Способ изготовления плоскихзаготовок из металлическогопорошка

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф"л(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170979 (21) 2841215/22-02 51)м, (л,э В 22 Г 3/18 с присоединением заявки М -Государственный комитет С СС Р но делам изобретений и открытийорусский ордена Трудовог политехнический инстит 1) Заявит ПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПЛОСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГПОРОШКА и 0 ели 20 еской/О 1 прессо йениеМ плот но причем Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления тонколистовых плоских изделий из.металлического порошка.Известен способ изготовления заготовок прессованием порошка в пресс Форме, включающий засыпку порошка в полость матрицы пресс-формы, уп,лотнение одним или двумя пуансонами и выпрессовывание иэ матрицы 11 .Однако из-за сил трения, возникающих на поверхностях контакта уплотняемого порошка с инструментом (пресс-формой, пуансонами), а также сложной кинематики движения в объеме уплотняемого цорошка, плотность заготовок при прессовании их в закрытой пресс-Форме неравномерна, причем она увеличивается с ув чением степени неравноосности заготовкиНаи лучшими геометрическими услоплот нения, например, цилиндризаготовки является условие где Н - высота, а О - диаметр ки. С увеличением или умень- отношения Н/О неравномерноств ти заготовки увеличивается, при Н/О 1 наиболее существен ной является неравномерность плотности по высоте,. а при Н/Э с 1 - в радиальном направлении. Особую трудность представляет получение тонкихзаготовок с Н/Эь 50. Это обусловлено необходимостью равномерной засыпси порошка на нижний пуансон прессформы. Однако и при равномерной засыке порошка в процессе прессованияпроисходит перераспределение его кпериферии, в результате, чего центральная часть заготовки имеет. меньшую,а кромки - большую плотность, приэтом заготовка теряет плоскостность(происходит выпучивание центральнойчасти).Таким образом, этот способ непозволяет получить качественные плоские тонкие заготовки.Известен способ изготовления заготовок из металлического порсшка,включающий прокатку порошка в ленту,обрезку кромки ленты в отходы, спекание и повторную прокатку 2 .Способ позволяет использовать отходы прокатки, так как обрезки ленты подвергают измельчению в порошоки повторно прокатывают,Недостатком способа являются ограниченные его возможности, так каксогласно ему невозможно получениеиэ ленты заготовок различной конфигур ации.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эФФекту является способ изготовления плоских заготовок из металлического порошкавключающий плокаткупоследнего в ленту-полуФабрикат, формирование из ленты заготовок вырубкой и отделение заготовок от отходовленты ГЗ,Ленточный прокат из порошка обладает равномерной плотностью и толщиной по длине и ширине, что обеспечивает получение из него штамповкойвысококачественных заготовок. Образующиеся после штамповки неспеченныелисты отходов раэмалываются любымиз известных способов в порошок,Однако настройку прокатного станана получение ленты с точно заданнымитолщиной и плотностью осуществитьвесьма трудно иэ-за влияния напроцесс захвата и уплотнения порошка многочисленных факторов: диаметра валков, жесткости рабочей клети стана, свойств порошка, температуры и влажности атмосферы и др.Порошок, получаемый в результатеразмола отходов, особенно высокоплотных, имеет отличные по сравнениюс исходным порошком свойства, Он коагулирован в конгломераты, наклепан,намагничен, имеет большую насыпнуюмассу и т,д. Это требует при повторной его прокатке или изменение настройки прокатного стана, что затруднительно в условиях производства,или проведение отжига порошка споследующим его раэмолом и просеиванием. При этом возможны измененияхимического состава порошковой композиции при наличии в ней разлагаемых или вступающих друг с другомв реакцию компонентов.Недостатками этого способа является низкая точность размеров заготовок без дополнительной настройкипрокатного стана и низкий выходгодного.Цель изобретения - повышение точности размеров заготовок и увеличения выхода годного,Эта цель достигается тем, чтов способе, включающем прокатку порошка в ленту-полуФабрикат, формирование заготовок иэ ленты и отделение их от отходов ленты, прокаткуосуществляют в ленту с плотностью50-751, а формирование заготовокпроводят деформированием и уплотнением отдельных участков ленты сприложением к последней одностороннего или двухстороннего усилия,причем деформирование ленты прово"дят между плитой и пуансоном илимежду двумя пуансонами, а для улучшения качества боковой поверхности, Низкая плотность и незначитель ная прочность, в основном механического сцепления частиц порошка отходов ленты-полуфабриката, обеспечивает получение размолом порошка, по свойствам незначительно от личающегося от исходо.Соотношение между толщиной иплотностью прокатываемой ленты и требуемой заготовки определяется иэ условия постоянства массы Ч Ч 6 60 65 5 0 15 20 25 30 35 40 формирование заготовок проводятвырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице.Порошок прокатывают в ленту-полуфабрикат наименьшей для данного порошка плотностью, но большей, чемтребуется для заготовки толщины,производят деформирование части ленты, соответствующей по контуру заготовке, до требуемых толщины и плотности между параллельными поверхностями и отделяют заготовку от лентыполуфабриката, отходы которой подвергают раэмолу. Деформирование участка ленты может быть осуществлено между плитой и пуансоном, или между двумя пуансонами, форма торцов которыхсоответствует форме заготовки. Дляулучшения качества боковой поверхности заготовки вначале вырубкой производят отделение заготовки от лентыполуфабриката, а затем осуществляютдеформирование заготовки до требуемыхтолщины и плотности между поверхностями пуансона и выталкивателя в вырубной матрице,Сочетание операций прокатки с у лотняющей деформацией позволяет ис-.Пользовать преимущества обоих способов формования. При прокатке обеспечивается равномерность распределения порошка по поверхности заготовки с предварительным его уплотнением,препятствующим перераспределениюв радиональном направлении в процессе последующего уплотнения. Деформацией уплотненного в ленту порошкадостигается требуемая точность потолщине и плотности заготовки.При необходимости получения заготовок, точных по толщине, деформация осуществляется до упора, а точных по плотности - по заданному давлению. где а и Т - толщина и плотностьзаготовки,4 и- толщина и минимальнаяили близкая к минимальной большая) по условиям формуемости, плотность ленты,Толщина ленты и относительна паформация уплотнения заготовки (б)определяется из выражений3 л р ал-аОэ- а,у альПлот ност ь ленты-полуфабрикатадолжна находиться в пределах 50-75,Нижний предел плотности ленты обусловлен ее прочностью и долженобеспечивать транспортирование полуфабриката от прокатного стана наоперацию. уплотнения. Использование ленты-полуфабриката относительной плотностью выше 75 затрудняетразмол отходов, что значительно снижает коэффициент использования материала,В процессе уплотнения заготовки1 в ленте 2 между пуансоном 3 и пли".той 4 (Фиг. 1) происходит вдавливание пуансона в ленту, в результате чего определяется контур болееплотной заготовки, по соединяющейс лентой поверхностью которой в результате сдвиговой деформации образуются разрывы, отделяющие уплотненную часть от неуплотненной.При деформации заготовки 1 в ленте 2 между двумя пуансонами 3(фиг.2) .внедрение двух пуансонов в лентуобеспечивает лучшее качество боковойповерхности заготовки за счет двухстороннего образования разрывов,При штамповке-вырубке заготовкис последующей ее уплотняющей деформацией из ленты 1 пуансоном 2 иматрицей 3 вырубаются заготовки 4(Фиг. 3) . Для улучшения качестваи точности среза вырубаемая частьленты прижимается к пуансону выталкивателем. Вырубленная заготовкамежду пуансоном и выталкивателемдеформируется до требуемой толщины и плотности, а затем выталкивается рэ матрицы (фиг, 4).П р и м е р. Для производствадеталей диаметром 50 мм, толщиной 0,510,05 мм и относительнойплотностью 0,8+0,01 из порошковойкомпозиции, содержащей металлы инеметаллические соединения, заготовки прессуют в закрытой пресс-форме, прокатывают с последующей вырубкой и прокатывают с последующим уплотнением между пуансоном иплитой,При прессовании в закрытойпресс-Форме расчетное по массе заготовки количество порошка распределяют через сито равномерным (отклоненией 0,5 мм) слоем на нижнем пуансоне, а затем производят уплотнение до заданной толщины (до упора пдлзуна гидравлического пресса),Полученные заготовки со среднейотносительной плотностью 0,8+0,0360 65 При прокатке в первоначальных ус ловиях порошков, полученных размолом отходов ленты-полуфабриката, толщина и плотность ленты увеличилась соответственно до 0,5110,02 мм и 0,81+0,01. имеют плотность краев 0,83+0,1 (образцы для измерения плотности вырезки у края размером 5 5 мм), а центра - 0,76+0,01. Толщина краев составляет 0,54+0,01, а центра - 0,52+10,01 мм,Прокаткой в валках диаметром150 мм получают ленты толщиной0,5+0,03 мм, относительной плотностью 0,810,02, из которых в штампевырубают заготовки диаметром 50 мм.Отклонение от номинальной толщиныодной заготовки находится в пределах +0,01 мм, а плотности +0,005.При прессовании все заготовки былиотбракованы, а при прокатке с после 15 дующей вырубкой годными признано 86заготовок (размер партии - 100 заготовок) .Образовавшиеся после вырубки отходы проката раэмалывают в течение6 ч в шаровой мельнице. Просеиванием полученного порошка выделяют 8крупной фракции. При повторной прокатке этого порошка при тех жеусловиях (скорость, раствор валков,положение шибера в бункере с порошком ) получают ленту толщиной 0,54+ф 0,04 мм, плотностью 0,844.0,02.Для достижения первоначальной толщины и плотности проката необходимовыполнить трудоемкую работу по настройке прокатного стана (одновременно изменить раствор валков и положение шибера в бункере) . Увеличение толщины и плотности ленты вызвано увеличением насыпной массы порсш"ка на 15, увеличением коэрцитивной силы и остаточной индукции на15-18.Для реализации -предлагаемого спо:оба прокатывают ленты толщиной40 0,67+0,03 мм, относительной плотностью 60. Пуансоном диаметром 50,0 ммна плоской плите деформируют участокленты до толщины 0,5 мм (упор, высотой 0,48 мм)После деформирования45 из ленты легко отделяют уплотненныйучасток диаметром 50 мм. Отклонениебт номинальной толщины в пределаходной заготовки составляет + 0,01 мм,плотности+ О, 01 (большие толщинаи плотность в центре) . Иэ партиив 100 заготовок годными признано93.Образовавшиеся отходы ленты-полуфабриката после 2 ч размола и шаровоймельнице имеют фракционный состав55 исходного порошка. Насыпная массапорошка увеличилась по сравнениюс исходной на 4, коэрцитивная силаи остаточная индукция - на 3-4.8313 б 5 20 Формула изобретения 25 иг 1 Регулировкой положения шибера бункера порошков достигают прокатки ленты заданной толщины и плотности.При прокатке смеси исходного порошка с полученным после размола ленты"полуфабриката (соотношение 2;1) получают ленту требуемых размеров без регулировки получения шибера.Использование предлагаемого способа изготовления плоских заготовок иэ порошка обеспечивает получение заготовок высокой точности по толщине или плотности (за счет использования преимуществ как прокатки, так и прессования порошков) и высокого коэффициента использования материала (эа счет повторного использования 15 без дополнительной обработки порошка, полуЧенного раэмолом отходов ленты- полуфабриката). 1. Способ иэ готовления плоских заготовок из металлического порошка, включающий прокатку последнего в ленту-полуФабрикат, Формирование заготовок из ленты и отделение их от отходов ленты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности размеров заготовок и увеличения выхода годного, прокатку осуществляют в ленту с плотностью 50-75 а формирование заготовок проводят деформированием и уплотнением отдельных участков ленты с приложением к последней одностороннего или двустороннего усилия.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что деформирование ленты проводят между плитой и пуансоном или между двумя пуансонами.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения качества боковой поверхности, Формирование заготовок проводят вырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Виноградов Г.А. и Радомысельский И,Д. Прессование и прокатка металлокерамических материалов, М.-К. Машгиз, 1963. с.7-38.2. Патент Великобритании 91317441, кл. С 7 0,1973.3. Ложечников Е.Б. и Коналевич Ю,А. Образование поверхности среза при разделительных операциях неспеченного проката. -"Кузнечно-штамповочное .производство", 1979, 9 3, с. 12-14831365 Стиг. ОЬий ь Л,ГамаюноваПекарь Корректор М. Демч остаехред едактор Н.Ег 4 П "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектн фил Заказ 3570/61 Тираж 869 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, омите и отк аушск одписно СССР тий наб.