PL B1. INSTYTUT METALURGII I INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ IM. ALEKSANDRA KRUPKOWSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. C22C 5/08 ( ) B21D 26/02 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób i urządzenie do wykonania naczynia ze stopu srebra (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 02/09 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT METALURGII I INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ IM. ALEKSANDRA KRUPKOWSKIEGO POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/12 (72) Twórca(y) wynalazku: JAN DUTKIEWICZ, Kraków, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Renata Wojtas-Słodownik PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania naczynia dla celów jubilerskich ze stopu srebra pierwszej lub drugiej próby z zakresu dodatku miedzi do 12% wagowych, zdolnego do odkształcenia superplastycznego, oraz urządzenie do wykonania naczynia ze stopu srebra. W XIX wieku wyroby srebrne wytwarzano metodą wytłaczania. Metoda wytłaczania jest bardzo pracochłonna, gdyż wymaga ręcznego wyklepywania wzorów. Obecnie została ona zarzucona i naczynia srebrne wytwarza się poprzez odlewanie przy użyciu wirującej formy. W literaturze brak jest informacji na temat wytwarzania naczyń srebrnych drogą odkształcenia superplastycznego. Z opisu patentowego (zgłoszenie patentowe P ) znany jest sposób przygotowania stopu srebra posiadającego możliwości deformacji superplastycznej. Zgodnie z wynalazkiem, sposób wykonania naczynia ze stopu srebra dla celów jubilerskich ze stopu srebra zdolnego do odkształcenia superplastycznego polega na tym, że ze stopu srebra posiadającego możliwości deformacji superplastycznej wykonuje się naczynie wyjściowe z kołnierzem metodą tłoczenia i pasowania na zimno, stosując stopniowanie odkształcenia na zimno z międzywyżarzaniem, naczynie umieszcza się w formie, po czym uszczelnia się zestaw naczynie - forma dociskiem kołnierza naczynia do formy pod ciśnieniem 1,5 MPa w temperaturze odkształcenia superplastycznego stopu srebra, to jest w temperaturze 550 C, a następnie do wnętrza naczynia dostarcza się gaz pod ciśnieniem korzystnie 1,5 MPa. Korzystnie, proces prowadzi się w czasie 45 minut. Urządzenie do wykonania naczynia ze stopu srebra zdolnego do odkształcenia superplastycznego, według wynalazku, zawiera formę z otworem w jej górnej powierzchni oraz wyfrezowanym rowkiem wokół tego otworu. Nad górną powierzchnią formy usytuowany jest centrycznie docisk górny z dolną powierzchnią stanowiącą powierzchnię styku z górną powierzchnią. Na dolnej powierzchni znajduje się występ dopasowany szczelnie do rowka na górnej powierzchni formy. Ponadto, docisk górny zaopatrzony jest w przewód usytuowanym osiowo, doprowadzający gaz do wnętrza naczynia w formie. Całość umieszczona jest w piecu zapewniającym temperaturą odkształcenia superplastycznego. Wytwarzanie naczyń srebrnych drogą odkształcenia superplastycznego stwarza nowe możliwości i wyższą jakość wyrobów z uwagi na możliwość wiernego odwzorowania detali, mniejsze zużycie narzędzi z powodu niższej temperatury ich pracy, możliwość wytwarzania wyrobów w kształcie naczyń o cienkiej ściance, podwyższenie wytrzymałości wyrobów przy tym samym składzie chemicznym z uwagi na korzystniejszą, ultradrobnoziarnistą strukturę w porównaniu do wyrobów odlewanych. Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w poniższym przykładzie wykonania w związku z rysunkiem. P r z y k ł a d Srebro próby 935, odlane w sposób ciągły, walcowano do grubości 2 mm w celu uzyskania odpowiedniej grubości blach i odpowiedniego stopnia zgniotu, następnie wycięto z nich krążki, które przeciskano na zimno przez kolejne oczka matrycy w celu uzyskania szklanki o wysokości 100 mm i grubości ścianki 0,8 mm. Następnie w specjalnie wykonanym przyrządzie wykonano kołnierz na szklance. Kołnierz służy do uszczelnienia formy i naczynia wyjściowego przy dostarczanym gazie pod ciśnieniem kilku MPa. Szklankę umieszczono w formie stanowiącej element urządzenia do wykonania naczynia ze stopu srebra. Na rysunku fig. 1 pokazano schematycznie urządzenie do wykonania naczynia ze stopu srebra. Urządzenie zawiera formę 2 z otworem w jej górnej powierzchni 2a oraz wyfrezowanym rowkiem 2b wokół tego otworu. Nad górną powierzchnią formy usytuowany jest centrycznie docisk górny 1 z dolną powierzchnią 1a stanowiącą powierzchnię styku z formą, a na tej powierzchni znajduje się występ 1b dopasowany szczelnie do rowka na górnej powierzchni formy. Docisk górny zaopatrzony jest w przewód 3 usytuowanym osiowo, doprowadzający gaz do wnętrza szklanki 4 w formie 2. Całość umieszczona jest w piecu, niepokazanym na rysunku, który zapewnia możliwość ściśnięcia docisku 1 i formy 2 oraz dostarczenia gazu przez przewód 3. Szklankę umieszcza się w formie opierając kołnierz 5 o brzeg wierzchniej strony górnej powierzchni formy, wokół otworu w tej powierzchni. Szerokość kołnierza obejmuje wyfrezowany rowek 2b. Forma składa się z dwóch części, co umożliwia jej rozebranie po wykonaniu odkształcenia gazem i wyjęcie wypraski.

3 PL B1 3 Po skręceniu śrubami formę umieszcza się w piecu. Po osiągnięciu temperatury 550 C hydraulicznie dociska się docisk 1 do formy 2, a znajdujący się pomiędzy tymi częściami kołnierz 5 odkształca się uszczelniając przestrzeń pomiędzy formą a dociskiem. Dostarczony przewodem 3 pod ciśnieniem 1,5 MPa gaz odkształca superplastycznie szklankę 4, które przyjmuje kształt i ornamentację formy. Z uwagi na to, że odkształcenie superplastyczne zachodzi przy niewielkim naprężeniu, ciśnienie kilku MPa jest wystarczające dla deformacji materiału w podwyższonej temperaturze. Po zakończeniu procesu, który trwał około 45 minut, uzyskano naczynie dokładnie odtwarzające formę wskutek deformacji superplastycznej, pokazane na fotografii fig. 2. Do deformacji superplastycznej kluczowe jest odpowiednie przygotowanie materiału zapewniające jego zdolność do deformacji superplastycznej, na przykład zgodne z rozwiązaniem według polskiego zgłoszenia P Niezbędne jest odpowiednie odlanie materiału z dużym przechłodzeniem, lub odlewanie ciągłe, zapewniające dużą ilość zarodków w stanie ciekłym i w konsekwencji małą wielkość ziarna. Ponadto, celowe jest zapewnienie dużej deformacji na zimno i w temperaturze nieco podwyższonej dla uzyskania materiału z małym ziarnem (< 5 µm) i odpowiedniej dezorientacji. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wykonania naczynia ze stopu srebra dla celów jubilerskich ze stopu srebra zdolnego do odkształcenia superplastycznego, znamienny tym, że ze stopu srebra posiadającego możliwości deformacji superplastycznej wykonuje się naczynie wyjściowe z kołnierzem metodą tłoczenia i pasowania na zimno, stosując stopniowanie odkształcenia na zimno z międzywyżarzaniem, naczynie umieszcza się w formie, po czym uszczelnia się zestaw naczynie - forma dociskiem kołnierza naczynia do formy pod ciśnieniem 1,5 MPa w temperaturze odkształcenia superplastycznego stopu srebra, to jest w temperaturze 550 C, a następnie do wnętrza naczynia dostarcza się gaz pod ciśnieniem korzystnie 1,5 MPa. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w czasie 45 minut. 3. Urządzenie do wykonania naczynia ze stopu srebra zdolnego do odkształcenia superplastycznego, znamienne tym, że zawiera formę (2) z otworem w jej górnej powierzchni (2a) oraz wyfrezowanym rowkiem (2b) wokół tego otworu, nad którą to górną powierzchnią formy usytuowany jest centrycznie docisk górny (1) z dolną powierzchnią (1a) stanowiącą powierzchnię styku z górną powierzchnią (2a) formy, przy czym na dolnej powierzchni (1a) znajduje się występ (1b) dopasowany szczelnie do rowka (2b) na górnej powierzchni formy (2), a ponadto docisk górny (1) zaopatrzony jest w przewód (3) usytuowanym osiowo, doprowadzający gaz do wnętrza naczynia (4) w formie (2), a całość umieszczona jest w piecu zapewniającym temperaturę odkształcenia superplastycznego.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)