Устройство для формования труб из порошковых материалов

(51)4 В 20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУромов, В,П 088,8) Основы пор Металлур шко 1975,рессии,И,Д, и др. вой металлур 70, с. 36. етельство СС 2 Р 3/20, 19 мыс ельски для порошк ехника, 1 рское свид 9, кл. В(54) УСТРОЙСТ ИЗ ПОРОШКОВЫХ (57) Изобрете МОВАНИЯ ТРУБ 0 ДЛЯ ФОРМАТЕРИАЛОВие относится к порошгии, в частности кя формования труб изериалов, Целью изобковой металлуустройствам длпорошковых ма ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ретения является улучшение качестватруб за счет повьппения равномерности распределения плотности по ихдлине, При рабочем ходе пуансона 3порошок уплотняется в полости вставки 2 и выдавливается через наклонныерасходящиеся каналы в полость матрицы 1, При этом происходит заполнение полости матрицы порциями уплотненного порошка, их перемещение ивыдавливание через мундштучную частьматрицы по мере поступления новыхпорций порошка, Загрузку порций порошка в устройство проводят в концехолостого хода пресса. Угол наклонарасходящихся каналов выбирают в пределах 15-90 . Устройство обеспечивает повьппение качества иэделий засчет более равномерного распределения плотности по длине изделий, приэтом повьппается прочность изделий.1 ил.+ ягп () соя 2 р) где 20 5Ь 30 ИэоГретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для дискретно-непрерывногоФормовэния труб иэ порошка.Пель изобретения - улучшение качества труб эа счет повышения равномерности распределения плотности поих длинеНа чертеже схематично показанопредлагаемое устройство, общий вид,разрез,Устройство состоит иэ матрицы 1,во входной части которой соосно с)ней расположена вставка 2, имеющаяполость с расходящимися под углом )1к ее оси каналамиВ полость вставкивходит пуансон 3. Диаметр полостисоответствует диаметру пуансона, адля симметричного распределения потока порошка, выдавливаемого в матрицу, число каналов должно быть неменее двух,Оправочный стержень 4 ввинчен внижчюю часть вставки 2, при этомобразующая конусного рассекателя является, как показано на чертеже, продолжением образующей каналов вставки.Соотношение размеров диаметра Йпуансона и наибольшего диаметра 1)полости матрицы, обеспечивающее снижение усилия прессования, можно рассчитать исходя из известных условийпластического течения связно-сыпучей среды,Принимая равными напряжения б в полости матрицы в предлагаемом и известном устройствах, определяют предельное минимальное отношение Йт) к О, при котором достигается снижение усилия Р прессования. По предлагаемому устройству составляющие усилия прессования напреодоление трения о стенки полостивставки и расходящихся каналов, атакже на изменение направления движения прессуемого порошка при его входев каналы и выходе иэ них в полостьматрицы определяются интегрированиемв соответствующих пределах сил трения элементарного объема порошка ирешением условий пластического течения порошка на входе и выходе егоиз каналов в полость матрицы,В результате получают выражение,показывающее соотношение д/О, прикотором снижается усилие прессованияпо сравнению с прототипом;- угол межчастичного тренияпорошка,угол наклона расходящихсяканалов вставки относительно ее оси, 15 /3901-ягп Ч соя 2 о"- коэффициент 15 1+ягп Ч соя 2 дбокового давления, в котором я 1 п ЧтО, 5 (- Ч +агс я 1.п ,т ядп Ч Ч,= агсСд Г;и 1 - соответственно диаметр идлина расходящихся каналов вставкии г - соответственно диаметр8полости вставки и часть хода пуансона в полостивставки, при котором происходит выдавливание порошка через расходящиесяканалыи - количество расходящихсяканалов,Уголнаклона расходящихся ка 35 налов может быть любым в соответствиисо следующей зависимостью: чем меньше диаметр каналов, тем меньше угол,С увеличением угла р увеличиваетсяусилие, однако улучшаются условия4" перемешивания порций порошка.В предлагаемом устройстве величину угла р выбирают исходя из конструктивных соображений и техническихтребований на прессуемое изделие,45 Устройство работает следующим об-разом. При рабочем ходе пуансона 3 порошок уплотняется в полости вставки 2и выдавливается через наклонные расходящиеся каналы в полость матрицы1, При этом происходит заполнениеполости матрицы порциями уплотненного порошка, их перемешивание и вьщав ливание через мундштучную часть матрицы по мере поступлений новых порцийпорошкаЗагрузку порций порошка вустройство производят в конце холостого хода пресса,Угол ,ъ выбирдют в прс делдх 1590, С увеличением угла э, т,е,угла наклона расходящихся каналоввставки к ее вертикдльнои оси, улучшаются условия перемешивания порцийпорошка, что ведет к улучшению качества готового изделия,П р и м е р, В предлагаемом устройстве, установленном на гидравли сческом прессе усилием 2000 кН, прсизводили прессование порошка ВК 20(10 мас,7) в качестве пластификатора. 15Основные размеры пресс-формы;диаметр мундштучной части матрицы0 = 50 мм; диаметр калибрующей части оправочного стержня с 1, = 20 мм,максимальный диаметр матрицы 0 = 75 мм, 70диаметр пуансона ся = 15 мм, диаметррасходящихся каналов с 1 = 9 мм,число расходящихся каналов п = ч,угол наклона расходящихся каналов- 60; угол наклона конуса матрицы 51 О.В неустановившейся фазе процессапрессования при заполнении матрицыпорошком усилие прессования постепенно возрастало и достигало 70 кН в збустановившейся фазе процесса при выдавливании трубной заготовки диаметром 50 мм с отверстием диаметром20 мм,В конце каждого цикла прессования35наблюдалось снижение усилия прессования.Путем многократного повторенияциклов прессования с помощью предлагаемого устройства была полученатрубная заготовка длиной 800 мм, Заготовка имела гладкие бездефектныевнутреннюю и наружную поверхности,Среднее значение предела прочностина изгиб составило 50 МПа. Излом происходил по развитой поверхности, напоминающей полутороид с четырьмяуглублениями (по числу каналов)Спекание заготовки длиной 300 ммпроизводили по обычному для твердого сплава ВК 20 режиму (в атмосфереостроосушенного водорода), Спеченнаязаготовка имела гладкую цилиндрическую поверхность без трещин и другихвидимых дефектов,Для получения заготовки аналогич 55ных размеров с помощью известногоустройства испольэовали пресс-форму,диаметр полости матрицы которойсоставлял 120 мм, К торцу пуансона пресс-фсрмы бгд принепзед шдбд, изгстсвлсная иполиурс тднд, Прс с -сование ссушес тдля.л нд том же гидрдзсиеском прессе попс ремс иной здеыпкой порций псрошкд и послсдукппимвк 1 ючспиехопд прссГд, Прп ус.ипп 1от б 5 дс 70 кН прои ходило вьддвливднис трубной здготовки с ндружнымдидмстром 50 мм, внутренним 20 мм,1 оучена заготовка д тиной 800 мм,Поверхность здготовки не имелавидимых дефектов, ее плотность оказалась на 87 меньше чем у эдготов -ки, полученной д предлагаемом устройстве,Предел прочности нд изгиб полученной здготовки составил А 2 МПд. Излом представлял скошенную приблизительно под углом 80 к оси здгстовки псверхность, имсющую ступенчатые неровности,В результате спекдния заготовки,полученной с помощью известного устройства, нд ее наружной поверхности(по цилиндрической образующей) возникла волнистость, что свидетельствует о неравномерной плотности по длине исходной заготовки: в местах пониженной плотности произошла большая усадка.Усилие прессовдния пр предлагаемому устройству уменьшилось в 15,7 раз по сравнению с прототипом, Таким образом, изобретение позволяет использовать менее мощное оборудование, Как видно из приведенного примера, применение предлагаемого устройства обеспечивает дискретно-непрерывное формовдние длинномерных изделий, позволяет повысить их качество за счет более равномерного распределения плотности по длине изделий, что обеспечивается отсутствием явно выраженной границы между порциями порошка. В результате повышается прочность изделий.Устройство повышает производительность процесса прессования за счет совмещения в нем двух операций: подпрессовки шихты и собственно мундштучного прессования трубы,Конструкция предлагаемого устройства позволяет обеспечить такое соотношение диаметров пуансона и матрицы, при котором можно в несколькораз по сравнению с известным устройством снизить усилие прессования.Благодаря этому можно получать длин1344515 Формула изобретения Устройство для формования труб из порошковых материалов, содержащее пуансон и матрицу с соосно установленным в ней оправочным стержнем,Составитель Л,ГамаюноваТехред М,Дидьк Корректор М,Демчик Редактор А,Огар Заказ 4878/13 Тираж 740ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 номерные трубы большого диаметра,используя оборудование небольшой мощности,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью улучшения качества труб за счеповышения равномерности распределения плотности по их длине, оно снабжено вставкой, расположенной сооснос матрицей в верхней ее части и имеющей полость с расходящимися каналами,причем диаметр полости вставки соответствует диаметру пуансона, а оправочный стержень закреплен в нижнейчасти вставки,