Способ изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(51), В 22 Г 3/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТ ЕНИЯ ОПИ И ПАТЕНТ 2863758/22-0204.01.80Р 29 03 510.730.01.79ФРГ23.10.83, БюлКлаус ЛихтингГлациер ГмбХ-Д621.762,4.0161. Патент США5-214, 1977,Патент Япони0 А 61, 196339аген (ФРГ)ЕФА Верке (ФРГ)088,8)Р 4030919,3202,(22) (31) (32) (33) (46) (72) (71) (53) (56) кл.2(54) (57) СПОСОБ ИЭ НЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ ЗЛЕ РИАЛОВ, включающий в проходной штамп ное прессование пу спекания прямым пр ческого тока в про нии, о т л и ч а ю что, с целью повыш лучаемых изделий и денни процесса, пр ческого тока осуще тижения степени уп ОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕНТРОПРОВОДНЦХ МАТЕзагрузку порошкагорячее профильем уплотнения ипусканием электриольном направлещ и й с я тем,ния качества пои непрерывном вепускание электритвляют после дос-отнения 50-75%Изобретение относится к порошко-вой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов путем непрерывного горячего прессования порошков.5Известен способ изготовления спеченных изделиЯ в виде стержней путем прессования порций порошка в проход-ной матрице постоянного сечения, последующего индукционного спекания 1 О и дополнительного горячего обжатияГЦ,Недостатком этого способа является низкая производительность процесса, требующего раздельного проведения операций прессования и спекания,воэможность неравномерного нагреваспрессованного стержня и ограниченные возможности процесса, связанныес тем, что индукционные нагревательные устройствамогут использоватьсяне для всех электропроводящих материаловНаиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является способ изготовления спеченных иэделий из электропроводных материалов, включающийзагрузку порошка в проходной штампи горячее профильное прессованиепутем уплотнения и спекания прямымпропусканием электрического тока впродольном направлении (2 .Недостатком этого способа является то, что при непрерывном ведениипроцесса получаемые изделияобладаютневысоким качеством по механическимсвойствам и однородности спеканияпрессуемого материала.Цель изобретения - повышение качества получаемых иэделий при непрерывном ведении процесса,Эта цель достигается тем, что согласно способу изготовления спеченныхизделий из электропроводных материалов, включающему загрузку пОРошка 45в проходной штамп и горячее профильное прессование путем уплотнения испекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направле 1нии, пропускание электрического тока 5 Оосуществляют после достижения степени уплотнения 50-75.Сущность предлагаемого способазаключается в том, что порошок электропроводного материала загружают впроходной штамп и непрерывно уплотняют в нем при одновременном перемещении через проходной каЪал штампаи нагревании прямым пропусканиемэлектрического тока в продольном направлении, причем пропускание тока 6 Оосуществляют после достижения степени уплотнения 50-75.На фиг, 1 показан вариант горяче,го непрерывного проходного прессования при изготовлении изделий сплошного сечения; на фиг. 2 - вариант прессования при изготовлении полого изделия.Наполнительную плиту 1 устанавливают над штампом: с проходным каналом 2, окруженным матрицей 3 из не- проводящего электричество, предпочтительно, керамического материала, который снаружи удерживается подпорной стенкой 4. На нижнем конце отверстия проходного канала 2 установлена насадка 5, имеющая радиально сужающееся внутрь калибровочное от" верстие.Опорноекольцо б служит для восприятия действующих на насадку 5 усилий во время процесса выдавливания. Прессуемый материал 7 уплотняют пуансоном 8 в проходном канале 2 штампа сверху. Пуансон 8 и насадка 5 соединены с полюсами источника напряжения ( непоказано 1. При изготовлении иэделий сплошного сечения пуансон 8 используют в качество противоконтакта, причем электрический ток включают только в тот момент, когда прессуемый материал достигает плотности 50; После того, как пуансон 8 выполнит полный ход уплотнения, он снова поднимается вверх, вследствие чего прохождение тока в находящемся внутри проходного канала 2 штампа материале 7 прерывается. Сверху через напол" нйтельную плиту 1 загружают новую порцию порошка и уплотняют пуансоном 48 в ходе нового движения вниз послед него. Таким образом, осуществляют непрерывное изготовление изделиЯ прессованием и одновременным спеканием под высоким давлением.В случае прессования трубчатых изделий (фиг2) вместо единственного нажимного пуансона 8 предусматривается выполнение прессующего узла в виде центральной оправки 9 и охватывающей ее.втулки 10, закрепленной на промежуточной плите 11 и поперечине 12, В поперечине 12 с помощью резьбового соединения 13 ввинчены направляющие пальцы 14, которые служат для направления промежуточной плиты 11 при противодвижениилотносительно поперечины. Вокруг пальцев 13 установлены тарельчатые пружины 15, посредством которых поперечина 12 и плита 11 удерживаются на определенном расстоянии друг от друга, Направляющие пальцы 14 для точного направления заходят в направляющие втулки 1 б,впрессованные в плиту 11. Электроизоляция между плитой 11 и поперечиной 12 достигается посредством тонкостенной втулки 17.Оправка 9 имеет рабочий участок 18,который окружен в зоне горячего прессования керамической гильзой 19, Вместо токоведущего пуансона может быть использован контакт в виде кольца 20, установленного в матрице на оправке 9 и соединенного с насадкой 5 и полюсом источника напряжения.П р и м е р 1, В проходной штамп непрерывно загружают порошковую смесь: 88 вес железа и 12 вес. графита, которую подвергают уплотнению. После достижения степени уплотнения 50 через прессуемый материал пропускают электрический ток силой .40 А/см в продольном направлений . 10 .До окончания процесса уплотнения си" лу тока повышают до 200 А/см Из штампа непрерывно отводят трубчатое спеченное изделие с внутренним диаметром 45 мм, имеющее степень уплот нения 98, прочность на сжатие 320 Н/мм и прочность на растяжение 650 Н/мм" П р и м е р 2. Пример 1 повторяют с той разницей, что в проходной штапм 20 загружают порошковую смесь:90 вес,бронзы, содержащий 13 вес,олова и .10 вес.графита,и подведение то" ка начинают после достижения степени уплотнения 75. При этом ток имеет силу 150 А/см , которую до окончания процесса уплотйения повышают до 700 А/см . Получаемое трубчатое изделие с внутренним диаметром 45 мм имеет следующие характеристики:Степень уплотнения 100Прочность на сжатие 350 Н/мм,Прочность на растяжение 680 Н/мнуП р и.м е р 3. Пример 1 повторяют с той разницей, что подачу тока начинают после достижения степени уплотнения 45. При этом получают трубчатое иэделие с внутренним диа-. Метром 45 ьею, имеющее следующие характеристики:Степень уплотнения 95 40Прочность на сжатие 255 и/ммПрочность на растяжение 540 Я/ммП р и м е р 4 . Пример 2 повторяют, с той разницей, что подачу тока начинают после достижения степени уплотнения 80, При этом получают трубчатое изделие с внутренним диамет- ром 45 мм, имеющее следующие харак-теристики:Степень уплотнения 92Прочность на сжатие 215 Н/мм Прочность на растяжение 490 Я/мм, Сравнение данных по примерам показывает, что предварительно уплОтнение до плотности 50-75 позволяет повысить физико-механические характеристики получаемых изделий. Это объясняется тем, что в.ходе непрерывного процесса на участке прессуе- мого материала с плотностью от 50-15 до плотности окончательно спрессованного материала происходит качественное спекание, приводящее к. равномерному распределению плотности, исключающее образование трещин в иэделии любой длины. Предлагаемый способ позволяет использовать повышающееся собственное сопротивление электропроводящих материалов с уменьшением плотности для их собственного нагревания при использовании высокой термической прочности при сжатии, При этом температура внутри уплотненного прессуемого материала изделия сильно уменьшается от пуансона к насадке, являю щейся нижним электродом, поскольку на участке насадки существует наибольшее уплотнение и одновременно создаются условия наиболее . полного замыкания контактов.Необходимость прохождения тока после его предварительного уплотнения до плотности не менее 50, . когда пуансоном пройдена половина пути его хода, вызвана тем, чтобы исклю" чить пригорание порошка к контактам и повысить тем самым качество прессу-. емого материалаФилиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 з 8479/58 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Мираж 613 арственн зобретен ва, Жо и Ра Подписноомитета СССРткрытийская наб., д.4/5