Устройство для компактирования быстроохлажденных металлических порошков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК Ж 2 В 22 ЕЗ/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 900987, кл, В 22 Е 3/24, 1980.Р 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПАКТИРОВАНИЯ БЫСТРООХЛАЖДЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ57) Изобретение относится к устройствамдля компактирования металлических порошков, Цель изобретения - повышение качества изделий за счет улучшения ихфизико-механических свойств, Прессовали алюминиевый сплав состава А, полученный при скорости охлаждения 10 К/с в форме ленточек и волокон толщиной 20 - 80 мкм и имеющий микрокристаллическую структуру. Формовали заготовку 5 при комнатной температуре и давлении 500 МПа, нагревали ее до температуры 400 С и при заданной температуре осевым усилием с помощью пуансона 1 экструдировали.через коническую матрицу 3 с углом конуса 2 а90, усеченный конус экструзионного очка которой со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, расположенной под углом к горизонтали Р = 200. Степень вытяжки составила Л = 6,25, а предел прочности компактированного сплава при растяжении составил ое = 200 МПа. 1 ил,Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования изделий из порошковых материалов.Цель изобретения - повышение качества изделий за счет улучшения их физико-механических свойств.На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.МУстройство состоит из пуансона 1, контейнера 2, установленной в полости контейнера матрицы 3 с экструдирующим конусом 4. Исходная заготовка обозначена позицией 5. Усеченный конус экструзионного очка матрицы 3 со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол наклона Р находится в пределахФ р агст 9 д-+С 1 ца, (1) где а - полуугол усеченного конуса матрицы, образованного параллельными горизонтальными секущими плоскостями;2- степень вытяжки;д - диаметр калибрующего канала матрицы;О - диаметр полости контейнера.Устройство работает следующим образом.В обогреваемый контейнер 2 помещают предварительно сформованную и нагретую до заданной температуры заготовку 5. При помощи пуансона 1 прикладывают давление по оси контейнера, осуществляя тем самым компактирование порошковой заготовки путем экструзии через матрицы 3 с экструдирующим усеченным конусом 4.Поскольку экструдирующий усеченный конус 4 образован со стороны пуансона наклонной секущей плоскостью с углом наклона ф, то в очаге деформации возникают асимметричные неравномерные поля сил внешнего трения и радиального сжатия. Это приводит к усилению неравномерности скоростей течения микрообъемов материала в очаге деформации, вследствие чего возникают более интенсивные силы трения на межчастичных контактах, которые. в свою очередь, порождают дополнительные сдвиговыв деформации. Сдвиговые деформации способствуют разрушению окисных пленок на поверхности частиц материала, адгезионному взаимодействию частиц, перемешиванию слоев материала, лучшей "проработке" материала в очаге деформации и, как следствие, повышению физико- механических свойств заготовок и изделий. Угол наклона 3 секущей плоскости зависит от многих факторов, основными из которых являются: физико-механическиесвойства компактируемого материала, со 5 стояние окисных пленок на поверхностичастиц и их геометрия; температура комнактирования, степень вытяжки. Однаковеличина угла Р не должна превышатьзначения, определенного формулой (1),10 В противном случае техническое решениетеряет смысл,П р и м е р . Прессовали алюминиевыйсплав состава А 1-31, полученный при скоро-.сти охлаждения 10 К/с в форме ленточек и15 волокон толщиной 20 - 80 мкм, имеющиймикрокристаллическую структуру, Предварительно формовали заготовку при комнатной температуре при давлении 500 МПа.Затем заготовку нагревали (одним из изве 20 стных способов) до температуры 400 С, помещали в обогреваемый контейнер дляподдержания заданной температуры, Прикладывали давление (пуансоном) по оси предварительного уплотнения заготовки,25 осуществляя таким образом экструзию через коническую матрицу с наклонной секущей плоскостью со стороны пуансона,расположенной под углом Р = 20 и угломконуса 2 а= 90 О, Степень вытякки соста 30 вила А = 6,25,Сплав, компактированный известнымустройством, имеет предел прочности прирастяжении съ, = 155 МПа, При компактировании сплава предлагаемым устройством35 предел прочности при растяжении повышается до (Ъ = 200 МПа, т. е, нэ 29 о .Из примера видно, что компактирование быстроохлажденных микрокристаллических порошков всоответствии с изобретением40 повышает качество изделий за счет улучшения физико-механических свойств по сравнению с известным.Выходная и кэлибрующая части матрицы могут иметь различные профили.45 Применение предлагаемого устройствадля компактирования преимущественно быстроохлажден ных ми крокристаллическихи аморфных сплавов обусловлено их особыми физико-механическими и структурны 50 ми свойствами, а также характеромуплотнения, Такие порошки являются жесткими, недостаточно уплотняемы в обычныхусловиях, не позволяют повышать свою пластичность путем нагрева до больших темпе 55 ратур, так как происходит необратимоеизменение структуры и поэтому эти порошковые материалы требуют создания дополнительных сдвигов деформаций, что иосуществляется данным устройством,1722690 Формула изобретения Устройство для компактирования быстроохлажденных металлических порошков, содержащее пуансон, контейнер и матрицу с экструзионным очком в виде усеченного Составитель Ю. БобруйкоТехред М.Моргентал Корректор Н, Ревская Редактор Э. Слиган Заказ 1021 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в повышении качества изделий из быстроохлажденных металлических порошков и волокон, включая и аморфные, эа счет создания интенсивных сдвиговых деформаций в объеме очага деформации, улучшения физико-механических свойств в 1,3-1,5 раза, расширения номенклатуры иэделий, получаемых методом порошковой металлургии. конуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения качества изделий путем улучшения их физико-механических свойств, усеченный конус экструзионного очка мат рицы со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол ее наклона ф нахо ится в пределах ф агс 19 д+с 1 яа, гдеа- полуугол 10 усеченного конуса матри ы, образованногопараллельными горизонтальными секущими плоскостями;А (Ой) - степень вытяжки;д - диаметр калибрующего канала мэт рицы;О - диаметр полости контейнера,