Способ контроля процесса прессования порошковых материалов

41 А ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии(56) 1. Фридман Г.Р, и др. Применение ультразвука для оценки качества металлокерамики. Прогрессивные способы изготовления металлокерамических изделий. Материалы к 1 респу ликанской конференции по порошковой металлургии МинскПолымя 1 1971, с. 21-25.2. Авторское свидетельство СССР У 996099, кл. В 22 Р 3/02, 1980. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий измерениескорости рас 4(51 В 22 Р 3 02 С 01 М 29/ пространения ультразвуковых колебаний в прессуемом изделии, сравнениеее значения с расчетной скоростьюи окончание прессования при дости.женин фактической скорости расчетного значения, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возмохностеповышения точности контроля и стабильности свойств, скорость распространения колебаний измеряют в двухнаправлениях - вдоль прилоаениянагрузки и перпендикулярно к нему,а окончание прессования проводятпри фактическом значении скоростираспространения колебаний в направлении приложения нагрузки, равномрасчетному, и фактическом значениискорости распространения колебанийв перпендикулярном направлении,большем нли равном расчетному значению скорости в этом направлении.Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для неразрушающего контроляпроцесса прессования анизотропныхизделий с применением Пластическойдеформации спеченных порошковыхзаготовокИзвестен спОсОб контроля качестваметаллокерамики, нключаювдй измерение пористости и опенку количест Ова металлических контактов с помощью ультразвуковых колебаний УЗЫ),Скорость распространения ультразвукаявляется критерием оценки количества металлических контактов при спеканинНедостатком способа являются егоотраниченные технологические эозмож:Ностй так каК оценка качества металлокерамики проводится на спеченных 2:;.,изделиях,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффектук изобретению является способ контроля процесса прессования порошковых материалов, в котором предусматривается проведение контроля процесса прессования порошковых материалов с помощью ультразвуковыхколебаний, проходяерх через конгро- Золчруемое изделие непосредственно эпроцессе прессования, измерение скорости распространения ультразвуковыхколебаний э нрессуемом изделии, сравнение ее значения с расчетнойскоростью и прекращение процессапрессования по достижении Фактической скорОсти расчетного значения ГНедостатком известного способаявляется возможность его применениятолько для контроля прессования порошков и не может в полноч мереконтролировать процесс прессования(дефорк 1 рованяя) спеченньк порошковых заготовок, а тавже низкие л )точность контроля и стабильностьсвойств изделий.Целью изобретения являетсярасширение технологических возможностей повышение точности контроляи стабильности свойств получаемьыизделий.Еоставленная цель достигаетсятем, чтО согласно спосОбу контроляпроцесса прессования порошковых материалов 9 включающему измерениескорости распространения ультразвуковых колебаний в прессуемом изделиисравнение ее значения с расчетной скоростью н окончание прессования при достижении фактической скорости расчетного значения скорость распространения колебаний измеряют в двух направлениях - вдоль приложения нагрузки и перпендикулярно к нему, а окончание прессования проводят при фактическом значении скорости распространения колебаний в направлении приложения нагрузки, равном расчетному и фактическом значении скорости распространения колебаний в перпендикулярном направлении, большем или равном расчетному значению скорости э этом направлении.На чертеже изображены номограммы определяющие расчетные значения скоростей распространения УЗК.При прессовании порошка характер связи между плотностью прессовки и скоростью распространения ультразвуковых колебаний в ней не зависит от направления измерения скорости: увеличение плотности ведет к одновременному росту скорости распростра нения УЗК, измеренной вдоль приложения давления Си перпендикулярно к нему СВ случае получения деталей с применением деформации предварительно спеченной порошковой заготовки в зависимости от направления измерения закон изменения скорости распространения УЗК и свойств имеет принципиально различный характер: скорость распространения УЗК вдоль приложения нагрузки изменяется не- монотонно: в начале деформнроэания убывает, а затем растет, а скорость распространения УЗК э перпендикулярном направлении постоянно возрастает,Скорость УЗК, измеренная вдоль приложения нагрузки имеет неоднознач ную связь с плотностью деформируемой заготоэкн: одному значению скорости Сможет соответствовать два значения плотности ;. и у . Поэтому применение одной ее для контроля процесса дефор крования неэффективно, С другой стороны, использование для контроля процесса деформирования спеченной порошковой заготовки одной только скорости распространения УЗК в перпендикулярном прчложению нагрузки направлении также яэляется недостаточным., так как скорость распространения УЗК, измеренная перпендикулярно направлению приложения деформирующей нагрузки С главным образомчувствительна к плотности материала,а в продольном направлении С чувствительна к состоянию межчастичныхконтактов, определяющему прочность 5материала, в этом, наиболее слабом,а следовательно, и опасном направлении, Наблюдаются случаи резкогопадения скорости С, связанные смикроразрушекием материала, а вто вре - 10мя как нзмекение С,1 незначительно,Таким образом, контроль процесса деформирования спеченных порошковзаготовок по одному значению скоростираспространения УЗК (либо вдоль при 15ложения нагрузки Сн, либо .в перпендикулярном направлении - С), какэто делается в известном способе,неэффективен, так как не обеспечивает получения инФормации об истинныхсвойствах получаемого изделия, а. следовательно, и точности контроля,Кроме того, контроль только по однойиз скоростей распространения УЗК необеспечивает стабильность свойств25изделий, получаемых деформированиемспеченных заготовок.Способ осуществляют следующимобразам.Верут спеченную порошковую заготовку с известкойплотностью,исходя из технических требованийка деталь, задаются значениями прочности и минимальной плотности деформированной заготовки. По номограммам 35определяют расчетные значенияскоростей распространения УЗК в направлении приложения деформирующейнагрузки Си в перпендикулярномнаправлении С. По графику номаграммы, связывающему прочность иплотность (кривая 3) по заданнойпрочности определяем соответствующую плотность. Затем по найденкомузначению плотности, используя граФики скорость распространения УЗК -плотность (кривыеи 2) определяютрасчетные значения скоростей распространения УЗК в двух направлениях:вдоль приложения нагрузки Си пер.црасчкендикулярно к нему С,Спеченную заготовку помещают вштамп и деформируют. В процесседеформирования непрерывно измеряютскорбсти распространения УЗК в направлении приложения нагрузки С иперпендикулярно к нему С и сравнивают Фактические значения с расчетными значениями. Процесс деформирования прекращают, когда выполняются одновременно два условия: скорость распространения УЗК, измеренная в ходе деформации в направлении приложения нагрузки, равна расчетному значению С, определенному по номограмме, а скорость распро" стракения УЗК, измеренная в процессе деформации в перпендикулярном направлении, равна или больше расчетной скорости УЗК С определенной также по номограмме.П р и м е р. Контролируют процесс допрессовки порошкового спеченного железа. По техническим требованиям получаемая деталь должна обладать следующими свойствами: прочность на растяжение в направлении приложения деформирующей нагрузки 6 851 + 5 МПа, относительная плотность т= 85 Х. Определяют расчетные значения скоростей распространения УЗК. По номограмме находим, что 6 85 МПа и относительной плотности т= 853 соответствуют следующие расчетные значения скорости распространения УЗК: расчетная скорость УЗК в продольном направлении С= 4500 м/с, расчетная скорость УЗК в перпендикулярном направлении С= 4800 м/с.Для получения заготовки берут 750 гпорошка ПЖЗМЗ, засыпают в пресс-Фор"му и прессуют при давлении 500 ИПа,затем спекают при 1 = 250 фС в средедиссоциированного аммиака. В результате получают спеченную заготовкус относительной плотностью т= 753,которую затем помещают в штамп и проводят деФормирование путем плавногоувеличения давления с одновременнькизмерением скорости распространенияУЗК в деформируемой заготовке в двухнаправлениях: вдоль приложения нагрузки и перпендикулярно к нему, Генератор вырабатывает импульсы высокочастотных электрических колебаний,которые подаются на излучающий кьезаэлемент, где преобразовываются в упругие колебания ультразвуковой частоты.Пройдя через исследуемый образец,колебания принимаются приемным пьезоэлементом, где преобразуются в электрические колебания, которые черезусилитель подаются на измерительвременных интервалов И 2-2 б,Получаемые Фактические значенияскорости С и С постоянно сравни115404 Продолжение таблицы Способы Предланаемый,МПа Известный,б Ь 1"П 1 а 180 190 170 200 180 200 175 165 185 Способы Предлагаемый, 6 ЪИПа Известный,4 ЬИПа 190 140 ВНИИНИГираж 74 Заказ 258210 одписное вают с расчетными значениями. При одновременном достижении С, = С, ,и ССц давление снимают и заготовку извлекают из прессформы, Результаты реализации способа и значения прочности на изгиб образцов, полученных с применением известного и предлагаемого способов контроля при измерении скорости УЗК только в одном (поперечном) направлении пред 40 ставлены в таблице.Как видно, при использовании предлагаемого способа разброс прочности получаемых изделий составляет 157 (210-175), а при использовании иэ вестного - 302 (210-130), что свидетельствует о повышении стабильности свойств голучаемых иэделий и точности контроля. Таким образом, из приведенного примера следует, что предлагаемый способ повышает точность контроля за счет получения информации об истинных свойствах иэделия, повышает стабильность свойств получаемых изделий, а также расширяет технологические возможности, так как обеспечивает контроль, наряду с прессованием порошков, и контроль деформирования предвари;ельно спеченных порошковых материалов. илиал ППП "Патент", ,Ужгород, ул.Проектная,