a combination thereof, applied by the ion-plasma method in a vacuum of 10 -4 to 10 -9 mm Hg. The second layer consists of nitrides, borides or carbides of the same metals or their combinations, applied by the ion-plasma method at a pressure of 10 -3 to 10 -4 mm Hg in a nitrogen, boron, carbon or mixtures thereof environment. In this case, the first layer is applied to the surface of the base material of the stamp, alloyed by implantation of zirconium ions and/or diffusion saturation with zirconium. The coating can be made in the form of alternating layers: zirconium and zirconium nitride, zirconium or chromium and zirconium nitride, zirconium, chromium, niobium and zirconium nitride, zirconium, chromium, niobium and zirconium-niobium nitride with the thickness of each layer from 0.4 μm to 2.5 μm. As a result, the durability of the stamp engraving is increased.
Недостатком описанной конструкции штампа является недостаточно высокая механическая прочность поверхности гравюр верхней и нижней вставок, приводящая к их деформированию и разрушению при изотермической штамповке авиационных лопаток.The disadvantage of the described stamp design is the insufficiently high mechanical strength of the surface of the engravings of the upper and lower inserts, which leads to their deformation and destruction during isothermal stamping of aircraft blades.
Наиболее близким к предлагаемому решению является конструкция штампа для изготовления штамповок лопаток на гидравлическом прессе [Патент RU 217701 МПК B21J 13/02, опубл. 12.04.2023], содержащая верхнее основание штампа, нижнее основание штампа, в верхнем основании выполнена глухая полость, в которую вмонтирована верхняя вставка с гравюрой со стороны корыта лопатки, в нижнем основании выполнена глухая полость, в которую вмонтирована нижняя вставка с гравюрой со стороны спинки лопатки, при этом в верхнем и нижнем основании выполнены сквозные соосные отверстия, в которые установлены направляющие колонки. Верхняя и нижняя вставки выполнены из жаропрочного сплава методом электронно-лучевого сплавления, смонтированы в соответствующие верхнее и нижнее основания с помощью крепежных элементов, а направляющие колонки установлены в четырех угловых зонах по периметру каждого вышеупомянутого основания.The closest to the proposed solution is the design of a stamp for manufacturing blade stampings on a hydraulic press [Patent RU 217701 IPC B21J 13/02, published 12.04.2023], comprising an upper stamp base, a lower stamp base, a blind cavity is made in the upper base, into which an upper insert with an engraving from the side of the blade trough is mounted, a blind cavity is made in the lower base, into which a lower insert with an engraving from the side of the blade back is mounted, while through coaxial holes are made in the upper and lower bases, into which guide columns are installed. The upper and lower inserts are made of heat-resistant alloy using the electron beam fusion method, mounted in the corresponding upper and lower bases using fasteners, and the guide columns are installed in four corner zones along the perimeter of each of the above-mentioned bases.
Недостатком конструкции штампа является недостаточно высокая механическая прочность поверхности гравюр верхней и нижней вставок, приводящая к их деформированию и разрушению при изотермической штамповке авиационных лопаток.A disadvantage of the stamp design is the insufficiently high mechanical strength of the surface of the engravings of the upper and lower inserts, which leads to their deformation and destruction during isothermal stamping of aircraft blades.
Задачей полезной модели является создание конструкции штампа для изготовления штамповок авиационных лопаток с повышенной механической прочностью поверхности гравюр верхней и нижней вставок для обеспечения их высокого сопротивления деформированию и разрушению.The objective of the utility model is to create a stamp design for the production of stampings of aircraft blades with increased mechanical strength of the surface of the engravings of the upper and lower inserts to ensure their high resistance to deformation and destruction.
Технический результат заключается в снижении износа вставок штампа путем лазерной наплавки на поверхность их гравюр упрочняющего наноструктурированного покрытия из смеси порошков карбида титана и карбида бора, а также в повышении эксплуатационной надежности конструкции штампа.The technical result consists in reducing the wear of the stamp inserts by laser surfacing onto the surface of their engravings a strengthening nanostructured coating made of a mixture of titanium carbide and boron carbide powders, as well as in increasing the operational reliability of the stamp design.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемой конструкции штампа для изготовления штамповок авиационных лопаток, содержащей верхнее и нижнее основания, каждое из которых выполнено с глухой полостью и сквозными отверстиями, верхнюю вставку с гравюрой со стороны корыта лопатки, смонтированную в глухой полости верхнего основания с помощью крепежных элементов, нижнюю вставку с гравюрой со стороны спинки лопатки, смонтированную в глухой полости нижнего основания с помощью крепежных элементов, и направляющие колонки, установленные в четырех угловых зонах по периметру верхнего и нижнего оснований в их сквозных отверстиях, выполненных соосными, при этом верхняя и нижняя вставки выполнены из жаропрочного сплава методом электронно-лучевого сплавления, согласно новому техническому решению, верхняя и нижняя вставки снабжены расположенным на поверхности их гравюр упрочняющим наноструктурированным покрытием, полученным в результате лазерной наплавки двухкомпонентной смеси из порошка карбида титана и порошка карбида бора, при этом толщина покрытия составляет 30 мкм, а микротвердость 14 ГПа.The stated problem is solved due to the fact that in the proposed design of a stamp for manufacturing stampings of aircraft blades, comprising an upper and lower base, each of which is made with a blind cavity and through holes, an upper insert with an engraving on the side of the blade trough, mounted in the blind cavity of the upper base using fasteners, a lower insert with an engraving on the side of the blade back, mounted in the blind cavity of the lower base using fasteners, and guide columns installed in four corner zones along the perimeter of the upper and lower bases in their through holes made coaxial, wherein the upper and lower inserts are made of a heat-resistant alloy by the electron beam fusion method, according to the new technical solution, the upper and lower inserts are provided with a strengthening nanostructured coating located on the surface of their engravings, obtained as a result of laser surfacing of a two-component mixture of titanium carbide powder and boron carbide powder, wherein The coating thickness is 30 µm and the microhardness is 14 GPa.
Конструкция штампа для изготовления штамповок авиационных лопаток может быть изготовлена из жаропрочных сталей (ЖС6У, ЖС26) методом электронно-лучевого сплавления и механической обработки. Формирование упрочняющего наноструктурированного покрытия осуществляется способом наплавки путем расплавления наноразмерных частиц порошков карбида титана и карбида бора под воздействием непрерывного лазерного излучения и созданием функционального поверхностного слоя.The design of the stamp for the production of stampings of aircraft blades can be made of heat-resistant steels (ZhS6U, ZhS26) by electron beam fusion and mechanical processing. The formation of a strengthening nanostructured coating is carried out by surfacing by melting nanosized particles of titanium carbide and boron carbide powders under the influence of continuous laser radiation and creating a functional surface layer.
Описание конструкции.Description of the design.
На фиг. 1 приведена конструкция штампа для изготовления штамповок авиационных лопаток: 1 - верхнее основание, 2 - нижнее основание, 3 - верхняя вставка, 4 - нижняя вставка, 5 - гравюра корыта лопатки, 6 - гравюра спинки лопатки, 7 - винты, 8 - направляющие колонки верхнего основания, 9 - отверстия нижнего основания, 10 - упрочняющее наноструктурированное покрытие.Fig. 1 shows the design of a stamp for producing stampings of aircraft blades: 1 - upper base, 2 - lower base, 3 - upper insert, 4 - lower insert, 5 - engraving of the blade trough, 6 - engraving of the blade back, 7 - screws, 8 - guide columns of the upper base, 9 - holes of the lower base, 10 - strengthening nanostructured coating.
Штамп для изготовления штамповок авиационных лопаток (фиг. 1) состоит из верхней 3 и нижней 4 вставок, установленных соответственно в глухие полости верхнего 1 и нижнего 2 оснований и закрепленных винтами 7. На верхней вставке 3 имеется гравюра корыта лопатки 5, нижней вставке 4 - гравюра спинки лопатки 6. Штамп в сборе устанавливается и крепится в верхнем и нижнем штамподержателях гидравлического пресса (на фиг. не показаны). Разборка штампа осуществляется в обратном порядке, при этом в верхнем 1 и нижнем 2 основаниях предусмотрены центральные отверстия для снятия вставок (на фиг. не показаны) в случае их залипания при попадании и застывании стеклоэмали. На нижнем основании 2 имеются отверстия 9, в которые входят направляющие колонки 8 верхнего основания 1.The stamp for producing stampings of aircraft blades (Fig. 1) consists of upper 3 and lower 4 inserts installed respectively in blind cavities of upper 1 and lower 2 bases and secured with screws 7. On the upper insert 3 there is an engraving of the trough of the blade 5, on the lower insert 4 - an engraving of the back of the blade 6. The assembled stamp is installed and secured in the upper and lower stamp holders of a hydraulic press (not shown in the Fig.). Disassembly of the stamp is carried out in the reverse order, while in the upper 1 and lower 2 bases there are central holes for removing the inserts (not shown in the Fig.) in the event of their sticking when glass enamel gets in and hardens. On the lower base 2 there are holes 9, into which the guide columns 8 of the upper base 1 enter.
На поверхности гравюр 5, 6 имеется упрочняющее наноструктурированное покрытие 10, которое получено в результате лазерной наплавки двухкомпонентной смеси, состоящей из порошка карбида титана дисперсностью 50-80 нм и порошка карбида бора дисперсностью 20-50 нм. Покрытие 10 имеет толщину 30 мкм и микротвердость 14 ГПа. Данное упрочняющее покрытие обеспечивает повышенную механическую прочность поверхности гравюр 5 и 6, снижающую их износ при повышенном сопротивлении деформированию и разрушению материала вставок 3 и 4 в процессе изотермической штамповки, что способствует повышению эксплуатационной надежности конструкции штампа.On the surface of engravings 5, 6 there is a strengthening nanostructured coating 10, which is obtained as a result of laser cladding of a two-component mixture consisting of titanium carbide powder with a dispersion of 50-80 nm and boron carbide powder with a dispersion of 20-50 nm. Coating 10 has a thickness of 30 μm and a microhardness of 14 GPa. This strengthening coating provides increased mechanical strength of the surface of engravings 5 and 6, reducing their wear with increased resistance to deformation and destruction of the material of inserts 3 and 4 during isothermal stamping, which helps to increase the operational reliability of the stamp structure.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Штамп работает следующим образом. Верхнее основание 1 с установленной в его глухой полости при помощи винтов 7 верхней вставкой 3 крепится к верхнему штамподержателю и траверсе пресса (на фиг. не показаны). Такое исходное положение позволяет выполнить укладку заготовки в гравюру спинки лопатки 6 нижней вставки 4.The stamp operates as follows. The upper base 1 with the upper insert 3 installed in its blind cavity using screws 7 is attached to the upper stamp holder and the press crossbeam (not shown in the figure). This initial position allows the workpiece to be placed in the engraving of the back of the blade 6 of the lower insert 4.
Нижнее основание 2 с установленной в его глухой полости при помощи винтов 7 нижней вставкой 4 крепится на нижнем штамподержателе и столе пресса (на фиг. не показаны).The lower base 2 with the lower insert 4 installed in its blind cavity using screws 7 is secured to the lower stamp holder and the press table (not shown in the figure).
После укладки заготовки в гравюре спинки лопатки 6 нижней вставки 4 нижнего основания 2 выполняется рабочий ход пресса до смыкания верхнего 1 и нижнего 2 оснований. При этом верхнее основание 1 центрируется посредством направляющих колонок 8 верхнего основания 1 с отверстиями 9 в нижнем основании 2. Направляющие колонки 8 центрируют верхнее 1 и нижнее 2 основания со вставками 3 и 4, исключая взаимное смещение гравюр 5 и 6 друг относительно друга. Штамп работает в изотермических условиях с нагревом до ковочной температуры от 850°С до 970°С.After the blank is placed in the engraving of the blade back 6 of the lower insert 4 of the lower base 2, the working stroke of the press is performed until the upper 1 and lower 2 bases are closed. In this case, the upper base 1 is centered by means of the guide columns 8 of the upper base 1 with the openings 9 in the lower base 2. The guide columns 8 center the upper 1 and lower 2 bases with the inserts 3 and 4, eliminating the mutual displacement of the engravings 5 and 6 relative to each other. The stamp operates under isothermal conditions with heating to the forging temperature from 850°C to 970°C.
После выполнения рабочего хода и выдержки под давлением (по необходимости) исходной заготовки выполняется обратный ход верхнего основания 1 в верхнее исходное положение и съем штамповки лопатки из гравюры нижней вставки 4.After completing the working stroke and holding the initial workpiece under pressure (if necessary), the upper base 1 is returned to the upper initial position and the blade stamping is removed from the lower insert 4 engraving.
Наличие упрочняющего наноструктурированного покрытия 10 на поверхностях гравюр 5 и 6 обеспечивает повышенную механическую прочность их поверхности, что снижает их износ при повышенном сопротивлении деформированию и разрушению материала вставок 3 и 4. Это способствует повышению эксплуатационной надежности конструкции штампа.The presence of a strengthening nanostructured coating 10 on the surfaces of engravings 5 and 6 ensures increased mechanical strength of their surface, which reduces their wear with increased resistance to deformation and destruction of the material of inserts 3 and 4. This helps to increase the operational reliability of the stamp design.
Исследования показали, что оптимальными режимами процесса лазерной наплавки упрочняющего наноструктурированного покрытия из двухкомпонентной смеси, включающей порошок карбида титана дисперсностью 50-80 нм и порошка карбида бора дисперсностью 20-50 нм, на поверхность гравюр являются следующие: мощность лазерного излучения в непрерывном режиме воздействия 16-18 Вт, диаметр лазерного пятна 0,2-0,5 мм, скорость обработки 100-120 мм/с. При уменьшении значений указанных параметров эффект упрочнения не наблюдается, а при их увеличении покрытие, полученное в результате лазерного формирования из двухкомпонентной смеси порошков, включающей порошок карбида титана и порошок карбида бора, характеризуется грубой, неоднородной структурой, обусловленной образованием множества дефектных участков в виде пережогов и наплывов. В указанном диапазоне параметров происходит расплавление частиц карбида титана и частиц карбида бора под воздействием непрерывного лазерного излучения и формирование упрочняющего наноструктурированного покрытия толщиной 30 мкм с величиной микротвердости 14 ГПа, что обеспечивает снижение износа поверхности гравюр не менее чем на 20%.The studies have shown that the optimal modes of the laser cladding process of a hardening nanostructured coating from a two-component mixture including titanium carbide powder with a dispersion of 50-80 nm and boron carbide powder with a dispersion of 20-50 nm on the surface of engravings are the following: laser radiation power in the continuous exposure mode of 16-18 W, laser spot diameter of 0.2-0.5 mm, processing speed of 100-120 mm/s. With a decrease in the values of these parameters, the hardening effect is not observed, and with their increase, the coating obtained as a result of laser formation from a two-component powder mixture including titanium carbide powder and boron carbide powder is characterized by a rough, non-uniform structure due to the formation of many defective areas in the form of burns and build-ups. In the specified range of parameters, titanium carbide particles and boron carbide particles melt under the influence of continuous laser radiation and a strengthening nanostructured coating with a thickness of 30 µm with a microhardness of 14 GPa is formed, which ensures a reduction in wear on the surface of the engravings by at least 20%.
Таким образом, предложенная конструкция штампа для изготовления штамповок авиационных лопаток, обладает повышенной механической прочностью поверхности гравюр верхней и нижней вставок, обеспечивает повышенную эксплуатационную надежность штампа и позволяет значительно увеличить срок его эксплуатации без проведения восстановительного ремонта или замены.Thus, the proposed design of a stamp for the production of stampings of aircraft blades has increased mechanical strength of the surface of the engravings of the upper and lower inserts, ensures increased operational reliability of the stamp and allows to significantly increase its service life without carrying out repairs or replacement.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU230163U1 true RU230163U1 (en) | 2024-11-18 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4383426A (en) * | 1981-03-16 | 1983-05-17 | United Technologies Corporation | Die construction for fan blades |
| RU2456112C2 (en) * | 2010-05-13 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Die for hot-molding of parts from titanium alloys |
| RU2542199C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for preparing composite coatings of powder materials |
| JP6306645B2 (en) * | 2016-06-27 | 2018-04-04 | 藤森工業株式会社 | Release film for antistatic surface protection film |
| RU2737836C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-12-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Blade stamping die |
| RU217701U1 (en) * | 2023-03-07 | 2023-04-12 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Die for the manufacture of stamping blades on a hydraulic press |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4383426A (en) * | 1981-03-16 | 1983-05-17 | United Technologies Corporation | Die construction for fan blades |
| RU2456112C2 (en) * | 2010-05-13 | 2012-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" | Die for hot-molding of parts from titanium alloys |
| RU2542199C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method for preparing composite coatings of powder materials |
| JP6306645B2 (en) * | 2016-06-27 | 2018-04-04 | 藤森工業株式会社 | Release film for antistatic surface protection film |
| RU2737836C1 (en) * | 2020-04-03 | 2020-12-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Blade stamping die |
| RU217701U1 (en) * | 2023-03-07 | 2023-04-12 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Die for the manufacture of stamping blades on a hydraulic press |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110219002B (en) | High-entropy alloy composite coating material for repairing die and die repairing method | |
| CA3011463C (en) | Methods for producing forged products and other worked products | |
| CN208067054U (en) | A kind of cavity liner spinning machine | |
| EP0554683A1 (en) | Method to change the surface of castings by powder impregnating | |
| DE2744033C2 (en) | ||
| EP2838691B1 (en) | Process for laser-assisted tool build and repair | |
| RU230163U1 (en) | Stamp for the production of stampings of aircraft blades | |
| CN104126360A (en) | Bionic agricultural machinery movable blade and manufacturing method thereof | |
| RU231002U1 (en) | Stamp for the production of stampings of aircraft blades | |
| RU231001U1 (en) | Stamp for the production of stampings of aircraft blades | |
| US20100255970A1 (en) | Metal foil machining roller | |
| DE3440317C2 (en) | Process for producing a continuous casting mold with wear-resistant fittings | |
| JP6474885B2 (en) | Anvil for rotary cutting unit that is layered | |
| CN103084572A (en) | Forming stamping mold with wear-resistant coating | |
| JP5797408B2 (en) | Rotary cutter | |
| CN109127908A (en) | A kind of auto parts and components production and processing mold and its manufacturing method | |
| CN111410405B (en) | High-pattern-precision high-temperature-resistant embossing roller structure and preparation method thereof | |
| CN218785177U (en) | Centrifugal shaped casting roll body molding device | |
| EP4414106A1 (en) | 3d printed metal with controlled carbide size and method of producing the same | |
| DE3544759C2 (en) | ||
| US12440919B2 (en) | Method for making an industrial tool, such as an anvil roll | |
| JP5567792B2 (en) | High hardness corrosion resistant wear resistant alloy material, wear resistant member using the same, and method for producing the same | |
| RU217701U1 (en) | Die for the manufacture of stamping blades on a hydraulic press | |
| CN223879843U (en) | Pouring fixture for boron carbide coating of neutron chopper turntable of carbon fiber composite material | |
| JP2015091597A (en) | Hot forging die |