Способ изготовления заготовок из металлических порошков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 15134 19) 2 Р 3/02, 3 в СИ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова(72) Ю.Н. Логинов и А.А; Богатов (53) 621.762.4.043(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 521998, кл. В 22 Р 3/02, 1974.Авторское свидетельство СССР У 816695, кл. В 22 Р 3/04, 1979, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (5) Изобретение относится к способу изготовления заготовок из металлических порошков . преимущественно крупногабаритных с соотношением высоты к радиусу не более единицы. Цель изобретения " повышение качества заготовок. Порошок засыпают в пресс-форму и прессуют в заготовку с плоскими торцами. Заготовку с торцов закручивают на угол Ы =1 рад, После закручивания заготовку деформируют в той же пресс-форме первоначально в цилиндр с торцами, поверхность одного из которых имеет форму воронки, а другого - форму купола, поверхность воронки и купола образована вращением вокруг оси симметрии заготовки ветви . параболы, описываемой уравнением 2= =-1/2 Ы/ЬК 1/2 К-г(1-1/2 г/К)3, где- угол закручивания торцов заготовки; Ь и К - высота и радиус заготовки; г - расстояние от оси симметрии загото ки до текущей координаты 2, поверхности, затем в цилиндр с плоскими торцами. 4 табл., 6 ил.131513Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть применено для изготовления заготовок из порошков методами обработки металлов давлением, 5Целью изобретения является повышение качества заготовок.На Фиг, 1 изображена схема процесса закручивания порошковой заготовки в контейнере двумя пуансонами; на 1 О фиг. 2 - схема распределения перемещений частиц материала при деформации его фигурными пуансонами; на фиг, 3 - закручивание заготовки с фигурными торцами в контейнере, снаб 15 женном пуансоном с плоскими торцами; на Фиг.5 и 6 - конечный момент деформации пуансонами с плоскими торцами.П р и м е р 1. Заготовку 3 (фиг.3), имеющую высоту Ь=50 мм и радиус К=20 50 мм, подвергают закручиванию в контейнере 4 на угол с=1 рад вращающимся пуансоном 1 относительно неподвижного пуансона 2, Степень деформации25 сдвига после этой операции аЛ =. - г=0,02 г.50В центре заготовки при г=:0 дЛ .-=О, на периферии при г=К дЛь =1,0, среднее значение по сечению д Л =0,5; неравномерность деформации оценивают максимальным отклонением от среднего значения, отнесенным к среднему значению; (дЛ -ЛЛ )/ДЛЯ, =1,0 или 100%.Ь Ьс с фПосле закручивания пуансоны 1 и 2 удаляют из контейнера 4 и заменяют пуансонами 5 и 6, имеющими фигурную рабочую поверхность, форма которой вокруг оси заготовки описывается вращением ветви параболы постоянной1 1,01 пофбрмуле: Е.=. --50- 50-гх2 50 2(1- -- ) 2 50,) 45Профиль сечения показан в табл.1, Пуансонами 5 и 6 профилируют торцы заготовки (Фиг. 4 ) =ри этом сдвиговая деформация локализуется вцентральной части заготовки (Фиг.4) при этом двиговая деформация локализуется в центральной части заготовки. Пуансоны 5 и 6 заменяют на пуансоны 1 и 2 с плоскими торцами (Фиг. 5) и деформируют заготовку с получением цилиндра с плоскими торцами (фиг.6), На этом этапе деформация также сосредоточена в центральной части заготовки. Общая степень деформации сдвига,полученная заготовкой в результатевсех этапов деформации равна Л =1,0,Поскольку эта величина не зависитот координаты г, неравномерность деформации равна нулю. Таким образом,неравномерность деформации сниженасо 100% до нуля.П р и м е р 2. Заготовку с размерами Ь=100 мм и радиусом К=300 ммподвергают закручиванию на угол Н=0,5 рад. Приращение степени деформации сдвига на этой операции Д Л =0,5- г=0,005 г, причем в центре заго 100товки при г=О аЛ =0 на периферииЦпри г=К аЛь =1,5 среднее значениепо сечению дЛс=0,75, неравномерностьдеформации 1,0 или 100%.После закручивания заготогку деформируют, не изменяя диаметра, сообщая ей форму цилиндра с торцами, поверхность одного из которых имеетформу воронки, образованной вращением вокруг оси симметрии заготовкиветви параболы, которая после подстановки паоаметров и упрощений приг3нимает вид: Е=: -0 75150-г( -- )1600 1представленный в табл, 2.Поверхность противоположного торца имеет форму купола, образованноговращением ветви параболы, описываемойтем же уравнением. После всех этаповдеформации общая степень деформациисдвига Л =9,0, и не зависит от коор- динат, поэтому неравномерность де- щФормации равна нулю,В качестве объекта сравнения выбран известный способ деформации порошковых заготовок. Как это показано в примерах реализации предлагаемого способа, при реализации по известно - му способу в заготовке имеются области, не подвергаемые сдвиговой пластической деформации, неравномерность распределения сдвиговых деформаций достигает 100%. Вместе с тем пластическая сдвиговая деформация порошковых заготовок способствует разрушению неметаллических включений, окисных и карбидных плен, в результате чего интенсифицируется прохождение диффузионных процессов и улучшается консолидация порошковых тел.Усредненные результаты замератвердости по Бринелю при нагрузке2500 Н изделий, полученйых предложен3 13 ным и известным способами, представлены в табл, 3,Данные являются уСредненными результатами трех-пяти измерений.Иэ табл. 1 видно, что при деформации беэ кручения твердость НВ распределена относительно равномерно по радиусу заготовки. После закручивания торцов заготовки на угол 0,78 рад на 143 возрастает твердость заготовки на периферии, однако в центре она остается прежней, так как середина заготовки не подвергается пластической деформации. По предложенному способу твердость выравнивается по радиусу, причем достигает значений, характерных для точек на периферии в случае деформации по известному способу.Приращение деформации сдвига дЛь оценивается после кручения по форму( гле ЛЛ= п, а после применения предложенного способа по формуле Л= - К.Ь г, мм 0 10 20 .30 40 50-2, мм 113 72 42 18 5 0 Таблица 3 Твердость НВ при относительной координате г/К, МПаВариант деформации 0 0,33 0,67 1,00 ФБез кручения торцов 178 172 16 179 С кручением торцов(известный. способ) 178 186 96 201 По предложенномуспособу 201 203 202 200 Результаты расчетов приведены в табл. 4.Из сравнения данных табл. 3 и 4 видно, что повышение равномерности распределения твердости происходит 15134 4 в результате повышения равномерности распределения сдвиговых деформаций. Формула изобретения Способ изготовления заготовок иэметаллических порошков, преимущественно крупногабаритных с соотношением высоты к радиусу не более едиО ницы, включающий засыпку порошка впресс-форму, прессование в заготовкус плоскими торцами и закручивание ееторцов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества за 5 готовок, после закручивания заготовку деформируют в той же пресс-формепервоначально в цилиндр с торцами,поверхность одного из которых имеетформу воронки, а другого форму ку 20 пола, поверхность воронки и куполаобразована вращением вокруг оси симметрии заготовки ветви параболы, описываемой уравнением1 с Г 1г 125 2= -- К- К-г(1- - -)2 Ь 2 2 К 1.где с. - угол закручивания торцов заготовки;Ь и К - высота и радиус заготовки;г - расстояние от оси симметрииЗО заготовки до текущей координаты 2 поверхности,затем в цилиндр с плоскими торцами.Таблица1315134 Приращение Л при относительной координате 0 0,33 1,00 С кручением торцоэ(нзвестньй способ) 0 1,5 б 1,5 б 1.5 б 1,56 Вариант де 4 юрмации По предложенномуспособу Т а б л и ц а 4 1 0,67 0,51 104 1,5 б-35, Рауш Производст но-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна 9 Тираж ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035, Москва, Подлитета СССРткрытийкая наб д.