Устройство для формования длинномерных полых изделий из металлических порошков

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 872029(51)М. Кл. В 22 Р Э/02 В ЗОВ 15/02 Гкударствацай квинтет СССР вв делан извбретеннй н вткрцтнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ фОРМОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ 1Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для формования длииномерных полых изде. лий из металлических порошков, преимущественно осесимметричных изделий из трудноформуемых порошков сферической З формы.Известно устройство для формоваиия металлических порошков, включающее в себя станину с расположенными на ней бункером и пуансонами со скошенными рабочими поверхностями, причем пуансоны установлены с возможностью возвратно- поступательного перемещения в горизонтальной плоскости ЛЧ.иПрименение данного устройства не по-. . зволяет формовать порошки сферическойформы, Ограничена номенклатура изготовляемых изделий, так как устройство можетбыть использовано для формования полосы.либо прутка.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому эффекту является устройство для формования 2длинномерных полых изделий иэ металыческих порошков, включающее станину,бункер, пуансон со скошенными рабочимиповерхностями, установление с воэможностьюю возвратно-поступательного неремещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формующий элемент 23,Недостатком данного устройства является невозможность формования порошковсо сферической формой частиц (трудноформуемые), так как после формования всвязи с отсутствием зацеплений междучастицами сферической формы наблюдается процесс разрушения, т.е. иэделия необладают транспортабельностью. Известное устройство позволяет получать изделия только с прямоугольным либо квадратным профюнм наружной поверхности и различной формой внутренней поверхчости, определяемой профилем формующего стержня. Получать осесимметричные изделия 1 труоы) при помощи известного устройства невозможно.3 87202Силы внешнего трения со стороны боковых стенок устройства оказывают влияние на распределение плотности в изделии, т,е. обеспечивают неравномерное ее распределение. Кроме того, процесс формования осуществляется за четыре последовательных движения, что не только увеличивает время формования изделия, но и. существенно усложняет конструкцию устройства. Увеличивается также трудоемкость 1 О йзготовления, так как каждое из четырех движений требует затрат энергии. Следует также отметить, что данное устройство не позволяет вести процесс формования непрерывно, 15Цель изобретения - обеспечение непрерывности процесса, повышение его производительности и снижение трудоемкости.Указанная цель достигается тем, что устройство для формования длинномерных20 изделий из металлических порошков, преимущественно осесимметричных. изделий из труднсформуемых порошков сферической формы, включающее станину, бункер, пуансон со скошенными рабочими поверх 25 ностями, установленные с возможностью возвратнс-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формующий элемент, снабжено пьезокерамическим вибратором, сушильной печью, системой охлаждения и упругоэластичными30 прокладками, вибратор установлен на бункере, прокладки расположены между пуансонами, а внутренние поверхности пуансонов выполнены в виде тел вращения,На фиг, 1 показана схема устройства; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1.Оно состоит из бункера 1, пьезокерамического вибратора 2, установленного на бункере, станины 3, на которой расположены пуансоны 4, совершающие возврат .но-поступательное движение в горизонтальной плоскости, Внутренняя поверх ность пуансонов выполнена в форме тел вращения, Во внутренней полости пуансонов 4 соосно располагается формующий 45 элемент 5, который определяет форму. внутренней поверхности формуемого изделия. Снизу располагается сушильная печь 6, охлаждающая .система 7, состоящая из верхней и нижней частей. Для обеспе чения осесимметричной сплошной формы между пуансонами расположены упруго- эластичные прокладки 8, установленные в предварительно сжатом состоянии, чтобы исключить попадание порошка между пуан сонами в момент снятия внешней нагрузки. На поверхности упругоэластичных. прокладок выполнены цилиндрические отвер стия, чтобы обеспечить свободное прост 4ранство для их деформашщ при сжатии пуансонами.Отсутствие упругоэластичных прокладок не позволяет пуансонам перемешаться в радиальном направлении, т,е. не происходит процесс уплотнения порошка, Наличие же зазора между пуансонами вызывает попадание порошка между ними, При изготовлении устройства в начальный момент пуансоны устанавливаются с зазором, в который затем заливается жидкий полиуретан, обладающий большой адгезией к металлам, После полимеризации необходимо произвести совместную механическую обработку пуансонов и прокладок между ними. При этом в верхней части форма внутренней полости паунсонов выполняется конической, переходящей к низу в цилиндрическую поверхность определенной длины. В нижней части внутренней полости паунсоны имеют также коническую поверхность, неооходимую для предотвращения получения трещин при опускании сформованного изделия.В данном устройстве при формовании труб в силу замкнутости наружного контура отсутствуют силы трения, препятствующие движению порошка, т,е. плотность получается равномерной. При формовании длинномерных изделий равномерное распределение плотности достигается за счет прессования не во всем объеме изделия сразу, а последовательно, по частям, т.е. в данный момент времени происходит формование определенной части изделия.С целью увеличения текучести порошка в зазор между пуансонами и формующим элементом используется пьезокерамический вибратор, установленный на бункере. За счет волновых процессов, распространяющихся от поверхности бункера на порошок, происходит разрушение застойных зон в порошке и равномерное заполнение им внутренней полости между пуансонами и стержнем, что благоприятно сказывает ся на равномерном распределении плотности конечного изделия.Устройство работает следующим образом.1В бункер 1 загружается плакированный связкой (пульвербакелит,фенолформальдегидная смола) порошок, который за счет вибрации, создаваемой пьезокерамическим вибратором 2, поступает непрерывно в рабочую полость между пуансонами 4,При этом нижняя часть полости должна быть закрыта вначале вспомогательным материалом. При сжатии пуансонов от внешнего силового органа с усилием Р порошок ниже уровня А превращается в5 8720пористое изделие, обладающее определенной механической прочностью, Выше уровняА существенного уплотнения не происходит, этому способствует коническая псълость пуансонов, т.е, происходит формирование снизу определенной части изделия.При движении пуансонов в обратном направлении между уплотненным иэделием, имеющим форму конуса, переходящего в: ци-линдр, и внутренней поверхностью пуансонов образуется зазор. Поэтому изделиесовместное с элементом 5 под действиемсил тяжести перемешается вниз увлекая.сверху из бункера свежую порцию порошка,К пуансонам снова прикладываегся нагрузкаи цикл прессования повторяется. При многократном силовом воздействии, по мере опускания изделия вниз, Формируется вся его длина, Уплотненная на элементе часть изделиявместе с ним проходит через верхнюю 20часть охлаждающей системы 7, котораяпрепятствует распросграненщо тепла огсушильной печи и, как следствие, приклеиванию частиц порошка к пуансонам в зонедеформации. По мере опускания определен- ь.ной части иэделия в сушильной печи 6при Т 150-200 С происходит склеивание частиц порошка между собой. Нижняячасть охлаждающей системы обеспечивает охлаждение определенной части изделия и достижение требуемой прочностии транспортабельности,Данное устройство может быть использовано для формования изделий из порош 35 ков, частицы которого имеют развитую форму поверхности. В этом случае отпадаетнеобходимость использования верхней и нижней охлаждающей системы, а также сушильной печи.40Применение предлагаемого устройства позволяет изготовлять длинномерные полые и сплошные изделия из трудноформуемых 29 6порошков сферической формы непрерывным способом с равномерным распределениемплотности по длине, увеличить производительность труда, уменьшить трудоемкость изготовления.Годовая экономия от внедрения Э: (с., - С) Н = 5,71 х 10000 = 57 100 р., где (С- С ) - разность себестоимости от внедрения и после внедрении, Н - годовая программа. формула изобретения Устройство для формования длинномер, ных полых изделий иэ металлических порошков, преимушес твенно осесимметричных изделий из трудноформуемых порош-.ков сферической формы, включающее станину, бункер, пуансоны со скошеннымырабочими поверхностями, установленныес возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формующий элемент,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, сцелью обеспечения непрерывности процесса, повышения его производительности иснижения трудоемкости, оно снабжено.пьезокерамическим вибратором, сушильной печью, системой охлаждения и упругоэластичными прокладками, вибратор установлен на бункере, прокладки расположенымежду пуансонами, а внутренние поверх-.ности пуансонов выполнены в виде телвращения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Дж В, Д. Основ порметаллургии, Свойства и применение порошковых материалов. М., "Мир", 1965,с, 327-329,2. Авторское свидетельство СССР557875, .кл. В 22 Р 3/02, 1975.872029 писное аснар г.Г ВНИИПИТираж Филиал ППП Патент",г.Ужгород,ул, Проектная,4 о ФормоЮаиию