Способ электроимпульсного спекания металлического порошка и установка для его осуществления

)5 В 22 РЗ 2 И. УСТАНОВКА ДЛЯ ЩЕСТВЛЕнически ьцев и Л.А.Пыряи Ф 1422630,Прокатка метал- : Металлургия,ПУЛЬСНОГГО ПОРОШКА Ч(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОСПЕКАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕС Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам непрерывного действия для изготовления полос, лент или листов прокаткой и одновременным спеканием металличе,ских порошков.Известен способ получения непрерывной металлической ленты из порошка путем прокатки порошка в валках, которые соединены с источником электрического тока.Однако здесь не используется импульсный электрический ток, который является более эффективным при нагреве порошков.Наиболее близок к предлагаемому по технической сути способ электроимпульсного спекания,металлического порошка. включающий пропускание электрических импульсов через порошок, прокатываемый между валками. Установка для осуществления способа содержит горизонтально расположенные валки, включенные в цепь тение относйтся к порошковой , в частности к способу электроспекания металлического поановке для его осуществления. зобретения: проводят прокатку пульСное спекание медного по. Порошок прокатывают межиаметром 0,20 м с наложением их импульсов длительностьюугловой скорости 0,419 рад/с 0,0029 м, Задают амплитудное 2 . 0,01 В. Температура электого спекания составляет 1155 К,(57) Изобре металлургии импульсного рошка и уст Сущность и и электроим рошка ПМС ду валками д электрическ 0,0005 с при на толщину напряжение роимпульсн 3 ил 2 табл генератора электрических импульсов, и бункер для порошка;Однако этот способ не обеспечивает достаточно высоких физико-механических свойств и их стабйльности по длине изделия.Целью изобретения является повышение физико-механических свойств и их стабильности по длине изделия,Цель достигается тем, что согласно способу электроимпульсного спекания металлического порошка, включающему пропускание электрических импульсов через порошок, прокатываемый между валками, амплитудное напряжение О и температуру электроимпульсного спекания т зиад выбирают из соотношенийтэис тпл 02ар ) Ьл С2,где Чмин - напряжение разряда между со 5седними частицами порошка, В;В - радиус валков, м:ар - угол захвата порошка в валках, рад; .пл - величина зазора между валками, м;г - средний размер частиц 1-ой фракции, м;Р - процентное содержание 1-ой фракции;флл - температура плавления основногокомпонента порошка, К:,Оа -амплитудное значение напряжения, В;Ю - угловая скорость прокатки, рад/с;0- угол, равный сумме углов прокаткии упругого сжатия валков, рад;г - длительность импульса, с;р- удельное электросопротивление порошка, Омем;у- плотность порошка, кгlм;.з,25СП 1 - удельная теплоемкость порошка,Дж/кг К;Ьи - температура электроимпульсногоспекания в области угла р, К:В установке для осуществления способа, включающей горизонтально расположенные валки, включенные в цепьгенератора электрических импульсов, ибункер для порошка, между валками установлены термоэлектропреобразователи,включенные в цепь генератора электрических импульсов через устройство управления работой генератора.Таким образом. в предлагаемом способе используются практически все исходныепараметры процесса, Влияние разбросазначений свойств порошка уничтожаетсяприменением устройства управления импульсами.Нв фиг.1 приведена установка для осуществлвния способа. общий вид: на фиг.2 -то же, вид сверху; на фиг.З - принципиальная электрическая схема управления работой. генератора.Установка для электроимпульсного спекания е прокаткой порошка содержит парувалков 1, установленных в горизонтальнойпрокатной клети 2 с изолирующими прокладками.З, бункер 4, устройство 5 охлаждениягенератор 6 электрических импульсов,устройство управления длительностью импульсов и амплитудным значением напряжения, горизонтальный прокатный стан,устройство регулирования плотности по ширине ленты (не показаны), датчики-термоэлектропреобразователи 7. закрепл.;ные в кронштейне иэ электроизолирующего материала (не показан), установленные между валками 1 и включенные в цепь генератора 6 через контактное устройство 8,Устройство управления работой генератора 6 предназначено для регулирования ОП 1 и скважностью импульса в зависимости от температуры ЭИС. В состав его входят генератор 6 треугольных импульсов, компаратор 9, устройство 10 ограничения амплитуды импульса, усилитель 11 сигнала термопары и инвертирующий усилитель 12.Способ осуществляют следующим образом,В бункер 4 загружают порошок, на вращающиеся валки 1 через контактное устройство 8 подают от генератора 6 электрические импульсы. Генератор треугольных импульсов подает в точку А схемы (фиг.З) напряжение, по форме приближающееся к треугольному с минимальным значением равным нулю и максимальным значением Оп. Измерительный усилитель выдает в точку С схемы напряжение, пропорциональное ЭДС термопары. Если температуры ЭИС имеет минимальное значение, напряжение усилителя равно нулю, при температуре ЭИС с максимальным значением напряжение равно Ое, Компаратор сравнивает напряжение в точках А и С схемы. На выходе компарэтора напряжение равно напряжению питания, если напряжение в точке А больше напряжения в точке С и равно нулю. если напряжение в точке С меньше. чем в точке А, Так как напряжение в точке А имеет треугольную форму, то на выходе компаратора образуются прямоугольные импульсы, причем скважность их зависит от напряжения в точке С и. следовательно. от температуры термопары. Напряжение с выхода компаратора подается нв вход ограничителя амплитуды. При напряжении в точке Б меньшем, чем в точке Г, напряжение на выкоде ограничителя равно нулю. при напряжении в точке Г большем, чем в точке Б, напряжение на выходе ограничителя амплитуды равно напряжению в точке Г, Так как амплитуда импульсов Оп на выходе в точке В должна падать с ростом температуры ЗИС, то напряжение в точке Г получается инвертированиемнапряжения в точке С.П р и м е р. Прокатку металлического порошка и его электроимпульсное спекание проводили, используя валки диаметром 0,20 м, в которых медный порошок ПМСс фракционным составом, указанным в табл.1, и физическими свойствами; температурой плавления Тлл, 1356 К, удельным электросопротивлениемр= 0,0210 Ом м, тепло, рад у валками,.м 1-й фракции ие 1-й фрак м;- проц ое со г К; бл емкостью Сп = 24,60 Дж/кг К, плотностью 7800 кг/м, прокатывали с наложением электрических импул ьсо в. Дл ител ьн ость электрических импульсов т= 0,0005 с при угловой скорости Ю = 0,419 рад/с на толщи ну пл = 0,0029 м. При этом величина угла ар составляла 0,109 рад. угол О был равен 0,0698 рад, Предварительно значение Чмин рассчитывали, используя данные табл.1 и экспериментальное значение 0 = 2 В, со ответствующее пл. равной 0,0029 м, Оказа. лось, что температура ЭИС была оавна тэис = 1155 К(880 С) при Чмин = 1,23 10 2 В, а амплитудное напряжение Оп было 2.+0,01 В.Ф ра кционный состав порошка ПМС 1 15 приведен в табл.1.При проведении эксперимента согласно известному способу использовали установку, в которой для создания условий злектроспекания и прокатки порошка отсут ствовали генератор электрических импульсов и устройство управления работой генератора. В качестве источника тока использовали трансформатор переменного тока с выходным 3 В, подключенный к 25 валкам через контактное устройство, В эксперименте с постоянным током в электрическую цепь дополнительно включали выпрямитель, В опыте фиксировали состояние поверхности валков и готовой ленты, темпе ратуру электроспекания и свойства готовой ленты. 8 качестве материала использовали порошок ПМС 1 с указанными в табл,1 свойствами. Результаты испытаний приведены в табл,2. 35Как видно из табл.2, предложенный способ и устройство обеспечивают стабильность температуры спекания. значительное повышение относительного удлинения, стабильность свойств по длине 40 ленты при повышении предела прочности при растяжении.Формула изобретения1. Способ электроимпульсного спекания металлического порошка, включающий 45 пропускание электрических импульсов через порошок, прокатываемый между валками, о т л и ч а ю щ и й с.я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств и их стабильности по длине изделия, ампли тудное напряжение 0 и температуру электроимпульсного спекания т эис выбирают изсоотношений где Чмии - напряжение разрядаседними частицами, В;й - радиус валков электродар - угол захвата порошкаЬэ - величина зазора междг - средний размер частиц ции,х - длительность импульса, с;Оп - амплитудное значение напряжения, В;тл - температура плавления основного компонента порошка, К;сэис - температура электроимпульсного спекания в области углами, К;р- удельное электросопротивление порошка, Ом с;у- плотность порошка, кг/м;з,Сп - теплоемкость порошка, Дж/к ЧЧ - скорость прокатки, рад/с;О - угол, равный сумме углов прокатки и упругого сжатия валков, рад,2. Установка для электроимпульсного спекания металлического порошка, содержащая горизонтально расположенные валки, включенные в цепь генератора электрических импульсов, и бункер для порошка, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств и их стабильности по длине изделия, между валками установлены термоэлектропреобраэователи, включенные в цепь генератора электрических импульсов через устройство управления работой генератора,1748943 Таблица 2 Показатели Известном П е агаемом Напряжение между валками,ВНет Есть Проплавление Температууа спекания, С 880 150 0,0029 0,0030 Толщина ленты,мПористость, 7 Предел прочности при растяжении, МПа Относительное удлинение,Твердость по длине ленты1 м МПа Значения показателей по способ Напряжение определяется возможностями сварочного оборудования.Напряжение питающей среды 380 В, Первая ступень напряжения вторичной обмотки.1748943 Фи, 3 рректор И,Муска едактор О,Хрипта оставитель И,Маль ехред М.Моргентал изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. аказ 2549 ВНИИПИ Гос Тиражтвенного комите 113035, Москва Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., 4/5