Матричный блок для прессования изделий из гранул в контейнере

(Э ПП ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК. ф 9 С 25 08 1 С 250 КОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙРС ТВЕНДМ ИЗОБ УД П ОПИСАНИ БРЕ ЬСТВУ В 33В.Н.Корниловоденко,марев рдена Трудовогоститут цветных ининаОбраниевых1980,(56ботсплС1. Сев адавле вов. М.30.Авт денко В.П. ем гранул алюми "Металлурги оркл(71) КрасноярскийКрасного Знамени иметаллов им.М.И.Ка(54)(57) МАТРИЧНЫЙ БЛОК ДЛЯ ПРЕССО. ВАНИЯ ИЭДЕЛИЙ ИЭ ГРАНУЛ В КОНТЕЙНЕРЕ,.содержащий обойму с выполненной в ней камерой сварки и размещен,ные в обойме матрицу с калибрующим пояском и диафрагму, отделяющую камеру сварки от полости контейнера, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения механических свойств изделий путем повышения интенсивности обновления контактных поверхностей гранул, диафрагма выполнена из двух секторов трапецие- видной формы, расположенных в обойме, .на равном расстоянии от ее оси, а поперечное сечение камеры сварки выполнено в виде симметрично усечен- Е ной с двух противоположных сторон окружности.1039 б 04 ме сх ля то 5Изобретение относится к областиобработки металлов давлением, точнеек прессованию металлов со сваркой вочаге пластической деформации иможет быть использовано для прессования изделий иэ сыпучих металлических материалов (гранул, порошкови т.д.),Получение изделий из гранул основано на их сварке при совместнойпластической. деформации. Известно, 10что основным параметром, определяющим качество сварки является сте. пень обновления контактной поверхности, под которой понимается отношение конечной площади контактапосле сварки к исходной площади контакта до сваркиИзвестна матрица с калибрующимотверстием, которая позволяет получать прессованные изделия из гранул 20с достаточно высокими механическимисвойствами 1 .Однако процесс прессования характеризуется неравномерностью распределения по сечению прутка сдвиговыхдеформаций, что вызывает неравномер. -ность распределения по сечению прутка степени обновления поверхностигранул и в конечном счете отражаетсяна характере распределения послойнойпрочности схватывания гранул в прес 30сованных изделиях. Для достижениянеобходимой степени обновления поверхности гранул, особенно в центральныхслоях, требуются значительные степе-.ни деформации, достигающие 98 (коэффициент вытяжки более 40),Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является матричныйблок для прессования профилей, предназначенный для осуществления непрерывного прессования изделий из слитков (прессование беэ пресс-остатка)со сваркой их торцов в очаге деформа"ции за счет схватывания металлов, так 45как прессование без пресс-остаткачерез обычную матрицу не обеспечивает прочной сварки торцов соединяемях слитков, который состоит из матрицы с калибрующим отверстием и матричной обоймы с.камерой сварки, отделенной от контейнера кольцевойдиафрагмой, Для обеспечения прочнойсварки однородных соединяемых металлов в известном устройстве предусмотрено три очага деформации: очаг деформации первой вытяжки, камера сварки й очаг деформации второй вытяжки(профилирующая матрица). Основнымэлементом устройства, интенсифицирующим сварку металла, является камера 60сварки, представляющая собой расширяющуюся от кольцевой диафрагмы камеру, которая обеспечивает растекание металла торцов слитков и вызывае обнажение ювенильных поверхностей 65 талла, склонных к повышенномуватыванию 2 3.Таким образом, изобретение позво.ет интенсифицировать схватываниелько торцовых поверхностей слитков. Оно может быть использованодля прессования изделий из гранул.Однако недостаточная интенсивностьобновления поверхности гранул, особенно в центральных слоях, и большиеудельные усилия делают зто устройство неэффективным для получения изгранул пресс-изделий с высокими механическими свойствами,Цель изобретения - повышение механических свойств прессовок из гранулпутем повышения интенсивности обновления контактной поверхности гранул.Укаэанная цель достигается тем,что в матричном блоке для прессования, содержащем обойму с выполненнойв ней камерой сварки и размещенныев обойме матрицу с калибрующим пояском и диафрагму, отделяющую камерусварки от полости контейнера, диафрагма выполнена из двух секторовтрапециевидной формы, расположенныхв обойме, на равном расстоянии от ееоси, а поперечное сечение камерысварки выполнено в виде симметричноусеченной с двух поотивоположныхсторон окружносТи.Интенсификация обновления поверхности гранул осуществляется за счеттого, что сложная Форма плоскости.образованная секторной диафрагмой,вызывает значительное оазличие вскоростях движения потоков гоанулпосечению поессуемого изделия.В то же время эти потоки подвергаются различной, деформации, а следовательно, и различной степени обновления поверхности гранул. Так, дляцентрального потока металла, проходящего через наиболее узкую частьполости, образованную секторнойдиафрагмой, интенсивность деформации, а следовательно, и степеньобновления поверхности гранул будетмаксимальная, а скорость его движения минимальной. В то же время дляпотока металла гранул, проходящихчерез боковые широкие части полости,прилегающие к стенкам контейнера,скОрость движения возрастает, аинтенсивность деформации снижается.Разница в скоростях движения потоков металла гранул приводит к возникновению сдвиговых деформаций повсему сечению полости диафрагмы,причем закономерность распределениясдвиговых деформаций носит обратныйхарактер к распределению деформацийсдвига при истечении из камеры сарки через профильную матрицу, Следующая стадия обновления контактнойповерхности металла гранул централь-ного потока обеспечивается при дефор1039604 1мации его в камере сварки под воздействием более быстрого течения боковых потоков металла иь широких частей полости диафрагмы, чем центрального потока металла Окончательное формирование необходимого профиля изделия происходит в калибрующем отверстии матрицы.На фиг, 1 и 2 изображен матричный блок для прессования изделий из гранул в двух проекциях; на Фиг. 3- разрез А-А на фиг. 1.Блок состоит из матрицы 1 с калиб рующим отверстием, матричной обоймы 2 с камерой сварки, двумя секторами диафрагмы 3 и контейнера 4.Устройство работает следующим образом.Гранулы, предварительно уплотненные в контейнере 4 проходят через секторную диафрагму 3, образующую полость сложного профиля, где получают различную степень обновления поверхности. В центральной части полости диафрагмы 3 обновление поверхности гранул будет наибольшим, так как степень деформации гранул имеет здесь наибольшее значение, Степень обновления поверхности гранул в расширенной части диафрагмы 3 уменьшается, что вызвано уменьшением степени деформации. В то же время скорость центрального потока металла гранул, проходящего через узкую центральную чать полости диафрагмы 3, минимальна и по мере увеличения ширины полости диафрагмы 3 скорость потока металла гранул возрастает. Разница р скоростях движения потоков металла гранул вызывает сдвиговые деформации, увеличивающиеся от периферии к центру. Предварительно сваренные гранулы центрального потока металла, попадая в камеру сварки матричной обоймы 2, оказываются под воздействием быстро движущихся боковых потоков металла и расстекаются в радиальном направлении под узкой частью секторной диафрагмы 3. Это вносит дополнительный вклад в обновление контактной поверхности гранул центрального потока металла. Сваренные таким образом гранулы получают окон. чательную форму профиля при истечении металла через полость матрицы.Таким образом конструкция матрицы позволяет внести в центральные слои значительную деформацию сдвига и осадки, которые увеличивают степень обновления поверхности гранул и повышают механические свойства прес-. сованнйх иэделий из гранул.В качестве примера приведены . результаты прессования прутков из гранул сплавов АМЦ и Д 16 (механические свойства и силовой режим) через матрицу предлагаемой конструк-ции. Д ля сравнения гранулы сплавов. - АМЦ и Д 16 также прессуют через плос-,кую матрицу 1 и известный блок л дляпрессования, Прессование производилина вертикальном гидравлическом прессе усилием 100 тс с коэффициентомвытяжки 7, 19, 31. Температура нагрева перед прессованием для гранулсплава Д 16 450 С, а для сплаваАМЦ - 400 С. Температура нагрева кон10 тейнера соответственно 430 и 380 С.Усилие прессования фиксировалось месдозой,Из прутков, отпрессованных изгранчл сплавов АМЦ и Д 16, через15 матрицы различной конструкции выре.зали образцы для испытания на растяжение, В табл. 1 приведены механические .свойства прутков, отпрессованных из гранул сплава АМЦ через.0 матричный блок данной конструкциии инструментальный блок (прототип).В табл. 2 приведены сравнительные данные энергосилового режимапрессования гранул сплава АМЦ черезд матрицы различной конструкции.Гранулы сплава Д 16 через блок Потпрессовать не удалось ввиду больших удельных усилий.В табл, 3 приведены механические0 свойства прутков, отпрессованныхиэ гранул сплава Д 16 через матричныйблок данной конструкции.Ниже приведены сравнительныеданные энергосилового режима прессования гранул сплава Д 16 через матЗ 5 ричный блок данной конструкции иплоскую матрицу 1 .Коэффициент По данномувытяжки изобретению40 62,019 68,031 76,0Иэ данных табл, 1, 3 видно, что,наилучшие механические свойствапрессованных прутков из гранул сплава АМЦ и Д 16 достигаются при прес,совании через матрицу по данномуизобретению.Сравнительные данные силовогорежима показывают, что для прессования через матричный блок данной конструкции требуются удельные давления на 12-.13 выше, чем при прессовании через плоскую матрицу, в товремя как при прессовании черезблок Й удельное давление на пуансонена 100 (табл. 2) превышает удельное давление, необходимое для прессования через плоскую матрицу 1.Таким образом, матричный блок данбО ной конструкции позволяет значитель;но улучшить механические свойства;прессованных иэделий иэ гранул алюниевых сплавов, Предел прочности1039604 Таблица 1 Конструкция матрицы юатэтааюэй Предложенная д,6 в кгс/мм19,0 24,5 24,5 18,3 20,2 31,2 29,0 21,3 19 31,8 20,4 21,5 31 Таблица 2 Юонструкция матрицы Предложенная Давление на пуансоне, кгс/мм 85,0 52,0 19 31 Таблица 3 По изобретению кгс/мм 39,5 41,0 1915,5 43,6 16,3 Коэффициентвытяжки Коэффициентвытяжки Коэффициентвытяжки,Ю. Макаренко антвч Подпис Заказ 6 ород Проектная,Составиедактор О. Колесникова Техред 9/8 Тираж 81 ВНИИПИ Государственн по дела, изобретены 113035, Москва, Ж"35, У 1.иал ППП "Патентф, г. го комитет .",и открыти ушская наб а СССРид. 4/5