Способ спекания изделий в электромагнитном поле и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕ 1 СКИхсоциАлистическихРЕСПУБЛИК 5 О, 1 бб 80 А 5 нс В 22 Е 3/12, 3/02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ЛЗОБРЕТЕНИЯ ый технологичеОВСКОГОитин, А,М,Троние и перспекекания порошческим током: р 53 39 29 ической инфорЗДЕЛИИ ВИ УСТРОЙНИЯ угол 45 с направлескрещивающихсяТому же неравномнИЮ плотНОСТИ СпОСзахолаживание прерицы. е относится к порошковои может быть использовано изделий из металлических ием силовых линии еременных полей, рному распределеобствует различное сови о стейки матвэющихсивание и в напра пере раСтя Сильн исходи нии, СО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский авиационнский институт им К.Э Циолк(56) Витязь П,А. и др Состоятивы развития технологии спковых материалов электриОбзорная информация, СеМинск, БелНИИ научно-технмации, 1987.Авторское свидетельствоМ 394164, кл, В 22 Е 3/14, 19(54) СПОСОБ СПЕКАНИЯЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ Изобретениметаллургии ипри получениипорошков.Наложение скрмагнитных полей,пендикулярно току.иэделие в процессеет частично выравнлия по сечениюследствием того, чтний тока спеканияправлении происхонаправлении магнит ещенных электро- направленных перпроходящему через спекания, позволяять плотность изде.Это является о растягивание лив радиальном нэдит по-разному. В ных силовых линийменных полейт слабее иставляющем(571 Изобретение относится к области порошковой металлургии, Целью является выравнивание плотности по сечению заготовки, В способе спекания изделий в электромагнитном поле пропускают электрический ток плотностью 2 - 10 А/мм через2 иэделие с одновременным воздействием электромагнитным полем, перпендикулярным току спекания, вращающимся с частотой 300 - 5400 об/мин. Устройство для спекания изделий в электромагнитном поле содержит токопроводящие электроды-пуансоны, немагнитную матрицу и магнитную отклоняющую систему, которая выполнена в виде статора трехфазного электродвигателя. 2 с.п,ф-лы, 1 табл. Целью изобретения является выравнивание плотности по сечению изделия.При способе спекания изделий в магнитном поле, включающем пропускание электрического тока через изделие, на ток спекания, плотность которого составляет 2- 10 А/мм, воздействуют электромагнитным полем, перпендикулярным току спекания и вращающимся с частотой 300-5400 об/мин.Устройство для спекания изделий в электромагнитном поле содержит токопро 1668038водящие электроды-пуансоны, .емагнитную матрицу, магнитную отклоняющую систему, создающую вращающееся электромагнитное попе, перпендикулярное току спекания, проходящему через прессовку, выполненную в виде статора трехфазного электродвигателя, имеющего не менее одной пары полюсов вращающе- ГОСЯ ПОЛЯ.При наложении вращающегося электромагнитного поля перпендикулярно току спекания происходит растягивание линий тока от оси прессовки к периферии, Тем самым компенсируется традиционное стягивание электрического тока к центру прессовки, обусловленное неравномерностью распределения плотности, возникающей в процессе прессования порошка.Вращающееся электромагнитное поле (ЭМП), созданное статором асинхронного электродвигателя, перпендикулярное току спекания, способствует также компенсации пинч-эффекта, т,е, сдавливанию центральных областей прессовки однонэправлене ыми токами. Кроме того, предложенные режимы обработки ЭМП обеспечивают -еплоотвод в окружающую среду, т,е, зэхолаживание прессовки о стенки матрицы Таким образом, спекание изделий в магнитном поле по предложенному способу с и. - пользованием оптимальных режимов позволяет получать изделия с максимально возможной равномерностью распределения плотности,Кэк показали эксперименты в случае если плотность тока спекания меньше предлагаемой величины, готовое иэделие отличается низкой прочностью и высокой пористостью вследствие недостаточно сокого значения температуры спекания, В случае. если плотность тока спекания больше предлагаемой величины, готовое иэде лие имеет неисправимыь брак структуры окисление межзеренных границ, перерасп ределение пегирующих элементов, чрез мерный рост зерна.В случае, если частота вращения ЭМП перпендикулярного току спекания, созданного статором электродвигателя, меньше предлагаемой величины, растягивание линий тока спекания к периферии прессовки происходит в недостаточной мере. Получен ное таким образом иэделие отличается увеличением плотности в центре прессовки и раэрыхлением по периферии. В случае, если частота вращения ЭМП, перпендикулярного току спекания, больше предлагаемый величины, растягивание линий тока спекания происходит в избыточной мере. На перифе 5 10 15 го 25 Зг 1 35 4 г) 15 50 55 рии прессовки образуется тонкий слой, характеризующийся наличием неисправимых дефектов микроструктуры: окисление межзеренных границ, рост зерна и т,д. Ближе к центру прессовки образуется эона спеченного материала, отличающаяся низкой плотностью, При этом центр прессовки имеет дефекты микроструктуры, выражающиеся в непропекэнии хорошо спрессованного порошка,П р и м е р Спекание иэделий проводилось на установке электроимпульсного спекания. Для экспериментов использовали железный порошок марки ПЖ 1 (фракции 450 - 550 мкм), алюминиевый порошок марки АК(фракции 30 - 50 мкм), порошок никеля марки ПМ (фракции 150 - 200 мкм) Изготовление прессовки осуществляли в пресс-формах с диаметром 10, 30 и 50 мм, Матрицы изготавливались из силицированного графита а пуансоны-электроды - из жаропрочного никелевого сплава ЖС 6-У, Ток спекания подводился к электродам-пуансонам от трехфазного сварочного трансформатора с напряжением во вторичной обмотке 4 В и силой тока до 40 кА, Регулировка режимов спекание проводилась тиристорным управляюгцим блоком, Для создания вращающегося ЭМП использовался статор аси хронного двигателя марки 4 А 100, имеющий восемь пар полюсов, Питание статора осущегтвлялось от тиристорного генератора мощностью 1 кВт и частотой 10 - 110 Гц. Регулирование частоты вращения ЭМП, перпендикулярного току вращения спекания, осуществлялось изменением исла включенных пэр полюсов и изменением частоты питающего напряжения,Исследуемый порошок засыпали в пр сс-форму. Осуществляли предварительную порпрессовку при давлении 350 - 450 кгс/мм, После этого включали питание стат ра и ток спекэния, плотность которого изменялась от 1 до 11 А/мм . При этом каж 2дому значению тока спекания для каждого диаметра пресс-формы соответствовала различная частота вращения ЭМП (200 - 6000 об/мин). Подобная серия экспериментов была проведена для каждого из исследу. емых материалов. После нагрева прессовки током спекания давление прессования увеличивали до 1000 - 1500 кгссм . После это го прессовку извлекали иэ пресс-формы и на электроискровом станке вырезали центральную и нижнюю краевую зоны, На вырезанных образцах методом гидро- статического взвешивания определяли плотность.Результаты экспериментов представле-ы в таблице,1668038 Формула изобретения Составитель С.Багрова дактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор В.Гирн Заказ 2608 Тираж Под ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035. Москва, Ж, Раушская наб.сновкрытиям при ГКНТ ССС5 ательскиЯ комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина, 1 Производствен 1, Способ спекания изделий в электромагнитном поле, включающий пропускание электрического тока через изделие с одновременным воздействием электромагнитным полем, перпендикулярным току спекания,отл ича ющийсятем,что,с целью выравнивания плотности по сечению изделия, пропускают электрический ток плотностью 2 - 10 Аlмм во вращающемсяг электромагнитном поле с частотой 300 - 5400 об/мин,2, Устройство для спекания изделий вэлектромагнитном поле, содержащее токо проводящие электроды-пуансоны, немагнитную матрицу и магнитную отклоняющую систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью выравнивания плотности по сечению, магнитная отклоняющая система вы полнена в виде статора трехфазногоэлектродвигателя.