Способ прессования трубчатых изделий из порошка и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХООЗВУИРМЕВИКРЕСПУБЛИК 09 (И),уу В 22 Р 3/02 / И 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ юл, 93 ко, Л.С.Бо ут ордена Тру попитехнич инский свогоский 88)свидетель3 Р 3/02,видетельст2 Р 3/02,тво ССС977,о СССР973. я силовых ания, между и втулки од давлеидкостиемещением втулки. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ ПОРОИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО,ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1, Способ прессования трубчатых изделий нз порошка, включавший радиальное уплотнение порошка чере упругоэластичную среду путем относительного перемецения конического рабочего инструмента и эластичной втулки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сниженизатрат на процесс прессовповерхностями инструментаподают рабочую жидкость п,нием, причем давление в жсоздают относительным перинструмента и эластичной106 8227 2. Устройство для прессования трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводом перемещения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, оно снабжено уплотнениями, расположенными между сопрягающимися поверхностями матрицы, втулки и протяжки,.а втулка, протяжка и матрица установлены с кольцевыми зазорами для засыпки порошка и для размещения рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечения зазора для размещения жидкости на 80-100 боль 1Изобретение относится к порошко.вой металлургии, в частности к изготовлению длинномерных трубчатыхиэделий иэ металлического порошка.Известен способ прессования трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошкапри помощи профилирован",ой прошивки, перемещаемой вдоль оси порошковой заготовки 1.Известно также устройство дляосуществления данного способа, содержащее матрицу и рабочий инструмент, выполненный в виде прошивки,состоящей из направляющей, рабочейи калибрующей частей, и установленный внутри матрицы с воэможностьюосевого перемещения 1 ,К недостаткам данного изобретения относится низкое качество полученных трубчатых изделий, обусловленное наличие высокого коэффициента трения между поверхностью инструмента н порошковыми частицами, чтовызывает снижение плотности спрессованных заготовок,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способпрессования трубчатых изделий иэпорошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительногоперемещения конического рабочегоинструмента и эластичной втулки 23.Наиболее близким к изобретениюустройством для осуществления известного способа по техническойсущности и достигаемому результатуявляется устройство для прессованиятрубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу,эласше разности площадей поперечногосечения зазора для засыпки порошкаи готового изделия.3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рабочийинструмент выполнен в виде формующейдюэы, закрепленной на матрице, апротяжка снабжена хвостовиком ипоршнем с уплотнениями,4. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочий инструмент выполнен в виде прошивки, формувщая коническая часть который расположена на поверхности протяжки, а матрица снабжена поддоном и крышкой с центральными отверстиями и уплотнениями. 2тичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочийинструмент и центральную протяжку сприводом перемещения Г 2,5 К недостатку известного изобретения относится наличие высоких сило"вых затрат на процесс прессования.Кроме того, имеет место неравномерное распределение плотности по дли 10 не спрессованного изделия.Целью изобретения является снижение силовых затрат на процесс прессования,Для достижения укаэанной цели15 согласно способу пре ссов ания трубч а"ттых изделий из порошка, включающемурадиальное уплотнение порошка черезупругоэластичную среду путем относительного перемещения коническогорабочего инструмента и эластичной2 О втулки, между поверхностями инструмеНта и втулки подают рабочую жидкость под давлением, причем давление в жидкости создают относительнымперемещением инструмента и эластич-,25 ной втулки.Устройство для прессования трубчатых иэделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости30 матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводои перемещения, снабжено уплотнениями, расположенными между сопрягающимися.поверхностями матрицы,35 втулки и протяжки, а втулка, протяж-.ка и матрица установлены с кольцевыми зазорами для засыпки порошка, идля размещения рабочей жидкости, при"чем площадь поперечного сечениязазора для размещения жидкости на80-100 больше разности площадей10 б 8227поперечного сечения зазора для за" щий режим жидкостного трения в просыпки порошка и готового изделия, цессе протягивания эластичной втулРабочий инструмент выполнен в ки 3. Слишком большая величина завиде формующей дюзы, закрепленной зора (более 100вызовет значитель на матрице, а протяжка снабжена ные усилия протягивания, связанные хвостовиком и поршнем с уплотнения как с самим процессом протягиванияэластичной втулки 3, так и с необРабочий инструмент выполнен в ходимостью сжатия жидкости, находя- виде прошивки, формующая коническая щейся в зазоре в большом количестчасть которой расположена на поверх- ве. На хвостовике протяжки 2 установ- ности протяжки, а матрица снабжена 1 О лен поршень 5, наружный диаметр коподдоном и крышкой с центральными торого равен диаметру полости матриотверстиями и уплотнениями, цы 1. Поршень 5 снабжен набором упНа фиг. 1 показана схема устрой- лотнений б., размещенных между его ства для прессования трубчатых из- бокбвой поверхностью и внутренней делий для случая выполнения рабоче поверхностью матрицы а также его го инструмента в виде конической торцовыми поверхностями и эластич" дюзы; на,фиг. 2 - то же, для случая ной втулки 3. Полость между втулкой выполнения рабочего инструмента в 3 и протяжкой 2 заполнена порошком, виде прошивки, а зазор между втулкой 2 и матрицейСпособ осуществляют следующим 1 - жидкостью. Расположение уплотнеобразом.20ний б обеспечивает удержание жидПорошок загружают в кольцевой кости в системе, а также предохранязазор пресс-формы, а в зазор, рас- ет порошок от его попадания. Протяжположенный между рабочим инструмен- ка центрируется относительно втулки том и упругоэластичной втулкой, за упругоэластичными опорными шайбаливают рабочую жидкость, например.25ми 7. Все устройство установлено воду, после чего осуществляют ра- в планшайбе 8 протяжного станка, явдиальное уплотнение порошка путем ляющегося приводом протяжки 2, и относительного перемещения рабоче- центрируется там конической дюзой 4, го инструмента и втулки, создавая Устройство работает следующим при этом давление в жидкости. После ЗО образом.завершения процесса прессования В полость эластичной втулки 3 усосуществляют разборку пресс-формы танавливают протяжку 2 с поршнем 5 и извлечение спрессованного трубча- . снабженным уплотнениями б. Протяжку того изделия, центрируют относительно втулки 3В устройстве для осуществления 35 опорной шайбой 7, а в кольцевое про" предлагаемого способа случай вы- странство между протяжкой 2 и втулполнения рабочего инструмента в ви- кой 3 засыпают порошок. Сборку усде конической дюзы рассмотрен как танавливают в полость матрицы 1, а вариант 1 (Фиг. 1), а случай вы- в зазор между втулкой 3 и матрицей полнения рабочего инструмента в ви О заливают рабочую жидкость, Сверху де прошивки - как вариант 2 (фиг,2) . на матрице 1 размещают формующуюПо первому варианту устройство дюзу 4, и все устройство устанавлисодержит матрицу 1, протяжку 2 с вают в ланшайбе 8 протяжного станхвостовиком (не показан) и упруго- ка. Жидкость в первоначальный моэластичную втулку 3, установленную 45 мент удерживается в системе поршнем с зазором в полости матрицы 1. Ве и уплотнениями б с одной стороны личина зазора выбрана такой, чтобы и конической дюзой 4 - с другой. Под при создании давления в жидкости, . действием усилия протяжного станка находящейся в зазоре, в процессе протяжка 2 перемещается и проталкиотносительного перемещения формую 50вает эластичную втулку 3 заполненщей дюзы 4 и эластичной втулки 3 ную порошком, через Формующую дюзуФ было возможным полное исключение 4. С момента начала прохождения контакта между перемещающимися по- эластичной втулки через дюзу под верхностями в области конического действием поршня 5 происходит сжатие профиля рабочего инструмента в ре- жидкости в зазоре, в результате зультате попадания на этот участок 55 чего идет процесс гидростатического жидкости под давлением. При малой ррдиальиого обжатия эластичной величине зазора (меньше 80) и, втулки 3 по всей ее длине, что вы" следовательно, малом количестве жид- зывает предварительную подпрессовку кости невозможно создать гидроста- порошка. Окончательная допрессовка тическое давление, необходимое для бО происходит при прохождении втулки 3 деформирования толстостенной элас- , через дюзу. При этом жидкость, тичной втулки, Кроме того, в этом удерживаемая в системе уплотнениями случае на коническом профиле инстру- б, предохраняющими от попадания ее мента невозможно получить достаточ-, в порошок, а также от выхода в напный гидродинамический напор, создаю, равлении противоположном протягива 1068227нию, выдавливается на конический проФиль формующей дюзы 4, создавая тамрежим жидкостного трения, а такжеэффект дополнительного обжатиявтулки 3, После прохождения эластичной втулки З.через Формующую,дюзу 4 5протяжной станок останавливают, устройство извлекают из планшайбы иразбирают,По второму варианту устройствосодержит матрицу 1, протяжку 2, упругоэластичную втулку 3, размещен ную в полости матрицы и центрируемую там упругоэластичными шайбами 7..В, полости втулки 3 установлена прошивка 9, Формующая коническая 15часть которой расположена на поверхности протяжки 2. При этом направляющая часть прошивки имеет диаметр,равный диаметру протяжки и меньшийвнутреннего диаметра эластичной 20втулки, в результате чего между ними существует зазор для заполненияжидкостью. Величина зазора, выбранана основании предпосылок, аналогичных предпосылкам, использованным 25при выборе величины зазора в устройстве по первому варианту: обеспечение гидростатического радиальногорастяжения толстостенной эластичнойвтулки, а также создание режимажидкостного трения в области конической формующей части прошивки,Кольцевое пространство между эластичной втулкой 3 и матрицей 1 заполнено порошком, Устройство снабжено крышкой 10 и поддоном 11 с установленными на них уплотнениями12-14, цредназначенными для удержания.жидкости в системе, а такжедля предохранения порошка от еепопадания. Все устройство установдено в планшайбе 8 протяжного станка, являющегося и приводом, и центрируется там с помощью стакана 15.Устройство по второму вариантуработает следующим образом, 45В матрицу 1, установленную наподдоне 11, имеющем уплотнения 13и 14, помещают упругоэластичнуювтулку 3, центрируемую там шайбой 7.В полость втулки 3 вставляют направляющей частью прошивку 9, послечего кольцевое пространство междуматрицей и втулкой заполняют порошком, а в зазор между втулкой 3, протяжкой и прошивкой 9 заливают жидкость, По окончании этих операцийматрицу закрывают крышкой 10 с уплотнением 12 и всю систему устанавливают на протяжной станок,В первоначальный момент жидкостьудерживается в системе радиальнымуплотнением 14 в поддоне 11 с однойстороны и Формующей частью прошивки - с другой. Под действием усилияпротяжного станка прошивка на протяжке перемещается и, входя своейформующей частью в полость втулки 3,сжимает, как поршнем, находящуюсятам жидкость. Под действием создавшеГося гидростатического давленияпроисходит радиальное растяжениеэластичной втулки 3 по всей длине ипредварительная подпрессовка порошка. Окончательная допрессовка происходит при прохождении Формующейчасти прошивки в полости втулки 3.При этом жидкость, сжимаемая конической частью прошивки и удерживаемая уплотнениями 13 и 14 от ее выхода в направлении протягивания иот попадания в порошок, выдавливает-ся на конический формующий профильпрошивки, создавая там режим жидкостного трения, а также дополнительный эффект радиального растяженияэластичной втулки. Дальнейшее передвижение жидкости, сходящей под давлением с формующей части прошивки,продолжается в направлении противоположном протягиванию. Ввиду того,что; - между хвостовой частью протяжкии полостью эластичной втулки зазоротсутствует, жидкости при ее дальнейшем передвижении необходимо создать этот зазор путем деформирования эластичной втулки в радиальномнаправлении на этом участке, Врезультате гидродинамического давления, создаваемого жидкостью на внутренней поверхности эластичной втулки, предотвращается эффект "перетеканияф последней из зоны очага деформации. На выходе давление жидкости падает, и часть ее вытекает изсистемы. После полного прохожденияформующей части прошивки по всейдлине эластичной втулки протяжнойстанок останавливается, а устройствоизвлекают и разбирают.П р и м е р . Порошок нержавеющейстали Х 18 Н 9 Т прессуют следующим образом.Порошок загружают в предназначенный для его зазор и вибрационным уплотнением формуют трубчатые заготовки Д = 42 х 34 мм и Д = 4,0 х 32 ммв устройствах соответственно, изображенных на фиг. 1 и фиг. 2 длиной600 мм до плотности 0,35, Затем осуществляют последующее прессованиеиэделия предлагаемым способом до пощлучения готового изделия Д = 40 хх 34 мм и длиной 600 мм с плотностью 0,60. Усилие протягивания дляустройства по первому варианту(фиг. 1 составляет 0,6 т, а дляустройства по второму вариантуфиг. 2- 0,4 т,При прессовании трубчатых изделийтакого же размера в известных устройствах усилие протягивания составляет 2,3-3,8 т.1068227 процесс прессования при обеспеченииравномерной плотности по длине изделия. оставитель И.Киянскийехред С.Мигунова Корректор Л.Па дактор И аказ 113/9 Тираж 779НИИПИ Государственного по делам изобретений и035, Москва, Ж, Раую одписноССР д. 4/ тентф, г. Ужгород, ул. Проектная,ф ППП Следовательно, применение предла" гаемого устройства позволяет в 5- 10 раз снизить силовые затраты на омитет ткрыт ая на