Способ прессования металлического порошка и прессформа для его осуществления

Союз СоветскикСоциалистическииРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 891216(51)М. Кд, В 22 Г 3/02 1 осударствеииый комитет СССР по делаи изооретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА И ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования металлического порошка и пресс-формам для осуществления процесса прессования.Известен способ прессования изделий сложной формы из металлического порошка, предусматривающий уплотнение последнего в пресс-форме сложными пуансонами при передаче усилия раздельно на смежные цилиндрические объемы. Пресс-форма для осуществления дан- ного способа содержит матрицу и составной пуансон, части которого перемещаются относительно друг друга на разную глубину 1.13,Недостатками данного способа и устройства для его осуществления является необходимость использования больших усилий прессования, невозможность изготовления деталей сколько угодно больших размеров, невозможность прессования микрообъемов с от.личной от кольца поверхностью, обязательность использования стандартного оборудованияпрессов), малаяпроизводительность устройства, отсутствие возможности создания у деталей выступов:и впадин различной,формы и невозможность создания высокой уплотняемости порошка,Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности является способ прессования металлического порошка, включающий последовательное уплотнение отдельных микрообъемов порошка в желобчатой матрице обжатием скошенным пуансоном, создающим плавный переход от уплотненного объема к неуплотненному. Способ позволяет снизить усилиепрессования и обеспечивает формова891216 30 Э 5 ние качественных длинномерных иэделий 12 .Недостатком этого способа является ограниченность его применения -только дпя прессования изделий простой конфигурации.Кроме того, процесс прессованияскошенным пуансоном происходит медленнее и не всегда является эффективным для создания условий снижения 1 Оусилия прессования при сохранениивысокой плотности прессуемых изделий,Цель изобретения - повышение эффективности процесса и расширения15его технологических возможностей.Поставленная цель достигаетсятем, что н способе прессования металлического порошка, включающем последовательное уплотнение отдельныхмикрообъемоЪ порошка, уплотнение мик- .рообъемов проводят в замкнутой по,периметру прессуемого иэделия матрице путем передачи усилия прессованияна площадь основания каждого микрообъема, определяемую из соотношения где 5 - площадь единичного микрообъема;Р - усилие, передающего на верхний пуансон давление инструмента;Р - оптимальное давление прессования.Для осуществления способа предложена также пресс-форма, которая отличается от известной, содержащей матрицу, верхний и нижний пуансоны, тем что она снабжена катком и40)верхний пуансон выполнен с вертикальными отверстиями и снабжен установленными в последних с возможностью независимого возвратно-поступательного осевого перемещения иглами, при чем нижняя часть каждой из игл выполнена н виде платформы, а верхняя в виде полукруглой головки, взаимодействующей с катком. 50Существо способа заключается н том, что прессонание порошка ведут н матрице пресс-Формы, замкнутой по ,периметру прессуемого изделия. Площадь основания у прессуемого микро объема не должна быть меньше или больше значения, определенного из указанного выше соотношения,При увеличении площади платформыиглы, а в соответствии с этим площади основания уплотняемого микрообьема, снижается давление прессования,вызывая уменьшение эффективностиуплотнения каждого микрообъема.На фиг. 1 изображена пресс-форма,общий вид; на фиг. 2 - игла, общийвид,Пресс-форма включает каток 1,верхний пуансон 2, н котором выполнены продольные отверстия. В последних установлены с возможностьюнезависимого возвратно-поступательного осевого перемещения иглы 3.Прессонание проводят и матрице 4,замкнутой по периметру прессуемогоизделия, снабженной. нижним пуансоном 5, Верхние концы игл выполненыв виде полукруглых головок 6, подкоторыми над корпусом верхнего пуансона размещены пружины 7. Нижняячасть каждой из игл выполнена в видеплощадки 8, которая может иметьразличную конфигурацию, головки иплощадки соединены между собой што.ком 9. Реализация способа и работа устройства осуществляются следующим образом.В матрицу 4 пресс-формы помещают нижний пуансон 5, загружают металлический порошок 10, после этого вставляют составной верхний пуансон 2. При этом иглы 3 пуансона находятся и поднятом состоянии.После полной сборки пресс-формы ее помещают в рабочее пространство прессующего узла под нагружающий каток 1, который при постоянной нагрузке совершает вращательное или нозвратно-поступательное движение, при этом вдавливая иглы в уплотняемый порошок. После того как каток переместится к последующим иглам и снимет нагрузку с предыдущих, последние под действием упругой силы пружины возвращаются в исходное состояние, По окончании первого цикла прессования происходит уплотнение порошка по всей площади, что приводит к уменьшению его объема и, как следствие, к перемещению сложного пуансона вниз. Это, н свою очередь, приводит к соприкосновению поднятых игл с поверхностью порошка, после чего процесс прессования может быть возобновлен.891216 блий, снижения расхода металла, увеличения производительности труда, уменьшения расхода электроэнергии и высвобождения людских ресурсов. Формула изобретения Так, при пессовании кольца площадью 1500 мм и оптимальном давлении - 5 т/см необходимо усилиеЯпресса равное 75 т, использование предлагаемого способа и устройства с площадью иглы в 25 мм позволяет изготовить эту деталь при усилии прессования, равном - 1,25 т.Кроме того, предлагаемый способ и устройство позволяют изготавливать детали, не имеющие ограничений по размерам прессования при постоянном усилии прессования, которое может составлять 1,0-1,5 т. Это достигается тем, что в зависимости от размеров сложного пуансона (или детали) увеличивается ипи уменьшается количество прессуемых микрообьемов и,соответственно, игл, количество которых определяется соотно- шением 1. Способ прессования металлического порошка, включающийпоследовательное уплотнение отдельных микро" объемов порошка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса и расширения его технологических возможностей, уплотнение микрообъемов проводят в замкнутой по периметру прессуемого изделия матрице путем передачи усилия прессования на площадь основания каждого микрообъема, определяемую из соотношенияю: 1О,)р 1 где и - количество игл;Р оптимальное давление прессования;Я - площадь основания лрессуемойдетали;1 - усилие катка.Вместе с тем, использование предлагаемого способа прессования и устройства для его осуществления позволяет получить высокие давления при прессовании порошков, что создает условия для изготовления беспористых деталей и деталей с улучшенными металло-физическими свойствами за счет поверхностного упрочнения и пластической деформации материала по всему объему детали.Предлагаемое техническое решение позволяет создавать высокоэффективные малогабаритные недорогостоящие установки (настольного варианта) для изготовления деталей методом порошковой металлургии.Предлагаемый экономический эффект от внедрения данного изобретения в различных отраслях промышленности может составить 10-15 млн. руб. в год за счет снижения себестоимости оборудования, высвобождения полезных площадей, повышения качества изделий, расширения номенклатуры изде 5=0,8 -0,9) 1=1 Р,где Я - площадь единичного микрообьема;Р - усилие, передающего давлениена верхний пуансон инструмента;Р - оптимальное давление прессования.2. Пресс-форма для осуществленияспособа по и. 1, содержащая матрицу,верхний и нижний пуансоны, о т -Зф л и ч а ю щ а я с я тем, что онаснабжена катком и верхний пуансонвыполнен с вертикальными отверстиями и снабжен установленными в последних с возможностью независимо 4 ф го возвратно-поступательного осевого перемещения иглами, причем нижняя часть каждой из игл выполненав виде платформы, а верхняя в видеполукруглой головки, взаимодейст 45 вующей с катком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ермаков С.С, и Вязников Н.ф.Металлокерамические детали в машиностроении. Л "Машиностроение",1975, с. 28-36.2. Радомысельский И Д. и дрПресс-формы для порошковой металлургии. Киев, "Техника", 1970, с, 36.