Способ изготовления изделий из порошка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 02 С 5)5 В САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ячее гото порошковои особам пресс й/б = 005 в го прессоваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТ(56) Дорофеев Ю.Г. Динамическое горпрессование пористых порошковых завок, М,; Машиностроение, 1977, с.216,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙИЗ ПОРОШКА(57) Изобретение относится к способам изготовления изделий из порошка преимущественно с отношением высоты к диаметру0,05 - 0,3. Сущность: из шихты предвари Изобретение относится к металлургии, в частности к сп сования порошковых изделий 0,3 по технологии двукратн ния.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изделий из порошка, включающий двукратное прессование и спекание, По рекомендациям работы оптимальной считается такая форма холоднопрессованной заготовки, которая при повторном прессовании обеспечивает равномерную высокую плотность всей детали в результате уплотнения осадкой. Таким образом, способ изготовления изделий из порошка с пй = 0,05 - 0,3 включает прессование заготовки с наружным контуром, повторяющим контур детали, равномерным припуском по высоте и последующую осадку,.Ы 21731434 А 1 тельно прессуют заготовку с наружным контуром, повторяющим контур изделия, торцовыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми с образованием периодического профиля, и высотой Ь/успричем амплитуда А и период г профиля заготовки определяют из условий А = (1,3-1,5) и, Г= 2(1,3 - 1,5)й - "Ь/уо + (0,03 - 0,1)д, где б, Ь - диаметр и высота изделия, у, - относительная плотность заготовки, а минимальный угол наклона а между касательной к профилю и осью заготовки составляет 45 - 600. После этого осуществляют спекание и повторное прес- сование, 2 ил 1 табл. Недостатком рассмотренного способа является невозможность достижения высокой равномерной плотности и, следовательно, комплекса физико-механических свойств, поскольку в порошковых штампов- ф ках при уплотнении осадкой имеются зоныф затрудненной деформации, Увеличение уси-фЪь лия штамповки не способствует достиже- (ф,) нию равномерной высокой плотности фь, заготовки, а лишь приводит к снижению стойкости инструмента.Цель изобретения - повышение качества изделий за счет повышения плотности и снижение усилия повторного прессования.Указанная цель достигается тем, что заготовку предварительно прессуют с торцевыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кри.выми, смещенными относительно друг дру. га вдоль оси заготовки на величину Ь/1 Ъ с образованием периодического профиля5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 при этом амплитуда и период профиля заготовки определяют из условийА = (1,3 - 1,5)Ь,г= 2 Е 1,3 - 1 5) - Ь/о + (О 03 - 0,1)б,(1) где б, и - диаметр и высота изделия;у - относительная плотность заготовки,а минимальный угол наклона а между касательной к профилю и осью заготовки составляет 45 - 60,Такое исполнение операции прессования позволяет получить заготовку с торцевыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми. На операции повторного прессования указанной заготовки накладываются дополнительные сдвиговые деформации, В результате повышается качество прессовок за счет повышения плотности и снижения разноплотности,На фиг.1 и 2 изображена схема повторного прессования с различными вариантами периодического профиля заготовки.На фиг,1 приняты следующие обозначения: 1 - матрица, 2 - пуансон, 3 - выталкиватель, А - амплитуда периодического профиля, г - период профиля, а - угол наклона между касательной к профилю и осью заготовки, Ь/у - толщина периодического профиля,Способ осуществляется следующим образом.Из подготовленной шихты предварительно прессуют заготовку с периодическим профилем, После спекания заготовка устанавливается в матрицу 1 повторного прессования и осаживается между пуансоном 2 и выталкивателем 3. Осадка осуществляется со степенью деформации 30 - 50% за счет спрямления периодического профиля. Первоначально деформируются области заготовки 1, прилегающие к торцевым поверхностям инструмента. Далее очаг деформации распространяется на наклонные участки заготовки 11, где реализуются условия деформации, близкие к чистому сдвигу. Сдвиговые деформации способствуют уменьшению остаточной пористости, разрушаются оксидные пленки, обеспечивается высокая плотность изделия 97 - 99 % и комплекс физико-механических свойств. Кроме того, схемы деформирования, близкие к чистому сдвигу, характеризуются снижением усилия деформирования и повышением стойкости штампового инструмента. При дальнейшем сближении пуансонов очаг деформации распространяется в радиальном направлении в зону 11, На заключительной стадии процесса штамповки осуществляется калибровка изделия по плоскостям,Амплитуда периодического профиля заготовки выбирается из условия обеспечения степени деформации 30 - ,50 % на повторном прессовании, При уменьшении амплитуды периодического профиля снижается интенсивность сдвиговых деформаций, снижаются плотность и комплекс физико-механических свойств изделия, При увеличении степени деформации более 50% на наклонном участке заготовки появляются трещины, что нашло экспериментальное подтверждение. Оптимал ьн ые значения угла наклона между касательной к профилю и осью заготовки а и периода профиля т выбраны экспериментально. При уменьшении угла наклона менее 45 либо при уменьшении периода менее рекомендуемого по формулам (1) в процессе повторного прессования образуется зажим, приводящий к браку. При увеличении минимального угла наклона а ) 60 либо при увеличении периода профиля снижается интенсивность сдвиговых деформаций, что приводит к снижению свойств изделий,П р и м е р, Проводили двукратное прес- сование детали "Седло" диаметром б = 58 мм. высотой 15 мм, Размеры заготовки по. сле первого прессования с периодическим профилем, выполненным по форме равносторонней трапеции. варьировались в диапазонах: АВ = 1,2 - 1,6; а = 40 - 65; т ==8,24 - 20,24 мм, Рекомендуемый интервал изменения периода г, рассчитанный по формулам (1), составляет 10,18 - 18,3 при АВ = 1,4. Исходная плотность прессовки уо = 85 %, Прессование проводили из порошка ПЖР 3.200 на прессе К 20802 усилием 6,3 МН, Спекание осуществляли в печи СТН при 1150 С в среде водорода. Повторное прессование проводили на прессе К 18020 усилием 8 МН с регистрацией усилия деформирования. На готовых изделиях определялась плотность и механические свойства,Одновременно осуществлялось двукратноепрессование по известному способу. Полученные результаты приведены в таблице. Из приведенных данных видно, что повышается качество изготавливаемых деталей за счет повышения плотности и снижается усилие повторного прессования (опыты 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13, 14). Формула изобретенияСпособ изготовления изделий из порошка преимущественно с отношением высоты к диаметру 0,05 - 0.3, включающий предварительное прессование заготовки сА Примечание лии Удельноеусилиештамповки, ИПа Средняяплотностьдеталей Опыт Образование зажимов, брак 1200 1,4 14,24 1,4 14,24 1,4 14,24 1,4 14,24 1,4 14,24 40 260-290 ч"В 210 170-1 ЧО 160-18042 Г 1400 91-92 91-92 15 1400 16 (известный способ) 90 35 наружным контуром, повторяющим контур изделия, спекание и окончательное прессование, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения качества изделий и снижения усилия окончательного прессования, заго товку предварительно прессуют с торцовыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми с образованием периодического профиля и высотой й/)70, при этом амплитуда А и пери 1,2 8,241,3 11,24 1,4 14,24 1,5 17,24 1,6 20,24 од т профиля заготовки определяют из условий А = (1,3 - 1,5)К= 2(13 - 1,5) Ь - Ь/)7 о + (0,03 - 0,1) сЦ, где б, 1 - диаметр и высота изделия;уо - относительная плотность заготовки,а минимальный угол а наклона между касательной к профилю и вертикальной осью заготовки составляет 45 - 60. Высокое качество изготавливаемых деталей,допустимое усилие деФориирования Снкыение уровня свойств, повышение усилия штамповки, снимание стойкости инструмента Сысокое качество изготавливаемых деталей,допустимое усилие Лееормирсванкя Образование трекин разрушение заготовки Образование замииов, бракВысокое качество изготавливаемых деталей,допустимое усилие дгаориироеания Снижение уровня свойств, повышение усилияштамповки, сниыение стойкости инструментаВысокое усилие штаиповки, низкие плотностьи уровень свойств1731434 Рог.2 20 25 30 35 45 50 Составитель Г.ЗагорскаяТехред М,Моргентал Корректор С,Шевкун Редактор В.Данко Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1538 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5