Пресс-форма для горячего прессования тугоплавких порошков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (П) др 4 В 30 В 15 02 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕПЬСТВ тем, что, а эаготовок,иде набора копендикулярно выполнены и углеродного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ(21) 3697196/29-33(56) Авторское свидетельство СССР ;У 343869, кл. В 30 В 15/02, 1970.Авторское свидетельство СССР Нф 380483, кл. В 30 В 15/02, 1971, (54)(57) 1. ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ ТУГОПЛАВКИХ ПОРОШКОВ, содержащая верхние и нижние графитовые пуансоны и углеродную матрицу,отличающаясяс целью повышения качествматрица выполнена в влец, расположенных перее оси, причем кольцаиз углеродной тканй илтрикотажа.2. Пресс-форма по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кольца, выполненные иэ уГлеродной ткани или углеродного трикотажа, дополнитель" но содержат соединение, увеличивающее деформируемость матрицы, например борную кислоту.11Изобретение относится к порошковойметаллургии, в частности, к прессформам для горячего прессования тугоппавких порошкообразных материалов,в том числе углеродных.Целью изобретения является повышение качества заготовок.На чертеже схематически показанапресс-форма для горячего прессованиятугоплавких порошков, помещеннаяв контейнер для горячего прессования,общий вид.Пресс-форма состоит иэ нижнихтокоподводящих графитовых пуансонов 1, деформирующейся матрицы,выполненной из набора слоев углеродной ткани или трикотажа 2, верхнихтокоподводящих графитовых пуансонов 3, порошкообразного материала -шихты 4. Защитный экран 5, установленный на центрирующем кольце 6,крьппки 7, теплоиэолирующая засыпкаиз коксовой крошки 8 размещены в металлическом контейнере 9 для горячего прессования, Контейнер 9 с прессформой помещают в разъем прессадля горячего прессования между медными водоохлаждаемыми токоподводамии производят горячее прессованиепорошка. Температуру в процессе прессования измеряют оптическим пирометром через графитовую трубку 10, продуваемую инертным газом, Нагрев пресс,формы и порошка осуществляют с помощью прямого пропускания электрического тока,Для изготовления матрицы используют углеродную ткань, например,марки ТГНМ (ТУ 48-20-19-83, толщина ткани 0,6 мм, ширина 600 мм,прочность на разрыв, кгс/5 см, наоснове 65, по утку 32) или углеродную трикотажную ленту, например,марки УТЛ(ТУ 88 УССР 06280-81,толщина ленты 3,6 мм, ширина 600 мм,прочность на разрыв, кгс/5 см, наоснове 60).Из ткани (ленты) с помощью вырубных ножей изготавливают кольца,например, с наружным диаметром150 мм, внутренним - 100 мм. Кольцапослойно укладывают на графитовыйпуансон, с диаметром не менеечем на 20 мм превьппающим наружныйдиаметр колец. Затем внутреннюю полость заполняют прессуемым порошком,устанавливают верхний пуансон и помещают в контейнер для горячего прессования.97870 1 Для увеличения деформируемости пресс-формы в процессе прессования ткань (лента) может содержать борную кислоту или другие соединения, которые вводят, например, путем пропитки.Матрицу, в которой между слоями ткани (трикотажной ленты) расположены слои прессуемого порошкообразного материала, изготавливают с помощью специального устройства-доэатора. 510 Дозирующим элементом устройства является сетка, натянутая на раму. Порошок засыпают в подвижный бункер,который перемещают по сетке, прижатой к расположенному на пуансонекольцу иэ ткани (ленты), при этомпорошок равномерно распределяется поповерхности кольца и заполняет пространство внутри кольца, Затемсетку поднимают и на слой порошкаукладывают следующее кольцо из ткани (ленты). Операцию повторяют дополучения необходимой высоты прессформы, заполненной прессуемым порош 15 20 25 ком.деформируемость матрицы в процессе горячего прессования до температуры, соответствующей температуретермообработки углеволакнистого материала матрицы, осуществляетсяв основном эа счет его упругой деформации. При более высоких температурах реализуется пластическая деформация углеволокнистого тканого илитрикотажного материала. Относительная усадка матрицы при упругой де"формации 20-307, а при пластическойдеформации достигает 40-503 от еепервоначальной высоты.В отличие от известных у предложенной пресс-формы прочность матрицы в процессе горячего прессованияповышается пропорционально приложен ному давлению. При Оптимальных соотношениях ее наружного диаметрак внутреннему (1,2 - 1,5) и высотык диаметру (1,0 - 1,5) прочностьматрицы определяется сопротивлением 50сдвигу слоев углеволокнистого материала, а сдвиговая прочность прямопропорциональна вертикальному давлению, т.е, давлению прессования,Поскольку предел прочности при сжатии материала матрицы 600-800 кго/см,разрушение матрицы исключается. Этообеспечивает высокий выход годного.Введение в состав углеволокнистого материала борной кислоты или20 Т а б л и ц а 1 Материал матрицы ПримерВ Диамет наруж- ной Высота Количество ДиаметвнутреннейматриСодержаниеборнойкислотыв ткани(ленте),мас.Й Толщина слоев порошка(шихты)в матрице, мм матри- слоев ткацы, мм ни (ленты)шт,матрицы, мм цы, мм УТЛ300 240 300 84 ТГНМ150 100 180 300 12,0 2,4 50 4 УТЛ300 220 460 5(про- ВППтотип) (графит) 120 100 300 3 11 других пластификаторов, которые при температуре выше 2000 С активируют спекание углеродных материалов, также способствует повышению сдвиго" вой прочности материала матрицы. При этом борную кислоту или другие активаторы спекания вводят в материал матрицы как непосредственно в ткань, например пропиткой, так и в шихту прессуемых порошков, слои которой располагают между слоями углеродной ткани (трикотажа), В последнем случае в 1,5 - 6 раз сокращается расход углеволокнистых материалов на изготовление матрицы.В пресс-форме обеспечивается надежный электрический контакт при нагреве прямым пропусканием электрического тока на всех стадиях горячего прессования. Это устраняет местные перегревы верхних пуансонов, способствует возможности их многократного (4-5 раз) использования.Пресс-Форма обеспечивает равномерное распределение давления и тем" пературы по объему прессуемого изделия, что обеспечивает однородность материала, снижает уровень внутренних напряжений и обуславливает улучшение физико-механических характеристик (повышается плотность, прочность, теплопроводность,ТГНМ 150 100 150 97870снижается электросопротивление материала)..Характеристики предлагаемых прессформ для горячего прессования тугоплавких порошков (примеры 1-4), атакже пресс-формы по прототипу (пример 5) представлены в табл. 1,Физико-механические свойстваспрессованных заготовок, полученных1 О в результате горячего прессованияпо одному и тому же режиму из шихты,содержащей 77,0 мас.Е кокса КНПС(крупность частиц менее 100 мкм)и 23,0 мас.Х борной кислоты (крупность частиц менее 50 мкм) представлены в табл. 2. Выход годного с применением предлагаемой пресс-формы99,57, выход годного по прототипу 407. Таким образом, пресс-форма длягорячего прессования тугоплавких порошков обеспечивает получение крупногабаритных заготовок, позволяет 25 осуществить равномерный нагрев прессуемого порошка, повышает в 2-2,5 раза выход годных прессованных заго-.товок, значительно (в 1,5-2,0 раза) улучшает физико-механические характеристики материала заготовок, а также повышает срок службы графитовой оснастки (пуансонов) в 4-5 раз,,1 О 12 2,50 600 43 82 оставитель И,ГенераловаехредА.Бойко Корректор Л. Пилипе Редактор Л.Кас кав 7664/16ВН Тирам 633 ИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откры 113035, Иосква, Ж, Раушская наб