Способ горячей деформации порошковых заготовок

(51 НИЕ ИЗО ТЕНИЯ ОПИСК АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В. Попов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Порошковая металлургия материалов специального назначения./ Подред. Дж. Барка и В. Веиса. - М.:Металлургия, 1977, с. 199-203.Там же, с. 235-236.(5 Ц (57) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИПОРОШКОВЬИ ЗАГОТОВОК, включающий нагрев, изостатическое прессованиеи экструзию, о т л и ч а ю щ и й с. ятем, что, с целью снижения энергозатрат,повышения производительностии улучшения качества получаемых изделий, изостатическое прессование иэкструзию проводят ступенчато путемпоследовательного их чередования сповышением температуры нагрева и давления изостатического прессования накаждой ступени, причем на первой ступени деформацию проводят при приложении осевого усилия к торцам заготовки до захода ее заднего торца в.первое экструзионное очко с последующим снятием усилия, прикладываемогок заднему торцу.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам обработки давлением порошковых заготовок для получения изделий определенного профиля.Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение производительности и улучшение качества получаемых изделий.П р и м е р. Порошковую заготовку иэ отсевов губчатого титана ТГВ с относительной плотностью 607 нагревают в герметичной капсуле до 428 С и подвергают экструзии со сте.пенью деформации 207., прилагая тянущее усилие с переднего торца заготовки и подталкивающее усилие с заднего торца. В начальный момент заготовка имеет прямоугольную площадь сечения 180 см и длину 100 см. После первой ступени экструзии заготовка имеет площадь сечения 144 см и относительную плотность 687. и попадает в первую камеру гидростата, .где подвергается нагреву до 555 С и гидростатическому давлению 40 МПа, после 1чего сечение ее уменьшается до 116 см а относительная плотность возрастает до 757. Далее заготовку подвергают второй ступени экструзии со степенью деформации 207, после которой она имеет площадь сечения 93 см и . относительную плотность 817. При выходе извторого экструзион- ного очка заготовку подают во вторую камеру гидростата, где ее подвергают нагреву до 768 С и гидростатическому прессованию, в результате которого сечение ее уменьшается до 75 см, а плотность возрастает до 85,67. Давление прессования во второй камере гидростата равно 60 МПа. Далее заготовку подвергают дальнейшей экструзии со степенью деформации 207, после чего она имеет площадь сечения 60 см 2 по форме, близкой к двутавру, и относительную плотность 897. При этом она поступает в третью камеру гидростата, где. ее нагревают до 906 С и подвергают гидростатическому прессованию при давлении 80 МПа, после чего заготовка имеет площадь сечения 48 см 2 и относительную плотность 937., Заготовку подвергают экструзии со степенью деформации 197.и при входе в четвертую (последнюю) камеру гидростата она имеет1ни;с - показатель прессования,определяемый экспериментально или выбираемый по табли-.цам;Ы - относительное контактное Ксечение порошкового тела,45 Путем последовательных операцийэкструзии и изостатического прессования с небольшой степенью деформации достигается постепенная перегруппировка порошковых частиц и укладка 55 их в наиболее плотную упаковку, которая.не достигается при экструзии или изостатическом прессовании с большой степенью деформации. площадь сечения 39. см и отноитьную плотность 967.В последней камере гидростата заготовку нагревают до 1030 С, подвергают горячему гидростатическомупрессованию давлением 100 МПа и онаперед последней .экструзией имеетплощадь сечения 32 см и относительную плотность 987. На последней сту пени проводят калибрующую экструзиюсо степенью деформации, близкой к187, в результате которой получают .компактное готовое изделие с площадью поперечного сечения 26,8 см с 15 точной геометрической конфигурациейсечения двутавра Р 20.В зависимости от длины контейнерагидростата задний торец может находиться еще за пределами гидростата 20 и к нему прилагается подталкивающееосевое усилие с одновременным тянущим усилием. При заходе заднеготорца заготовки в первое экструзионное очко подталкивающее осевое уси,лие снимают, оставляя только тянущее усилие. Температура нагревапорошковой заготовки на каждой ступени определяется исходя из пределатекучести материала для монолита,. З 0 относительной плотности и постоян. ных коэффициентов.Давление изостатического прессования выбирается на основании полученной эмпирической формулы:Р=(Ц "1 о) 11 так фк. тгде Ь - предел текучести металла притданной температуре порошковой заготовки;и 1 - начальная и конечная относи отельная плотность порошковойзаготовки на каждой ступеФ Заказ 1646/11 Тираж 757Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,. 4 Использование одного изостатичес .кого прессования не,позволяет получать изделия с заданным профилем.Использование одной экструзии в несколько стадий не позволяет осуществить процесс в одном контейнере матрицы, так как необходимо приложениетянущего и подталкивающего усилийна всех стадиях, что практическиосуществить невозможно.11 о предлагаемому способу окончательной операцией является экструзиядля формирования окончательногопрофиля. Постепенное повышение температуры на каждой ступени деформацииведет к снижению энергозатрат и повьшению скорости прогрева заготовки, так,как с увеличением плотностизаготовки на каждой ступени возрастает температура и теплопроводностьматериала заготовки,. Стадийное повышение изостатического прессования связано с тем, чтос ростом плотности заготовки увеличивается предел текучести,.которыйявляется определяющим в сдвиговойдеформации, а последняя в свою очередь определяет процесс уплотнения.Давление изостатического прессованияпри этом пропорционально произведению предела текучести на относительное контактное сечение,Осевое усилие к обеим торцам заготовки прикладывают до захода ее заднего торца в первое экструэионное очко с той целью, чтоб обеспечить, прохождение всей заготовки через каждое следующее экструзионное очко., 5 После захода заднего торца в первоеэкструзионное очко усилие, прикладываемое к нему, снимают, так как в дальнейшем роль подталкивающего уси" лия выполняет изостатическое давление.1 О Способ обеспечивает снижениеэнергозатрат за счет исключения намеренного перегрева заготовок перед деформацией,.что имеет место в известном способе для выравнивания. температуры. Кроме того, способ обеспе 1 чивает снижение осевых усилий, что влечет за собой уменьшение мощности прессового оборудования. Последнее1 приводит к созданию условий для 2 О повышения стойкости прессового инст. -румента (матриц) и для снижения возможности образования задиров, трещин ,и расслоя. 5, По существу предлагаемого способапервые ступени изостатического прессования являются теплым прессованием, процесс сквозного прогрева ведется постепенно от ступени к ступени ЗО с одновременным повьппением плотности,Кроме того, время прогрева снижается,в 10-40 раз, что повьппает производительность процесса и снижает егоэнергоемкость.