Способ непрерывного формования порошков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ю В 22 Р 3/20В;Р" )я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИИ(71) Витебский технологический институт легкой промышленности(56) Злобин Г.П, Формование изделий из порошков твердых сплавов. Металлургия, 1980, с. 171-184.Авторское свидетельство СССР У 1049188, кл. В 22 Р 3/20, 1982.(54)(57) СПОСОБ .НЕПРЕРЬЗНОГО ФОРМОВАНИЯ ПОРОШКОВ, включающий подачу порошка в зону предварительного формования и выдавливание через мундштук с приложением сдвигающих усилий, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества изделий путем увеличения плотнооти и однородности, выдавливание осуществляют при изменении угла между направлением сдвигающих усилий и направлением выдавливания ото75 на входе в зону предварительноого формования до 0 на выходе из нее.219253частиц. Поэтому с ростом усилия прессования возможность смещения в незаполненное пространство имеют частицы порошка, находящиеся в наиболееблагоприятных условиях, т.е. течастицы, на которые действует внешняя сила, совпадающая по направлениюс направлением возможного смещениячастицы. Арки разрушаются только в 10 одном направлении, а именно в направлении действия нормального уси.пия. Дальнейшее уплотнение изделияи разрушение оставшихся арок возможно при усилиях прессования, обеспе чивающих пластическое деформированиечастиц.Укладка частиц порошка под действием сдвигающих усилий осуществляется за счет смещения близлежащих О слоев один относительно другого,что приводит к разрушению арок вплоскости относительного смещения,Кроме того, в результате скольжениячастиц друг относительно друга про исходит разрушение окисных пленок,следовательно, после укладки частицыимеют между собой металлическийконтакт, значительно повышающийпрочность изделия.3 Укладка частиц порошка в зоне предварительного формования А осуществляется под действием сдвигающих усилий которые более эффективны, чем нормальные усилия. Это объясняется тем, что под действием нормального усилия переупаковка частиц происходит интенсивно лишь в начале процесса уплотнения, когда частицы могут свободно перемещаться, С ростом усилия прессования возрастают контактные давления между частицами и их трение друг о друга, а следовательно, сопротивление смещению Изобретение относится к порошко - вой металлургии, в частности к непрерывному формованию порошковых материалов.Цель изобретения - улучшение качества изделий путем увеличения плотности и однородности.На фиг. 1 изображена схема реализации способа, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1;. на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.Схема содержит приводной вал 1, диски 2, загрузочный бункер 3, матрицу 4, мундштук 5. На фиг, 1 обозначено: Р,д - сдвигающее усилие,- угол между направлением выдавливания порошка и направлением сдвигающих усилий, А - зона предварительного формования, Б - зона окончательного формования.Способ осуществляют следующим образом.Порошок засыпают в загрузочный бункер 3, откуда он затягивается вращающимися дисками 2 в полость матрицы. Под действием сдвигающих усилий, возникающих вследствие трения порошка о торцовые поверхности дисков 2, происходит интенсивная переупаковка частиц и их плотная в зоне предварительного формования А укладка. Одновременно за счет суммарного действия сдвигающих усилий в зоне окончательного формования Б порошок продавливается через отверстие мундштука.Формование порошкового тела осуществляется за счет смещения отдельных частиц порошка .друг относительно друга и заполнения ими свободного пространства, а также после того, как достигнута максимально возможная для данной схемы нагружения уклгДка частиц за счет деформации частиц. 0При действии на уплотняемое порошковое тело усилия прессования,направление которого неизменно поотношению к направлению выдавливания 35порошка частицы находящиеся в блаФ Фгоприятных условиях, заполняют свободное пространство. Большинствоиз них смещается по направлению,совпадающему с направлением внешнейсилы. В то же время подавляющее 40большинство других возможных направлений смещения частиц остается нереализованным, а это существенноснижает общую плотность укладки,следовательно, и окончательную 45плотность изделий. В случае, когдакаждая частица порошка испытываетна себе действие изменяющегося понаправлению сдвигающего усилия, онав благоприятный момент, когда50направление возможного смещениясовпадает с направлением действующего на нее сдвигающего усилия, сместится в незаполненное пространствоЧерез какой-либо период времени,55 по мере прохождения частицей зоныпредварительного формования А онаснова может оказаться в благоприятных условиях и сместиться уже вз 2 другом направлении, Поскольку в пред-т лагаемом способе сдвигающие усилия образуют с направлением выдавливания порошка угол, плавно изменяющийся от= 75 в начале зоны предварио тельного формования от = 0 в конце ее, то реализуются практически все возможные направления смещения частиц. Это приводит к максимально возможной плотности укладки частиц, соответствующей плотности гексагональной плотноупакованной решетки, и составляет 747 от плотности компактного материала. Так как сдвигающие усилия действуют по всей площади боковых граней уплотняемого тела, то и укладка частиц под действием этих усилий осуществляется равномерно по сечению иэделия. Любая частица независимо от ее положения в матрице за время прохождения от начала зоны предварительного формования до конца ее испытает на себе действие сдвигающего усилия, направление которого плавно изменяется на 75 . Под действием сдвигающих усилий смещаются частицы, находяшиеся в непосредст - венном соприкосновении с дисками, но из-за межчастичного трения движение передается частицам, находящимся в соприкосновении со смещающимися. В конечном итоге это приводит к возникновению сдвиговых деформаций по всему объему порошкового тела. Смещение частиц происходит не только в определенном слое, но и между слоями, следовательно, носит объем - ный характер. Так как процесс осуществляетсянепрерывно, обеспечивается равномерность плотности по длине изделия.После максимально плотной укладкичастиц порошка процесс дальнейшегоуплотнения может осуществлятьсятолько за счет пластического деформирования частиц. Необходимое дляэтого усилие создается в зоне окончательного формования Б суммарногопорошка тела, и при значительной площади боковых граней достигает весьмабольших величин, что позволяет получить изделия, плотность которыхприближается к плотности компактного,материала,П р и м е р. Для получения изделий используют порошок меди МПСДиски диаметром 400 мм приводят во9253 Предлагаемый способ позволит обеспечить непрерывное изготовление длинномерных иэделий, плотность которых составляет 95-983 от плотности компактного материала и организовать их массовый выпуск. Таблица 140 Показатели Способ Извест- Предлагаеный мый 45 Плотность изделий, 7 95-98 91-94 50 Разноплотность по длине изделия, 7. Отсутствует Разноплотность 55 по поперечномусечению изделия, 7 8-12 1,5-2,2 вращение с частотой 5-20 мин . Порошок из загрузочного бункера затягивается вращающимися дисками в полость матрицы, где под действиемсдвигающих усилий, возникающих врезультате трения порошка о торцовуюповерхность дисков, происходит плотная укладка частиц и выдавливаниепорошка через мундштук. Поперечное 0 сечение матрицы 1001 О мм, поперечное сечение отверстия мундштука966 мм. Усилие, развиваемое в зоне вьщавливания, 4-5 тс.Сравнительные экспериментальные 5 данные по известному и предлагаемомуспособам приведены в табл. 1.В табл. 2 представлены экспериментальные данные зависимости плотности получаемых изделий от величи ны угла между направлением выдавливания порошка и направлением сдвигаю.щих усилий в начале эоны предваритеЛьного формования и в конце ее.Применение предлагаемого способа 25 позволяет увеличить плотность укладки частиц порошка, следовательно,и окончательную плотность изделияна 47, а также устранить неравномерность плотности по длине изделия З 0 и уменьпйть в 5,3 - 5,5 раз неоднородность плотности по поперечному сечению.1219253 Та блица 2а Величина угла в конце эоныпредварительно.го формования 0 90 0 95-98 66-69 60 О 95 1 О 90 10 75 10 60 10 20 90 20 20 60 20 в начале эоныпредварительного формования Плотность иэделий, 7. Уплотнение отсутствует 72-7612 9253 гЗ Редактор С.Па Заказ 1190/ Тираж 757 Государственног лам изобретений а, Ж, Раушск ПодписноеСР НИИПИ омитетаоткрытии 1130 Мос 5 ая н длиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Составитель Л.Гамаюноваа Техред М. Надь Корректор И.Мус