Способ прессования порошковых материалов

(51)5 В 22 Р ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ При этом из 1да остаточн меньше асч П,Прилепкин во СССР 1983.ределение ления и вн таллургия ластиости м ыше" ери- ряют мое. к области в частностирошковых ма" Р(1-2Е нТ)остаточное давпуансоне при раздавление ианулю, МПасования, МПа,о высота иовки мм;о коэффициетн Д грузке, когда матрице равно - давление прес Р - соотнетстненндиаметр пресс Е - соотнетстненненты бокового авления ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельсВ 996099, кл, В 22 Р 3/02Скотников М.В, и др, Окоэффициентов бокового данего трения, Порошковая м1985, М 6, с. 14-17,54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к о порошковой металлургии, в част к способу прессования порошков териалов, Цель изобретения - и ние и стабилизация плотности м ала. В процессе прессования из остаточное давление на пуансон мент отсутствия давления на ма Изобретение относитсяпорошковой металлургии,к способу прессования потериалон,Цель изобретения - повышение истабилизация плотности материала.В процессе прессования измеряютостаточное давление на пуансоне вмомент отсутствия данления .на матрце. При этом изделие считают годнымкогда остаточное давление на пуансоне не меньше расчетного, определного по отношению делие считают годньпикогое данление на пуансоне нер етного, определенного поР 1-2 Гф Н/1 И соотношению РР 1+4 ф Г.Н 70 фРгде Р- расчетное давление на пуансоне при разгрузке, когда давление на матрице равно нулю, МПа; Р давление прессования, МПа; Н, Р - соответственно высота и диаметр прессовки, мм; , Г - коэффициенты бокового давления и внешнего трения при прессовании;- коэффициент боко" ного давления при разгружейии. Значение остаточного давления при прес- совании порошка ниобия 36,3 МПа (Р 550 МПа), нитрата калия 42,8 МПа, (Р 200 МПа), нитрата натрия 61,0 МПа (Р=200 МПа). Плотности прессовок 5,69 2,03 и 2,13 г/см соотнетственно, вместо 5,51, 2,01 и 2,03 по извест" ному способу, Неранноплотность полученных образцов на303 меньше, чем и известном способе, 1 ил., 3 табл,ннешнего трения при прессовании;коэффициент бокового давления при раэгруженииНа чертеже представлена схема реализующая способ,При прессовании нагружающий пуансон 1 создает усилие в прессуемом по. рошке 2, За счет трения порошка о стенки матрицы 3 на жестком основании 4 регистратором 5 нулевого усилия передается вертикальная сила, При этом на поверхности нижнего пуансона 6 создается давление, величина которого 15 обуславливается давлением прессования и потерями на трение, При достижении нагружающим устройством 7 задан ного давления, которое фиксируется измерительным устройстном 8, начина ется разгрузка. При этом усилие, с которым матрица давит на жесткое основание, начинает уменьшаться и при достижении последнего нулевого значения с регистратора 5 нулевой силы по дается сигнал на измерительное устройство 8, на котором фиксируется осевоедавление. тБ(4) Физический смысл выражения (1) за О ключается н следующем,На конечном этапе прессования упругая составляющая деформации прессовки ранна Рос е о Г(2) где Я 40Среднее давление на верхнем пуан-соне равно давлению прессования Р, среднее давление на нижнем пуансоне равно давлению прессования за вы" четом потерь на трение 45= Р(1 -2 К -).Н 0 упругая деформация прессовки;среднее осевое давление на конечном этапе прессования, равное среднему от давленийна нижнем и верхнем пуансонах;модуль Юнга прессовкиПри разгружении осевая деформация упругого последствия прессовки отсутствует, так как есть давление на матрице со стороны жесткого основания, н противном случае матрица эа счет трения прессовки о ее стенки отошла бы от жесткого основания, В этом случае остается упругая деформация Ес которую можно определить выражением осевое давление, соответствующее силам тренияпрессовки о стенки матрицы,расчетное остаточное давление на пуансоне при разгрузке, когда сила, с которойопирается матрица (3) наоснове (6), равна нулю Г: РБр К, (5) где Г - сила трения при раэгружеРФнии 1Б - площадь боковой поверхнос"3ти прессовки;Б - площадь торцовой поверхности прессовки;- коэффициент бокового данле"Г 1ния при разгрузке. Тогда уравнение (3) примет вид РфЕ 1 +63. 2. (6)Е где Г - коэффициент внешнего трения,Приравнивая правые части (6) и (2)получаем расчетное выражение дляРа 1 г., соответствующее нормативномутечению процесса Рос 7Поднимая во внимание, что р Р .+Рнп. (8) ос 2 Г Р 8Г БэБе Р еещееетюее т н.п. Б Р 8 ГФНР, Н- р -.- - " - =Р -4 РГ 50где Г - сила трения при уплочненииПодставляя значения Р и и Р и ввыражение (8), получим Р+(РРЕ -)Н0щ етев3оо 2Мини- Максимальная мальная Известный КалияНатрия Пред- Калия лагае- Натрия мый 21,0 19,0 14,0 14,0 2,01 8,0 2,03 12,0 2,03 8,0 2,13 11,0 Формула изобретения,Способ прессования порошковых материалов, включающий приложение давления к порошковому материалу, замер давления на пуансоне и матрице и срав" нение его с расчетным, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения и стабилизации плотности материала, измеряют остаточное давление на пуансоне, в момент отсутствия дав" ления на матрице, при этом остаточное давление на пуансоне должно быть не меньше расчетного, определенного по соотношению Таблица Р(1-2 1 Р Е -)Н0раГ, Р Н1+4 Е Способ Плотность,г/см инималь- Максимальгде Р ная ная 45 Извест-. Предла- гаемый 5,51 19,0 5 ф 69 17 ф 0 32,0 27,0 Ни 0 Значения величины давления пресН О сования и отношения - задаются а коП9 эффициенты, Х и Е, отражающиеФ ур.свойства порошка, определяются экспериментально, Методы определения указанных констант известны, 5 1 П р и м е р 1. При прессовании серии образцов из порошка ниобия высотой 25 мм и диаметром 15,9 мк, давлением 550 МПа предварительно определяют коэффициенты ,и Е, отражающие свойства порошка ниобия, При этом устанавливают, что ф =0,43;=0,69, Е=0,57.На основании полученных данных определяют по формуле (1) расчетное давление на пуансоне Рр в момент отсутствия давления на матрице, соответствующее нормальному течению процесса прессования30 Р= 36,3 МПа,В табл, приведены значения средней плотности и разноплотности об,разцов, полученных по известному и 35 предлагаемому способам 40Разноплотность, Х П р и м е р 2. По зависимости (1) определяют давление Р , для нитра" тов калия и натрия, при давлении прес.сования 200 МПа, В результате прессования образцов размера примера 1 получают изделия с меньшим значением разноплотности, Результаты представлены в табл,2 и 3,расчетное давление напуансоне при разгрузкекогда давление ва матрице равно нулю МПадавление прессования,МПа;коэффициенты боковогодавления при прессовании и при разгрузке соотве тс твенно;коэффициент внешнеготрения при прессовании;высота и диаметр прессовки соответственно,ммекрытиям при ГКНТ СССд. 4/5