Способ прессования трубчатых изделий из порошка и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСЙИХ ЕСПУБЛИН 2 Г 3 02 В РЕТЕНИ И е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИ К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕ(71)Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56)1, Борборович Т. А, ИсследованиепроцесСа уплотнения металлических порошков методом. продольно-поперечногопрессования. Диссертация. Минск,с, 26-302, Авторское свидетельство СССРР 549261, кл, В 22 Г 3/02,. 19673, Авторское свидетельство СССРВ 451498, кл, В 22 Г 3/02 1973,4, Авторское свидетельство СССРР 703037, кл В 22 Р 3/02, 1977(54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ прессования трубчатыхизделий из порошка, включающий.80101309 предварительно Формирование порошказ трубчатую заготовку и ее.последующую допрессовку .в радиальном направлении путем протягивания через полость заготовки калибрующего пуансона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностипроцесса, снижения силовых и энергетических затрат, протягивание осуществляют при наложении на калибрующйй пуансон ударной нагрузки,2, Устройство для прессования труб.чатых изделий из порошка, содержащеематрицу, крышку,. поддон и пуансонс калибрующим коническим участкомв головной части и с хвостовой частью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ЯФчто, оно снабжено пневматическим.ударником, а пуансон выполнен в виде1полого стержня, причем ударник установлен в полостй стержня в хвосте- Свой части и калибрующий участок последнего выполнен в виде коническойвтулки, закрепленной на стержне вголовной части.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, кспособам и устройствам для получения длинномерных трубчатых изделий,Известен способ продольно-попереч.ного прессования трубчатых длинно" 5мерных изделий, включающий предварительное уплотнение порошка в осевом направлении и последующее поперечное прессование уплотненнойзаготовки в радиальном направлении 10пуансоном-протяжкой 1,Недостатками способа являются .низкаяпроизводительность, значи"1 тельные силовые затраты и необходимость использования громоздкого 15оборудования.Известен также способ прессованйятрубчатых изделий, включающий вибрационное уплотнение порошка и последующее прессование заготовки радиальным обжатием вдоль оси 2 .Недостатками способа являютсянизкая производительность процессаи высокие энергетические затратыИзвестно устройство для прессования длинномерных изделий из порошка,содержащее жесткую матрицу, крышку,поддон, жесткую прошивку с коническим профилем, эластичную втулку,установленную с зазором в полостиматрицы и служащую для передачиусилия от жесткого пуансона на порошок в радиальном направлении ГЗ.Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечиваетснижение усилий прессования и гро"моздко в аппаратурном оформлении.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущностии достигаемому эффекту является способ прессования трубчатых изделий 40из порошка, включающий предваритель:заготовку и ее последующую допрессовку в радиальном направлении путем протягивания через полость заготовки калибрующего пуансона при:одновременном наложении вибрационных колебаний 4,Недостатками данного способа являются недостаточно высокая произво-1 цительиость процесса прессования,значительные усилия, связанные с протягиванием пуансона, а также сложность и громоздкость применяемогооборудования,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для прессованиятрубчатых изделий из порошка, содер"жащее матрицу, крышку, поддон, пуансон с калибрукнцим коническим бОучастком в головной части ы с хвостовой частью, эластичный трубча"тый пуансон, центрирующую и опорныеэластичные втулки, концентрично размещенные в нижней полости матрицы, и, 65 механизм для наложения вибрации накалибрующий пуансон 4.Недостатками данного устройстваявляются низкая скорость прессования,значительные. силовые и энергетическиезатраты, а также сложность и громоздкость оборудования.Целью изобретения является повышение производительности процесса,снижение силовых и энергетическихзатрат.Эта цель достигается тем, что согласно способу прессования трубчатыхиэделий из порошка, включающему предварительное формование порошка втрубчатую заготовку и ее последующуюопрессовку в радиальном направленииутем протягивания через полость заготовки калибрующего пуансона, протягивание осуществляют при наложениина калибрующий пуансон ударной нагрузки,Для осуществления способа устройство для прессования трубчатых изделий из порошка, содержащее матрицу, крышку, поддон и пуансон с калыбрующим участком в головной части ис хвостовой частью, снабжено пневматическим ударником, а пуансон выполнен в виде полого стержня, причемударник установлен в полости стержня в хвостовой части и калибрующийучасток последнего выполнен в видеконической втулки, закрепленной настержне в головной части.Сущность способа заключается втом, что порошок подвергают предварительному формованию в трубчатуюзаготовку с плотностью 0,45-0,5 путемосевого, вибрационного, гидростатического или радиального уплотнения,Затем полученную заготовку подвергают, допрессовке в радиальном направлении путем протягивания через ее полость калибрующего пуацсона при наложении на последней ударной нагрузки;На чертеже представлено устройстводля прессования трубчатых изделий иэ.порошка, общий вид.Устройство состоит из матрицы 1,крышки 2 и поддона 3, имеющих центральные отверстия для свободного перемещения пуансона 4 вдоль оси пред-.варительно уплотненной заготовки 5,находящейся в матрице. Пуансон 4представляет собой стержень, полыйс одной стороны и ступенчатый - сдругой, куда насаживают ряд втулок,закрепленных на стержне гайкой б,Цилиндрические втулки 7 составляют.направляющую часть пуансона, диаметркоторой соответствует диаметру осево.го отверстия исходной заготовки, Дляполучения различных степеней уплот-,нения прессуемой заготовки калибрующий участок пуансона - коническаявтулка 8 - выполнена съемной и диаметр ее соответствует окончательному013097диаметру отверстия в прессуемом из-.делии, Устройство снабжено пневматическим ударником 9, размещеннымв полости пуансона 4 в хвостовойего части, которая вместе.с гайкой10 является одновременно корпусомпневматического ударного устройства,Корпус, ударник 9 и подвижная втулка11 смонтированы таким образом, чтосила трения между втулкой 11 н ударником 9 значительно больше, чем между втулкой 11 и внутренней стенкойкорпуса, Полая часть пуансона 4выполнена с упорами 12 и 13, являющимися ограничителями хода подвижной втулки 11. Ударник 9 снабженосевым 14, радиальным 15 и продольным 16 каналами, Носовая часть ударника 9 образует в полой части пуансона 4 переднюю рабочую камеру 17,Внутренняя поверхность гайки 10 образует с ударником 9 заднюю рабочуюкамеру 18. Гайка 10 имеет отверстия19 для выпуска воздуха в атмосферу,Сжатый воздух попадает в устройствопо шлангу 20, Перед отверстиями 19установлена пористаявтулка 21, являющаяся грушнтелем шума, создаваемого выходяшим воздухом,Устройство работает следующим .образом,Пуансон 4 вставляют направляющейчастью.в предварительную заготовку5, находящуюся в матрице 1, -и пневмоударник 9 подключают к сети сжатоговоздуха шлангом 20. В положении ударника 9, соответствующем началу обратного хода, его радиальный канал.15 выходит за переднюю кромку втулки.11, которая фиксируется в этом положении упором 12, а канал 16 перекрытвнутренней поверхностью втулки 11,Сжатый воздух по шлангу 20 подаютв заднюю рабочую камеру.18 и по.каналам 14 и 15 в переднюю камеру 17Задняя рабочая камера 18 постояннонаходится под сетевым давлением сжатого воздуха. Поскольку передняя ра. бочая площадь ударника 9 больше задней, то под действием сжатого воздуха, поступающего в переднюю рабо. -чую камеру 17, он начинает движениеназад, Сила трения между ударником9 и втулкой 11 больше, чем силатрения между втулкой 11 и внутреннейповерхностью корпуса. Поэтому втулка11 начинает. совместно с ударником 9двигаться назад, На заданном рассто:янии от начала обратного хода втулка упирается в укор 13, а ударник 9,проскальзывая относительно втулки 11продолжает движение. При этом его:поверхностью втулки 11. Дальнейшеедвижение ударника 9 осуществляютза счет энергии расширяющегося воздуха. В конце обратного хода канал. 16 открывают задней кромкой втулки 11 и через канал 16, отверстия 19гайки 10 происходит выхлоп сжатоговоздуха из передней камеры 17 в атмосферу, Ударник 9 тормозится сетевым давлением сжатого воздуха в зад5 ней камере, После остановки под действием сжатого воздуха ударник 9начинает движение вперед; Втулка.11движется совместно с ударником 9.При этом каналЙб сообщает переднюю10 рабочую камеру с атмосферой. Ударникдвижется без противодавления воздухав передней рабочей камере 17 На за".данном расстоянии от начала .прямогохода втулка 11 останавливается упо"5 ром 12, а ударник 9 продолжает движение вперед, Каналы 15 и 16 перекрывают внутренней поверхностьювтулки 11, На этом участке хода.происходит сжатие воздуха в передней2 о,камере, В конце прямого ХОДА Ударни,ка его канал 15 выходит за переднююкромку втулки 11 и через каналы 14и 3.5 происходит впуск сжатого воздуха в переднюю, рабочую камеру 17,25 Ударник 9 наносит удар по торцу внутренней полости корпуса, подвигая впе- ред весьпуансон. В дальнейшем циклповторяется. В процессе продвиженияпуансона под действием пневматического ударника происходит рациальноепрессование порошка в предварительноуплотненной заготовки. Изделие при:обретает конечный размер внутреннегодиаметра и необходимую плотность,равномерно распределенную по длийе,.35 Предлагаемое изобретение позволяетполучить длинномерные трубчатые изде-лия с равномерно распределенной плотностью по всей длине, повысить производительность.процесса прессования40 дает возможность использования малогабаритного оборудования, Изобретениеможет быть использовано при нанесениипорошкового слоя на поверхность цилиндрических.:изделий.45 Изобретение опробовано при прессовании трубчатых изделий из порошканержавеющей стали,П р й м е р, Порошок нержавеющейстали марки ХН 9 Т с добавкой 4 вес.Ъполивинилового спирта прессуют следу"ющим образом,В матрицу 1 засыпают .порошок и спомощью вибрационного прессованияпршизводят предварительное формованиетрубчатой заготовкй с размерами ф 80 хх 5 мм и длиной 600 мм, После достижения плотности.45-50 в полость заготовки помещают калибрующий пуансон4, снабженный пневматическим ударником 9, Скорость продвижения пуан 60 сона 1 м/мин, Энергия удара состав-.ляет 8-10 кгс м, После прохожденияпуансона 4 по всей длине заготовкииэделие приобретает размеры 4 80 хх 3 мм, длина 600 мм, Плотность по-:65 сле допрессовки составляет 60-65,1013097 17 аэ 2878/15 Тираж 811 Подписно ВНИИ енто, г. Ужгород, ул. Проектн илиал ППП Замена конического участка пуан сона (съемной конической втулки 8) дает возможность получать изделия с ,еще более высокой плотностью до 85-.90,5Использование пневматического удар. ,ника, перемещающего калибрующий пуансон, дает возможность увеличить ско- . рость прессования в, 8-10 раэ по ораз;нению с вариантом прессования путем10 протягивания укаэанного пуансона на прессах (продавливания или проталкивания).Чем выше скорость нагружения, тем меньшее влияние оказывают силы тре ния на протягивающее усилие и тем меньше силовые затраты оборудованиядля проталкивания пуансона,Предлагаемое устройство позволяетизготавливать пористые трубы практически неограниченной длины и не требует сложного прессового оборудования,Кроме того, устройство являетсямалогабаритным, что позволяет егоиспользовать для плакирования внутренней полости труб порошковым слоем,Экономический эффектот использования предлагаемого изобретения припрессовании фильтрующих элементов480 х 3 мм длиной 600 мм в сравнении с известным он же базовый объектсоставляет 11100 руб.