Способ формования изделий из порошка

О П И С А Н И Е п)933260ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик/22-02 2 Р 3/18 соединением заявки3 Ъеударетеенный квинте Пр ет етень21 но делам нэобретенн н открытнй(71) Заявитель рдена Трудового Красног олитехнический институт ЛИЙ ИЗ ПОРОШКА СОБ ФОРМОВАН оследнего после прок удаленики 2 1. оляет формовать издефитовых материалов,известного способачто он не обеспечиве тонких, толщиной по Спосо лия из у Недос состоит ет изготто ом лен Изобретение относится к порошк вой металлургии,Известен способ формования порошкообразных материалов, включающий зазасыпку порошка в желоб и прокаткупоследнего вместе с содержимым в валках 1 11,Недостаток этого способа - чрезмерное отставание порошка в процессе формования, что приводит к неоднородности свойств прокатанногопластичного материала и к образованию трещин при изготовлении изделий из хрупких материалов.Наиболее близким к предложенному по техническсй сущности и достигаемому эффекту является способ формования изделий из порошка, вклюцаеций засыпку порошка в желоб, укладывание на порошок жесткого формующего элемента, подачу желоба в.валки, прокатку через формующий элемент и удаление желоба в валки,прокатку через формующий элемент и до 3 мм, пластин из порошков хруп-.ких материалов без применения связующего вещества. Способ воспроизводит процесс прокатки в валках бес конецно большего радиуса. Но в очаге уплотнения и деформации имеютсязона отставания и зона опережения.В последней линейная скорость 5уплотняемого материала превышает окружную скорость валков. В то же время реборды желоба,защемляя формуемую заготовку, пре пятстствуют ее относительному перемещению по несущей плоскости самого желоба, линейная скорость которого и, следовательно, порошка, контактирующего с этой плоско 933260.стью, равна окружной скорости валков. Таким образом, в очаге уплотнения и деформации скорость порошка, контактирующего с формующим элементом, больше скорости .уплотняемого материала, примыкающего к несущей ,плоскости желоба, Это различие в скорости приводит к возникновению растягивающих напряжений в объеме порошковой заготовки, которые ввиду незначительной пластичности порошка и малой толщины формуемых пластин обуславливают образование в прокате поперечных трещин, что снижает качество получаемых изделий.Целью изобретения является повышение качества пластин, преимущественно из хрупких сыпучих материалов, без применения связующего вещества при равномерном распределении плотности по их объему.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе формования изделий из порошка, включающем засыпку порошка в желоб, укладывание на порошок формующего элемента и прокатку, формующий элемент берут в виде эластичного материала, прокатку осуществляют в несколько проходов с относительным обжатием за каждый проход, не превышающим 0,1, при изменении направления прокатки после каждого обжатия на противоположное. Прокатку за каждый проход проводят с относительным обжатием 0,02- 0,1В процессе прокатки порошка в желобе через эластичный формующий эле" мент, например полиуретановую пластину, происходит значительное умень" шение нейтрального угла и, следовательно, величины опережения, что вызывает уменьшение растягивающих напряжений в уплотняемом материале. Это связано с тем, цто в зоне выхода формующего элемента из валков в процессе прокатки происходит упругое восстановление первоначальных размеров элемента. Благодаря этому значительно увеличивается протяженность очага уплотнения и дефор мации за нейтральным сечением на выходе из валков и создается резерв сил трения, действующих на уплотняемый порошок в направлении, про тивоположном прокатке, Действие резервных сил трения приводит к 5 10 15 20 25 30 35 ао 45 50 55 нарушению энергетического равновесия в очаге уплотнения и деформации, которое в соответствии с законом сохранения энергии тотчас жевосстанавливается уменьшением нейтрального угла, являющегося регулятором энергетического баланса процесса прокатки, Благодаря этомупроисходит уменьшение величины опережения и снижается скорость частиц порошка, контактирующих г, формующим элементом в зоне опережения,цто обуславливает уменьшение растягивающих напряжений в формуемойпластинеТаким образом, прокаткас эластичным элементом аналогичнапо условиям формования прокатке спередним подпором, также обеспечивающим уменьшение нейтрального угла.Величину изменения нейтрального угла можно регулировать в зависимостиот толщины и жесткости эластичногоформующего элемента, которые подбираются в каждом конкретном случаеэкспериментально,Прокатка в несколько проходов с малами относительными обжатиями и периодическим изменением ее направления обеспечивает многократное перераспределение частиц формуемого порошка при незначительном их перемещении за каждое обжатие. Относительное обжатие, превышающее 0,1, приводит к образованию трещин в изделиях формуемых из малопластичных порошков Возникновение этих трещин связано со значительным относительным перемещением частиц формуемого порошка,которое недопустимо при уплотнении хрупких материалов. Прокатка порошка с относительным обжатием за каждый проход ниже, цем 0,02 нецелесообразна, так как в этом слуцае для получения тонких пластин требуется неоправданно большое количество проходов (100 и более), и необходимо изготовление специального прокатного оборудования, позволяющего изменять абсолютное обжатие в пределах сотых долей миллиметра. Кроме того, изменение направления прокатки порошка в каждом последующем ее проходе обеспечивает также периодическое перераспределение . внутренних сил, действующих в формуемом иэделии, что препятствует развитию микротрещин и способствует залечиванию их.933260 5Величина относительного обжатия порошка и, следовательно, количество переходов прокатки подбираются экспериментально для каждого конкретного порошкового материала в зависимости от размеров формуемой пластины, размеров и жесткости эластичного формуемого элемента.П р и м е р 1. Порошок, содержащий, вес.Ф: РЬО 65;2 г 020,2;Т 1011,4; 1 О Вь 01; 2 пО 0,5; Ип 00,3;ЬгО 1,6. засыпали в желоб, разравнивали, накрывали полиуретановой пластиной толщиной 8 мм, Затем желоб подавали в валки диаметром 198 мм и прокатыва ли эа 14 проходов. Скорость прокат-. ки составила 0,03 мlс, а оптимальное относительное обжатие за каждый про" ход .=0,08, где д 11 - абсолютноедИизмерение толщины формуемой пластины 20 в данныи проход прокатки; 11 -толщина формуемой пластины после прокатки в этот же проход. После каждого обжа/ тия желоб поворачивали в плоскостиопрокатки на 180 и подавали в вал ки противоположной стороной. В результате многократной прокатки с малыми относительными обжатиями получена пластина с размерами 400 х 80 х х 2,5 мм и общей относительной плот- уо ностью 863. Колебание плотности по объему пластины составило.3. При формовании пластин с относительным обжатием 0,11 в 15/ сформованных изделий были обнаружены трещины. Прокатка с относительным обжатием эа каждый проход 0,02 была осуществлена за 83 прохода, а распределение плотности по объему изделий и их относительная пористость практически не изменились по сравнению с формованием при оптимальном относительном обжатии. При формовании пластин таких жеразмеров известным способом все пластины были с поперечными трещинами,Но при введении в шихту в качествесвязующего вещества 4." поливинилового спирта были изготовлены пластиныбез трещин с общей относительнойплотностью 854 и колебанием плотности по объему сформованной пластины83,11 олученные пластины используютсяч55после спекания и дальнеишеи технологической обработки в качестве фильтров акустических волн в радиоэлектронной промышленности,6П р и м е р 2. Проведено формование пластин с размерами 400 х 80 х х 2,5 мм из порошка титана, Порошок прокатывали в изделие эа 23 прохода с относительным обжатием в каждый проход 0,06. Общая относительная плостность сформованной пластины составила 774. Колебание плотности по объему пластины не превышало 41.При формовании таких же пластин известным способом около 30/ полученных изделий были с поперечными трещинами. Использование предложенного способа обеспечивает получение тонких плас. тин из порошков хрупких материалов без применения связующего вещества при равномерном распределении плотности по их объему за счет значительного уменьшения растягивающих напряжений в формуемом порошке и устранения трещинообразования при формовании таких пластин, осуществления небольших многократных перемещений частиц порошка в очаге уплотнения и деформации, не вызывающих нарушения сплошности уплотняемого порошка при малых относительных обжатиях,а также благодаря эалечиванию и пре дотвращению развития микротрещин при прокатке с периодическим изменением ее направления.формование пластин без связующего вещества значительно повышает эксплуатационные характеристики конечного изделия. формула изобретения 1. Способ формования иэделий изпорошка, преимущественно пластин изхрупких материалов, включающий засыпку порошка в желоб, укладываниена порошок формующего элемента и прокатку, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества пластин, формующий элемент берутв виде эластичного материала, прокатку осуществляют в несколько проходов с относительным обжатием эакаждый проход, не превышающим 0,1,при изменении направления прокаткипосле каждого обжатия на противоположное,2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем,что прокатку эа кажСоставитель Л, ГамаюноваТехред А. Бабинец Корректор М, Шароши Редактор С. Титова Тйраж 852ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,. -35, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 4017 Л 3 ПодписноещщУфилиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная,7 9332дый проход проводят с относительным 1обжатием 0,02"0,1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 60 8 1, Патент США Йф 3731050,кл, 219-149, 1973. 2, Авторское свидетельство СССР М 626887,кл,8 22 Г 3/18,1977(прототип) .