Способ заполнения капсул гранулированными порошками труднодеформируемых сплавов

ОБРЕТ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИ ПАТЕНТУ(71) Всероссийский государственный институт лег -ких сплавов(73) Всероссийский институт легких сплавов(54) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ КАПСУЛ ГРАНУ -ЛИРОВАННЫМИ ПОРОШКАМИ т РУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ(57) Способ заполнения капсул металлическим лов 19) ЮУ (и) 2 ОО 2578 С 1(51) 5 В 22 Р 1 ОО рошком включает размещение капсулы на вибростопе, порционную подачу гранул в загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение. После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на слой составляет202-0.В кг/мм, а частота пульсации стержня равна 0,1 - 0,3 Гц. Способ заполнения капсул позволяет снизить металлоемкость капсул на 15 - 20% и повысить точность геометрии изделий на 30 - 40%. 1 табаИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу заполнения капсул металлическим порошком перед горячим изостатическим прессованием,Известен способ изготовления спеченных изделий, по которому загрузку порошка в нагретую капсулу, виброуплотнение, герметизацию капсулы и горячее изостатическое прессование, виброуплотнение.10проводят в три стадии; на первой стадиипри частоте 15 - 20 Гц, на второй при 40-50Гц и на третьей - при 60 - 90 Гцдо плотности65-69 Я, 1 . Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокой плотности заполнения капсул несимметричной.формы, а также капсул квадратного сечения или прямоугольной формы, Крометого, из-эа низкой плотности формования порошка в капсуле необходимо изготавливать капсулы больших геометрических размеров для получения требуемой формы изделий при горячем прессовании, что связэно с повышением металлоемкости,Известен способ засыпки металлических порошков в оболочку, по которому заполнение капсулы порошком производят порционно при виброуплотнении до плотности формования 64,5, после чего герметизированную капсулу подвергают горячему иэостатическому прессованию, получая спеченное изделие по конфигурации, заданной конфигурации металлической оболочки 2Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокой плотности формования порошка в капсуле, что вызывает необходимость делать большие припуски, что повышает металлоемкость капсул. Кроме того, этот способ не Ьбеспечивает достижения равномерной плотности металлического порошка при заполнении капсул прямоугольной формы икапсул сложной формы с поднутрениями.Способ заполнения капсул гранулированными порошками труднодеформируемых сплавов включает размещение капсулы на вибростоле, порционную подачу гранул взагрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение, По. сле подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на елой соответствует 0,2-0,8 кг/мм, а частота пульсации стержня равна 0,1-0,3 Гц.Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что после подачи каждой порции гранул к слою прикладыва 1525 3040 ют пульсирующее давление введением вкапсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление составляет 0,2-0,8 кг/мм, а частотапульсации равна 0,1 - О,З Гц.Предлагаемый способ позволяет снизить металлоемкость капсул за счет повышения плотности заполнения капсулгранулами и повышение точности геометрии изделий сложной конфигурации.формование порошка в капсуле приудельном давлении на порошок 0,2-0,8кг/мм обеспечивает достижение заданнойплотности уплотнения, исключает сегрегацию частиц по крупности, что позволяетполучать высокую точность геометрии спеченных изделий несимметричног формы,имеющих глубокие полости, например иэделий прямоугольной формы, что снижает металлоемкость,При удельном давлении на порошок менее 0,2 кг/мм не обеспечивается достаточное его уплотнение, что связано сповышением металлоемкости капсул.Удельное давление на порошок более 0,8кг/мм вызывает повреждение сварныхшвов капсулы, и кроме того, приводит к деформации тонкостенных капсул, что вызывает брак по геометрии спеченных изделий,Оптимальной частотой пульсации стержня является частота 0,1 - 0,3 Гц, котораявыбрана экспериментальным путем. При частоте пульсации менее 0,1 Гц не обеспечивается уплотнение глубоких слоевзасыпанного порошка, что снижает плотность формавания порошка за счет его разрыхления во всем обьеме капсулы иприводит к повышению металлоемкостикапсул и снижает точность геометрическихразмеров изделий после горячего прессования, При частоте пульсации стержня болееО,З Гц плотность формования гранулированного порошка в капсуле не увеличивается иэто связано с дополнительными энерго- итрудозатратами,Таким образом, все предлагаемые признаки направлены на снижение металлоемкости, повьшение плотности заполнениякапсул и на повышение точности геометриииэделий за счет дополнительного пульсирующего давления, передаваемого на каждыйзасыпаемый слой гранул в капсулу с помощью стержня с плоской торцовой поверхностью,Способ заполнения капсул гранулированным металлическим порошком осуществляют следующим образом,П р и м е р. На вибростол устанавливаютстальную капсулу прямоугольной конфигурации сечением 300 х 200 мм и высотой 650(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1439843, кл, В 22 Г 3/14, 1986.Авторское свидетельство СССР 25 Иу 1014376, кл. В 22 Р 1/00, 1981. Способ Плотность 41 ормирова. Удельное давление на нил порошка в капсу- порошок При заполнеле относительно нии капсулы, кг/мм2плотности сплава Частота пульсации стерхтнл. ГдТочность геометрии спеченных изделий( прогиб изделий) . мм тйеталлаемкость капсулы ( вес пустой капсулы 1, кг+8 5 разрыв сварного шва капсулы в период з полненил55 55 53 49 43 42 0,1 0,2 0.5 0,8 1.0 0.07О,10,180,30,34 Составитель С.БагроваТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец Редактор Е.Полионова Заказ 3205 Тирак Подписное НПО "Поиск Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 мм; в загрузочный патрубок капсулы помещают питатель в виде воронки. Затем производят заполнение капсулы гранулами никелевого сплава ЭП 741 НП фракции+200 мкм, Засыпку порошка осуществляют порциями по 8 - 10 кг каждая. Виброуплотнение порошка в капсуле проводят при частоте 20 - 30 Гц и амплитуде 0,6-0,8 мм.После засыпки каждой порции гранул, составляющей 10-15 ообьема капсулы при одновременном ее виброуплотнении, осуществляют дополнительное уплотнение слоя порошка до плотности 0,72 - 0,75 от плотности сплава при удельном давлении на порошок 0,2-0,8 кг/мм . Дополнитель 2ное уплотнение порошка проводят с помощью цилиндрического стержня с плоской торцовой поверхностью, выполненным с диаметром, составляющим 0,80-0,95 от внутреннего диаметра загрузочного патрубка капсулы. Стержень вводят в капсулу через отверстие питателя (пересыпной воронки) с частотой пульсации 0,1 - 0,3 Гц. Формула изобретенияСПОСОБ ЗАПОЛ Н ЕНИЯ КАПСУЛ ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ПОРОШКАМИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ перед горячим прессованием, включающий размещение капсулы на вибростоле, порционную подачу гранул в загрузочный патрубок После заполнения капсулы порошкомдо заданной плотности ее помещают в вакуумную печь, нагревают до 750 С и герметизируют путем заварки электронным лучом 5 загрузочного патрубка капсулы. Затем герметизированную капсулу с порошком подвергают горячему прессованию в газостате при 1200 С, получая готовое изделие.Результаты экспериментов приведены 10. в таблице.Предлагаемь 1 й способ заполнения капсул металлическим порошком по сравнению с известным позволяет снизить металлоемкость капсул на 15 - 20 за счет повышения 15 плотности формования порошка в капсулена 10-15 ои повысить точность геометрии изделий, т,е. уменьшить прогиб и эллипс- ность спеченных заготовок на 30-40% что позволяет при изготовлении изделий повы сить выход годного на 15 - 18%. капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение, отличающийся тем, что после подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержня с плоской торцевой поверхностью величиной 0,2 - 0.8 кг/мм и с частотой пульсации стержня 0,1-0,3 Гц,