Способ прессования изделий из порошка

%14одственное о Бю ои динение , К.П,Магилов, А.М.ДмитриИ.А.Королев04 (088,8)е свидетельство СС . В 22 Р 3/02, 1987(54) СПОСОБ ПИЗ ПОРОШКА(57) Изобретенпрессования из РЕССОВАНИЯие относится кделий из порош ЗДЕЛИЙ способа а. Цель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования крупногабаритных длинномерных изделий.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ прессования изделий, включающий засыпку порошка в пресс-форму, формование отдельных элементов изделия промежуточными пуансонами и прессование пуансоном с поперечным сечением, соответствующим поперечному сечению изделия.Недостатком известного способа прессования является снижение механических свойств изделия на границах предварительно сформированных элементов, вызванное отсутствием перетекания материала в процессе прессования, Предварительно уплотненный слой порошка в приграничной области элементов препятствует надежному механическому зацеплению отдельных порошинок между собой, В результате при спекании образуются расслоения и трещины, приводящие к браку. повышение качества изделий за счет повышения равноплотности и исключения расслоений при спекании. Проводили двустороннее прессование цилиндрических заготовок диаметром 118 мм, высотой 260 мм и массой 18,5 кг на прессе К 20802 усилием 6,3 МН из железного порошка ПЖРВ 3,200 с добавлением 0,5% углерода. Осуществляли предварительное прессование в матрице диаметром 118 мм пуансоном диаметром 75 мм при давлении 0,1 МПа. Затем досыпали порошок в образовавшуюся в заготовке полость и прессовали изделие с относительной плотностью 86 О при давлении 350 МПа. 1 табл., 2 ил. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет повышения равноплотности и исключения расслоений при спекании,Указанная цель достигается тем, что предварительное прессование осуществляют промежуточным пуансоном с площадью поперечного сечения, определяемой из соотношенияЯ = (0,25 - 0.6)Яп,где Яп - площадь прессованной заготовки, приложенным давлением, определяемым на диаграмме уплотняемости порошка в диапазоне плотностей (1,2 -1,3) у, с обеспечением перераспределения порошка из центральной зоны пресс-формы в периферийную.Промежуточная подпрессовка приводит к перетеканию порошка из центральной зоны пресс-формы в периферийную. В результате обеспечивается неравномерное распределение насыпной плотности порошка, при окончательном прессовании которого накладываются дополнительные сдвиговые деформации. В результате повышается качество прессовок за счет повыше5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 ния плотности, снижения разноплотности, исключения расслоений при спекании, Кроме того, расширяются технологические возможности прессового оборудования при изготовлении крупногабаритных деталей, поскольку повышается насыпная плотность порошка, а прессование проходит при меньших удельных усилиях.На фиг. 1 изображена схема подпрессовки; на фиг, 2 - схема прессования.Способ осуществляют следующим образом.Подготовленную порошковую шихту засыпают в матрицу 1 (фиг. 1) и подпрессовывают пуансоном 2 с меньшим поперечным сечением. При этом наблюдается перетекание порошкового материала из центральной областив периферийную(фиг. 1). В результате увеличивается плотность центральной. части за счет приложения нагрузки, а перетекание порошка в областьспособствует более плотной упаковке отдельных порошинок. Далее пуансон 2 (фиг. 1) удаляется, в полость матрицы добавляется шихта и осуществляют прессование посредством сближения пуансона 3 и выталкивателя 4(фиг. 2). При этом также наблюдается перераспределение порошка из центральной областик периферийной(фиг, 2). Обеспечивается большая интенсивность сдвиговых деформаций в объеме прессовки по сравнению с прототипом, что приводит к повышению плотности, снижению разно- плотности, исключению возможности расслоений при спекании. Кроме того, требуется приложение меньших усилий прессования. В результате расширяются технологические возможности оборудования при изготовлении крупногабаритных длинномерных изделий.Увеличение площади приложения усилия подпрессовки приводит к затруднению перераспределения материала из областив область(фиг. 1) на этапе подпрессовки. Более интенсивно уплотняется центральная область , При этом снижается интенсивность сдвиговых деформаций на этапе подпрессовки (фиг. 2), что приводит к высокой неоднородности свойств в осевом и радиальном направлениях.При увеличении давления подпрессовки под торцом пуансона 2 (фиг. 1) образуется уплотненный слой, Досыпка шихты и последующее прессование не обеспечивают надежного механического зацепления отдельных порошинок между собой в этой области, В результате образуется внутреннее расслоение в центральной области прессовки, неустраняемое при спекании и приводящее к браку,Уменьшение площади приложения усилия подпрессовки Я0,25 Яп либо уменьшение давления подпрессовки ниже рекомендуемого не приводит к какому либо уплотнению центральной области(фиг. 1) и не обеспечивает достижения неравномерности насыпной плотности порошковой шихты. Последующее прессование протекает аналогично традиционному способу и характеризуется высокой разноплотностью,П р и м е р. Проводили двустороннее прессование цилиндрических заготовок118 мм, высотой 260 мм и массой 18,5 кг на поессе К 20802 усилием 6,3 МН из железного порошка ПЖРВ 3.200 с добавлением 0,5% углерода. Диаметр подпрессовочного пуансона изменяли в диапазоне 50 - 118 мм, Рекомендуемый интервал давлений подпрессовки 0,05 - 0,2 МПа, изменениедавления подпрессовки проводили вдиапазоне 0,01 - 1,0 МПа, Заготовки спекали в печи СТН при 1150 С в течение 2,5 ч в среде водорода,Полученные результаты приведены в таблице,Из приведенных данных видно, что повышается качество изготавливаемых деталей за счет повышения плотности, снижения разноплотности и устранения расслоений при спекании (примеры 2 - 4, 7 - 9),Формула изобретения Способ прессования изделий из порошка, включающий засыпку порошка в прессформу, предварительное прессование пуансоном с площадью поперечного сечения меньшей, чем площадь поперечного сечения изделия, дополнительную засыпку порошка и прессование пуансоном с площадью поперечного сечения, соответствующей наибольшей площади поперечного сечения изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет повышения равноплотности и исключения расслоений при спекании, предварительное прессование осуществляют пуансон ом с площадью поперечного сечения, равной 0,25 - 0,6 площади поперечного сечения прессованного изделия, приложенным давлением, определяемым по диаграмме уплотняемости порошка в диапазоне плотностей (1,2 - 1,3) ун, где ун - насыпная плотность порошка, с обеспечением перераспределения порошка из центральной зоны пресс-формы в периферийную.Давление подпрессовки, МПа Удельное усилие прессования, МПа Примечание 80/6 0,2 0,1 400 86/3 86/3 86/3 2 3 4 0,250,40,6 0,1.0,10,1 350 350 350,81/5 - 6 0,65 0.1 420 0,01 80/6 - 8 0,4 400 86/3 86/3 86/3 0,4 0,4 0,4 0,050,10,2 350 350 350 10 0,4Прототип0,3 0,5 86/3 1,0 450 Низкая плотность, высокаяразноплотность, расслоения отсутствуют Повышение плотности, снижение разноплотности, снижение усилияпрессования, расслоения отсутствуют, повышение массы прессовкидо 18,5 кг Низкая плотность, высокая разноплотность,масса прессовки 13,8 кг Низкая плотность, высокая разноплотность, масса прессовки 13.5 кг Повышение плотности, снижение разноплотности, снижение усилия прессования, расслоения отсутствуют, повышение массы прессовкидо 18,5 кг Образование расслоений, брак Образование расслоений,б ак1726128Составитель В. Дуров едактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай аказ 1230 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101