Устройство для формования порошковых материалов

, 14475 22 Р 3/02, 3/20 Д1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Витсбский технологический институтлегкой промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствамдля формования порошковых аериаов.Цель изобретения - повышение производительности процесса и плотности изделий.Экструдирующему элементу 3 от приводачерез червячное колесо 4 сообщается вращательное движение. Одновременно из бункера 8 в винтовую канавку элемента 3 поступает порошок, который захватывается витками экструдирующего элемента и перемешается вдоль корпуса 1 и неподвижного стержня 5. Вследствие того, что согласно изобретению ширина витков экструдирующего элемента возрастает в направлении экструзии, а на расстоянии, равном шагу винтовой линии от начала схода витка на торцовую поверхность экструдирующего элемента, наружный диаметр стержня выполнен меньшим относительно внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента, достигается увеличение жесткости и прочности экструдирующего элемента в соответствии с возрастанием плотности пооошка в его канавке, что повышает производительность процесса засчет устранения заклинивания порошка в канавке более жесткого экструдирующего элемента, а плотность получаемых изделий за счетвозможности увеличения усилия прессования без разрушения экструдирующего элемента. 1 ил., 2 табл.14475731Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для непрерывного формования порошковых материалов методом экструзии.Цель изобретения - повышение производительности процесса и плотности изделий.На чертеже представлено устройство, продольный разрез.Устройство состоит из корпуса 1, к торцу которого крепится матрица 2. Внутри корпуса установлен экструдирующий элемент 3, посредством червячного колеса 4 соединяющийся с приводом (не показан). Площадь поперечного сечения канавки экструдирующего элемента на его длине остается постоянной, а ширина витка возрастает в направлении экструзии в соответствии с со- отношением.1= (2 - ;3) Ян,где Ь - ширина витка в конце винтовой поверхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направлении;Ь - ширина витка в начале винтовойповерхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направлении.Внутри экструдирующего элемента раз. мешен стержень 5 с коническим наконечником 6, выходящим в зону формова. ния матрицы. Стержень и экструдирующий элемент выполнены ступенчатыми и сопряжены таким образом, что на расстоянии, равном шагу винтовой линии от начала схода витка на торцевую поверхность экструдируюшего элемента, наружный диаметр стержня меньше внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента и составляет 0,6 - 0,7 последнего. На оставшейся длине экструдирующего элемента внутренний диаметр его винтовой поверхности равен наружному диаметру стержня. От смещения в осевом и радиальном направлениях стержень зафиксирован подпятником 7, В верхней части корпуса размещен загрузочный бункер 8. Подпятник и корпус установлены на основании 9. Устройство работает следующим образом.Экструдирующему элементу 3 от привода через червячное колесо 4 сообщается вращательное движение. Одновременно с этим из загрузочного бункера 8 в винтовую канавку экструдирующего элемента поступает порошок. Порошок захватывается витками экструдирующего элемента и вследствие разности относительных движений экструдирующего элемента 3, корпуса 1 и стержня 5 перемещается в направлении выдавливания.Под действием сил трения порошка по поверхностям корпуса и стержня порошок начинает уплотняться еще в канавке экструдирующего элемента и в уплотненном 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виде поступает в зону формования матрицы 2, При этом коническая поверхность наконечника 6 выполняет функции направляющей при перемещении слоев материала в зоне формования. В зоне формования матрицы порошок получает окончательное уплотнение и выдавливается из ее отверстия в виде прутка.Ширина витка экструдирующего элемента возрастает в направлении экструзии при постоянной на длине экструдирующего элемента площади поперечного сечения канавки, в результате чего достигается увеличение жесткости и прочности экструдирующего элемента в соответствии с возрастанием плотности порошка в его канавке.В месте, где на экструдирующий элемент действуют максимальные напряжения, т. е. на длине его последнего витка, прочность и жесткость экструдирующего элемента также являются максимальными.Таким образом, повышение жесткости и прочности экструдирующего элемента позволяет повысить производительность процесса за счет устранения заклинивания порошка в канавке более жесткого экструдирующего элемента, а также плотность получаемых изделий за счет возможности увеличения усилия прессования без разрушения экструдирующего элемента.Используют экструдирующие элементы, имеющие одинаковые наружный (ф 100 мм) и внутренний (ф 60 мм) диаметры винтовой поверхности. Ширина витка в начале винтовой поверхности экструдирующего элемента составляет не менее 20 мм в осевом направлении. В качестве исходного материала применяют пластифицировапный порошок меди ПМС 1. Полученные длинномерные изделия (Я 50 мм) разрезают на образцы необходимой длины и спекают.Результаты эксперимента представлены в табл. 1.В табл. 2 приведены результаты влияния степени изменения ширины витка экструдирующего элемента на технологические параметры процесса.Экспериментально установлено, что степень изменения ширины витка экструдирующего элемента непосредственно влияет на величину технологических параметров процесса, Так, в диапазоне Я=(2 - ;3) 8 скорость экструзии принимает максимальные значения, что связано с увеличением жесткости экструдирующего элемента. При дальнейшем увеличении соотношениямежду Ь и Ь, усилие прессования увеличивается, но снижается производительность, что объясняется более активным влиянием проскальзывания порошка с экструдирующим элементом в связи с более интенсивным ростом угла подъема его винтовой линии. Удовлетворительное сочетание технологических параметров процесса наблюдается в диапазоне 5= (2 - ;3) Ь,1447573 Формула изобретения Таблица 1 Устройство Скорость Усилие прес- Плотность экструзии, сования, кН изделий, Е мм/мин 96 13 Известное 85-89 90-95 16-17 114-126 Предлагаемое Таблица 2 Скорость Усилие пресэкстру- сования, кНзии,мм/мин Степень изменения ширины витка экструдирующего элемен- та 96 13 28 и 114 17 126 Я, =38 16 Бк = 48 133 Составитель А. НаймушинРедактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И. МускаЗаказ 6716/14 Тираж 741 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3Предлагаемое устройство позволяет за счет увеличения жесткости и прочности экструдирующего элемента на 25 о повысить усилие прессования и плотность получаемых изделий, а также на 30 о производительность процесса. Устройство для формования порошковых материалов, включающее бункер, корпус с выходным отверстием, привод и экструдирующий элемент с винтовой поверхностью и с неподвижно размещенным в нем стержнем, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса и плотности изделий, экструдирующий элемент и стержень выполнены ступенчатыми, ступени меньшего диаметра расположены со стороны выходного отверстия корпуса, диаметр меньшей ступени стержня выполнен меньше внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента, ширина витка экструдирующего элемента выполнена возрастающей в направлении выходного отверстия корпуса и определена соотношениемЯ.= (2 - 3)Ь,где Ь и 5 к - ширина витков соответственнов начале и в конце винтовой поверхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направленииа длина меньших ступеней стержня и экстру дирующего элемента выполнена равной ширине последнего витка экструдирующего элемента.