Устройство для прессования металлических порошков

СОЮЗ СОВЕТСКИХРЮВКИЧЕКИИЖ СПУБЛИН А 3 У 02 В а в 15 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕН РСН ЕЛЬСТ.В РЕССОВ11Л,С. Богинск удо чес етельство ССС(46) 23.0 (72) А,В.и О.П. Ре (71) Бело Красного институт (53) 621. усский орде намени поли 62.043(088. торское сви затрат тичный кой ша щимися стью и на працевкладышбой и вып по напра площадью ТВО ДЛЯРОИКОВич аюю снижес прессонабженолнен слению кпопереч о авт. св.щеесяия силовыхвания, эласеталличесувеличиваюшайбе жесткоого .сечения.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления изделийпрессованием металлических порошков,По основному авт. св. Р 816692известно устройство для прессования5металлических порощков, включающеематрицу, бункер, закрепленный наматрице, пуансон, центральный формующий стержень и вкладыш, выполненный из эластичного материала и уста Оновленный внутри матрицы между пуансоном и бункером (1 3.Для обеспечения непрерывностипроцесса формования давление прессования должно изменяться от максимальных значений ниже уровня А до нулевых значений в верхней зоне эластичного вкладыша.В известном устройстве это достигается за счет сил внешнего трениямежду матрицей и эластичным вкладышем, поэтому последний необходимо выполнять длинномерным .(Н/Д ),3), Вместе с тем для преодоления сил внешнего трения между матрицей и вкладышемтребуются большие усилия. Циклическоенагружение и внешнее трение способствуют нагреву эластичного вкладыша дотемпературы выше допустимой (ТА =100 С) и, как следствие, выходу егоиз строяЦелью изобретения является снижение силовых затрат на процесс прессования,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для прессования металлических порошков эластичный вкладыш снабжен металлической шайбой ивыполнен с увеличивающимися по направлению к шайбе жесткостью и площадью поперечного сечения. 40На чертеже представлено устройство,общий вид.Устройство состоит из бункера 1,матрицы 2, внутри которой соосно установлены эластичный вкладыш 3, формующий стержечь 4 и пуансон 5 Верхняя часть вкладыша выполнена за одно.целое с металлической шайбой 6. Этодостигается изготовлением вкладышалитьем жидкого полиуретана в металлическую форму, в нижнюю часть которой вставлена металлическая шайба,имеющая для прочности соединения сполиуретаном ряд цилиндрических резьбовых отверстий. В процессе полийеризации полиуретан прочно охватывает-ся с шайбой, так как он обладает большой адгезией к металлам. Переменнаяжесткость вкладыша достигается послойной заливкой полиуретана. При этомвначале заливается слой полиуретана твердостью 100 единиц, затем твердостью 90-95 единиц и, наконец, слойполиуретана твердостью 75 единиц.Каждый вышележащий слой заливаетсяв момент начала отверждения предыду щего. В нижней части эластичного вкладыша форма внутренней и наружной поверхностей выполнена цилиндрической, переходящей кверху в конические поверхности. При этом площадь поперечного сечения вкладыша в направлении расположения шайбы увеличивается. Охлаждающая система поддерживает необходимый температурный режим работы вкладыша.Устройство работает следующим образом;В бункер 1 загружают порошок, который поступает в рабочую полость между эластичным вкладышем 3 и стерж. нем 4Затем происходит осевое сжатие вкладыша нижним пуансоном 5, перемещающимся вдоль оси матрицы 2 отсилового органа (не показан), Этовызывает радиальное сжатие и уплотнение порошка ниже уровня А, т.е,ниже указанного уровня пористая заготовка обладает определенной механической прочностью, Выше уровня Асущественного уплотнения порошка не произойдет, так как осевые и радиальные давления в этой зоне незначительны за счет увеличения кверху жесткости и площади поперечного сеченияэластичного вкладыша. В верхней зонеосевые и радиальные давления стремятся к нулевому значению, чему способствуют максимальная жесткость вкладыша в верхней зоне, а также выполнение вкладыша за одно целое с металлической шайбой. На следующем этапе формования происходит некоторое перемещение спрессованной заготовки и стержня вверх за счет сил трения.После снятия внешней нагрузки эластичный вкладыш под действием упругих сил также возвращается в исходное положение. При этом между спрессованной заготовкой 1,верхней ее частью, имеющей форму конуса, переходящего в цилиндр) и внутренней поверхностью вкладыша образуется зазор, и заготовка совместно со стержнем под действием силы тяжести перемещаетсявниз. Из бункера внутрь вкладыша по-.ступает свежая порция порошка, Процесс прессования повторяется, т,е.к эластичному вкладышу прикладывается внешняя нагрузка и находящийсяниже уровня А порошок уплотняется,образуя верхнюю часть ранее спрессованной заготовки. П р и м е р. В качестве исходного материала для прессования загото-, вок выбирают медный порошок ПМС(ГОСТ 4960-68), Эластичный вкладка изготавливают из полиуретана СКУЛ (ТУ 84-404-73), твердость в условных единицах (по Шору) 95, Отношение длины к диаметру Н/Д = 3:1. Прессование производят на гидравлическом прессе с номинальным усилием 350 тс. При.Тираж 811 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 2002/20 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 удельном давлении прессования 3,5 т/см получают прессовку с отно 2сительной плотностью 85%.Затем осуществляют прессование с помощью вкладыша с переменной жесткостью, твердость в условных единицах (по Шору) соответственно 100,95,75. Отношение длины к диаметру Н/Д=1:1.Участок полиуретана твердостью 95-100 единиц по Шору составляет две трети всей длины вкладыша и приходит ся на коническую часть. Остальная, цилиндрическая часть вкладыша имеет твердость 75 единиц по Шору. Протяженность цилиндрического участка наружной поверхности вкладыша равна по 15 длине ходу нижнего пуансона, перемещающегося вдоль оси матрицы от силового органа. Остальная часть вкладыша выполняется с конусностью в диапазоне 10-30 . Конусность внутрен ней поверхности эластичного вклады-, ша составляет 1-7 о(в каждом конкретном случае необходимо устанавливать оптимальные параметры конусности вкладыша, Которые зависят от многих 5 факторов: геометрии прессовки, материала порошка, формы его частйц и т.дПрессовка с относительной плотностью 85 получается при удельном давлении 1,5 т/см230Из приведенных данных видно, что силовые затраты процесса прессования сократились в 2,3 раза. Это достигается тем, что предлагаемая конструкция вкладыша позволяет уменьшить затраты на преодоление внешнего трения, так как вкладыш выполненпо длине равным диаметру (Н/Д=1:1),и умень" шить силовые затраты на сжатйе более эластичной (75 единиц по Шору) нижней цилиндрической части вкладыша непосредственно осуществляющей процесс прессования.Усилие прессования, необходимое для сжатия нижней цилиндрической част ти вкладыша, т.е. для получения за- готовки определенной плотности, не оказывает существенного влияния на деформацию более жесткой части вкладыша, Защемление верхней торцовой поверхности вкладыша металлической шайбой, а также максимальные жесткость (100 единиц по Шору) и площадь поперечного сечения сводят к нулю осевые и радиальные давления в этой зоне.Отмеченное обеспечивает непрерывность процесса формования, а также равномерное распределение плотности йо длине конечного продукта.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить силовые затраты на процесс прессования при обеспечении того же уровня плотности прессовок.