Способ изготовления прутков из металлических порошков

(51)4 В 2 Н а ЦСНМЛИ 9 У,КАВ аУТКОВ И пособу ков из ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЭОБ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1191182, кл, В 22 Р 3/02, 1984.Авторское свидетельство СССРВ 1217571, кл. В 22 Р 3/02, 1984. 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПР МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ 57) Изобретение относится к олучения деформированных пр порошков металлов и сплавов методом горячей экструзии. Цель иэобретенияповышение производительности процесса за счет снижения энергоемкости. В способе нагрев капсулы с порошком перед прессованием в замкнутом объеме производят токами высокой частоты на глубину 0,11-0,25 диаметра капсулы, причем толщину стенки капсулы выбирают в диапазоне 0,01-0,15 ее диаметра. Сущность изобретения заключается в том, что при прессовании в замкнутом объеме прогретый до температуры горячей деформации порошковый материал образует контактный слой под материалом капсулы, что дает возможность удалить оболочку капсулы.1 табл.Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения деформированныхпрутков иэ порошков металлов и сплавов методом горячей экструзии,5Целью изобретения является повышение производительности процесса засчет снижения энергоемкости.Согласно способу изготовления деформированных прутков из порошков металлов и сплавов, включающему засыпку порошка в капсулу, герметизацию,нагрев, прессование в замкнутом объеме, удаление материала капсулы, 15повторный нагрев и экструзию, нагревкапсулы с порошком перед прессованием в замкнутом объеме производяттоками высокой частоты (ТВЧ) на глубину 0,11-0,25 диаметра капсулы, при. 20чем толщину стенки капсулы выбираютв диапазоне 0,01-0, 15 диаметра капсулы таким образом, чтобы разностьмежду глубиной прогреваемого слоя итолщиной стенки капсулы составляла 250,1-0,24 от диаметра капсулы,Нагрев капсулы с порошком токамивысокой частоты необходим, чтобы нагреть порошковую заготовку на определенную заданную глубину, 30Нижний предел глубины нагрева порошковой заготовки, равный 0,110,где Й - диаметр капсулы, определяется минимальной толщиной образующегося при прессовании в замкнутом объ 35еме компактного порошкового слоя,обеспечивающего воэможность удаленияматериала капсулы перед экструзией.Если глубина нагрева менее 0,116,то при удалении оболочки происходит 40смятие компактного порошкового слояи разрушение порошковой заготовки.Верхний предел глубины нагревакапсулы с порошком, равный 0,25 с 1,определяется КПД индуктора, Макси 45мальный КПД индукционного нагревадостигается при глубине нагрева цилиндрической заготовки 0,25 Й. Приглубине нагрева капсулы с порошкомболее 0,254 КПД индуктора уменьшает 50 Нижний предел толщины стенки капсулы, равный 0,010, определяется возможностью осуществления операции55 прессования в замкнутом объеме. При толщине стенки менее 0,016 происходит разрушение капсулы при прессовании в замкнутом объеме. Верхний предел толщины стенки капсулы, равный 0,156, определяется воэможностью нагрева порошка на глубину0,1 д при максимальной глубине прогрева капсулы с порошком (0,250),Если толщина стенки капсулы выше0,150, то при общей глубине прогревапорошковой заготовки 0,25 д глубинанагрева собственно порошка составляет менее О, 1 й,П р и м е р 1, Порошок стали10 Р 6 М 5 засыпают в капсулы диаметром100 мм и высотой 150 мм с различнойтолщиной стенки. Капсулы с порошкомгерметизируют и нагревают до 1100 Св индукторе на различную глубину.Нагретые заготовки спрессовывают вконтейнере с глухой матрицей прессаусилием 600 тс. После спрессовыванияв замкнутом объеме с заготовок удаляют материал капсулы путем обточкина токарном станке. Полученные послеобточки заготовки нагревают в камерной электропечи до 1100 С и экструдиоруют на пруток 440 мм.Геометрические размеры исходныхкапсул, глубина нагрева в индуктореи результаты экспериментов приведены в таблице,Результаты экспериментов (данные таблицы) показывают, что при толщине стенки капсулы менее 0,016 происходит ее разрушение при спрессовывании, При толщине стенки капсулы более 0,156 не достигается прогрев достаточной глубины порошка (глубина прогрева порошка оказывается менее 0,1 й) и капсулы с порошком разрушаются при обточке на токарном станке.При глубине прогрева порошка менее О, 1 Й происходит разрушение капсулы при обточке на токарном станке независимо от толщины оболочки. При глубине нагрева капсулы с порошком менее 0,116 происходит ее разрушение при обточке из-эа недостаточной глубины прогрева порошка. При глубине нагрева капсулы с порошком более 0,250 разко увеличиваются расходы энергии на индукционный нагрев в результате снижения КПД индуктора.Осуществление способа в выбранных диапазонах изменения глубины нагрева заготовки (0,11-0,250), толщины стенки капсулы (0,01-0,150) и разности между глубиной прогреваемого слоя и толщиной стенки (О, 1-0,240) позволяет получить компактные прутки из,3 1000 С в индукторе на глубину 15 мм и спрессовывают в контейнере 475 мм. Полученные спрессованные заготовки обдирают на токарном станке, нагревают и экструдируют на пруток диаметром 30 мм. Из готовых прутков после отжига по стандартным режимам вырезают образцы для определения плотности и механических свойств. Механические свойства определяют после нормализации образцов от 880 ОС.Плотность составляет 7,87 г/см или 1007 от теоретической плотности, предел прочности при растяжении 59 МПа, относительное удлинение 277,Результаты эксперимента показывают, что по предлагаемому способу можно получить деформированный пруток высокого качества из свободно засыпанного порошка железа. Формула и з обретения Способ изготовления прутков из металлических порошков, включающий засыпку порошка в капсулу, ее герметизацию, нагрев, прессование, удаление оболочки, повторный нагрев и экструзию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет снижения энергоемкости, нагрев производят токами высокой частоты на глубину 0,11-0,25 диаметра капсулы, а толщину стенки капсулы берут 0,01-0,15 ее диаметра. Часто- Реэульта то- .татыка,МГц Глубина нагревазаготовки, мм Глубина нагревапорошка, мм Капсула олщина стенки,абс. отнабсотн. абс. отн,0,8 0,008 д 9,20 0,092 д 10 О, 1 с 1 1,5 Разрушениепри спрес- совывании 9 О О 09 д 10 1,0 0,01 с 1 1, 5 Разрушениепри обточ- ке 0,1 д 0,8 О, 008 д 10, 2 О, 102 д 11 1,25 Разрушениепри спрес- совывании О, 1 1 д распыленного порошка быстрорежущейстали 10 Р 6 М 5,П р и м е р 2. Порошок сталиШХ 15 засыпают в две капсулы диамет 5ром 100 мм, высотой 150 мм и толщиной стенки 3 мм (0,03 д), герметизируют и нагревают до 1000 ОС. Причемкапсулу 1 прогревают на всю глубину,а капсулу 2 - на глубину 20 мм(0,2 д) в индукторе. Затраты энергиипо нагреву капсулы 1 составляют5,6 кВт ч, а для капсулы 2 составляют 3,0 кВт ч.Далее капсулы опрессовывают вконтейнере100 мм с глухой матрицейна прессе усилием 600 тс при макси-мальном давлении прессования. С полученных заготовок удаляют оболочкуна токарном станке и после повтор"ного нагрева экструдируют на пруток430 мм. В результате экструзии получают бездефектные прутки с высоким комплексом физико-механическихсвойств. 25Таким образом, использование предлагаемого способа по сравнению сизвестным позволяет сэкономить2,6 кВт ч электроэнергии при получении одного порошкового прутка из стали ШХ 15 ф 30 мм из капсулы с порошкомф 100 мм.П р и м е р 3. Порошок железамарки ПЖЗ с относительной плотностьюутряски 0,43 засыпают в капсулы из2 Сстали 3 1 с 74 мм с толщиной стенки1 мм, герметизируют, нагревают до 10 001 д 100 01 д 0,11 д 1,25 Получен,пруток1382589 Продолжение таблицы Глубина нагревнороака, ма Глубина нагре заготовки, мм Тол ла бс н. а отн0 0,0 0,38 То 0,1 0,1,а О,0,0 156 азрушение ри обточРазрушениепри спрессовывании 24 ф 2 Оь 2 25,24 Разрушение при обточ,0 0,25 0,17 Снижени 0,292 с 3 8 0,008 с 1 разрушен О, 17 СнижениКПД, но получен 0,0 0 рут ректор Г.Решетни одпис енного комитет тений и открыт Раушская наб,4/ зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель А.Шевелевактор С.Пекарь Техред А. Кравчук Заказ 1248/9 Тир ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж, Часто- Результа то- тазмка,МГц ашСм а авав е ю 1, 25 Разрушение при обточке 0,38 Разрушениепри спрес