Инструмент для прессования полуфабрикатов из гранулированных порошковых материалов

(72) В. П. Митин,В, М. Федоров, С,К. М, Оводенко,А. М. Штерензон,А. И, Нощнк, С,и Н, В. Шепельски Бонда реь,знецов,олотухин:Заиграйкин,Б И А, к В. А, А Г И, Куклй ПРЕССОВАНИЯ ЛИРОВАННЬМ ПО держащий иде герметичгосудАРственный номитет ссср ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(56) Елагин В, И, и Федоров В. И.Механические свойства. и структурапрессованных прутков из гранул сплавов алюминия с некоторыми переходными металлами, Технология легкихсплавов, 969, В 3, с, 38"43,Бондарев Б. И, и др. Исследование структуры и свойств брикета иэвысокопрочного гранулированного сплава, Технология легких сплавов. 1983,У 6, с. 27-31.(54)(57) ИНСТРУМЕНТ ДЛПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ГРАНРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ,капсулу, выполненную в а22 Г 3/02, В 30 В 57 О ного корпуса и приваренных к нему крышек, и формующий элемент, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств и их стабильности по всему сечению заготовки, по периметру капсулы по обе стороны от продольнби ее оси выполнен П-образные элементы высотой 0,)5-0,2 высоты капсулы, шириной 0,5-0,6 ев высоты и .толщиной стенки ),5-2,0 толщины стенки капсулы, размещенные на расстоянии один от другого, составляющем .0,35- 0,4 высоты капсулы, в месте крепления П-образных элементов к капсуле по всему периметру выполнены отверстия общей площадью 0,02-0,04 площади сечения капсулы в,плоскости их расположения, а формующий элемент выполнен в виде разъемного штампа, по периметру гравюры которого выполнен карман, причем общий объем последнего составляет 0,01-0,02 объема капсулы и имеет наклон к плоскости разъема 5-7о12202251 эбретение ка ается порошковой Приваренные по всему периметруметаллургии и может быть использова П-образные элементы 3 капсулы выполио при обработке давлением, в част- ияют двоякую роль. Во-первых, полыености дня прессования полуфабрикатов Н-.образные элементы через отверстияиэ гранул алюминиевых сплавов, 5 й в корпусе 1 ри к ышках 3 обеспечиЦенью изобретения является новы- :вают равномерную легаэапию гранул вшеиие механических свойсть и их ста- . капсуле. Уменьшение общей площади. бильности по.вмему сечению заготов- отверстий меньше 0,02 от площадисечения капсулы не обеспечивает доки,Йа фиг. 1 представлен предложен .статочиой дегазации гранул эа счетный инструмент, вид сбоку; на Фиг,2 - . Увеличенйя. сопротивления откачки,то же, вид спереди; на Фиг, 3 -Аналогичным образом оказыват влияштамп, две проекции на Фиг. 4 " нне площадь до р. доне ечного сечения са,мого П-образного сечения капсулы, тоузел 1 на Фиг,.1,15 сопротивление откачки гранул в капкапсулы суле столь. высоко, что не произойдетИнструмент состоит йз капсулы,имеющей герметичный корпус с прий т ч 1 й корпус 1 с при- .качественной дегаэации. Плохая дегаваренными к нему крышками , а окрышками 2 На по- эация Ранул приводит к снижению оборпусэ и крышек в два ря- щего уровня. механических свойств заверхности корпуса и крышек в два яда приварены - Рень П-образные элементы 3.2 О готовокю а также уменьшению однородв которых, по всей поверхности кор- ности. свойств по длине и высоте запуса и крышек выполнены отверстия 4, ГотовкиУвеличение общей площади сеКапсула размещена в штампе 5 (Фиг, 3)чения отверстйй в корпусе и крышкахвертикальйого пресса, а ра очей пойого пресса Иа рабочей по- больше 0,04 от площади капсулы резковерхности штампа выполнен карман 6 23 снижает жесткость капсулы и при прим к плоскости разъема 57 ложении.деформации к капсуле при комгде Ь " вцеота И-образных эдемен- пактнровании она разрушается, теряятов, Ь - расстояние между И-образ- герметичность," что приводит к снижеаментами, Н - высота капсулы нию механических свойств и однород 1 - ширина П-образных элементов., Т - о ности. Во-вторьх, П-образные элементы .при компактировании.обеснечиваютношение толщины стенки "о разно ош ие толщины стенки П"образного . возникновение бокового. противодавле-.элемента к толщинестенки капсулы, , ния. БокОвое противодавление обеспе-: чивает получение равномерных свойствВ герметичный корпус 1 засыпают по длине .и сечению. заготовок. Возгранулы и порошок алюминиевого сила можность возникновения противодавле 35ва 01417, подвергают накуумйой де- ния обеспечивается конструкцией игазации и герметизируют, Капсулу конфигурацией П-образного элемента,размещают в разъемном штампе 5, со- Ц-образйые элементы с наружной стороОстоящем из верхней и нижней половиН , ны имеют скосы. под углом 5-7 , такойв каждой из которых имеется углуб- же наклон к плоскости разъема имеет 40леьие, отвечающее конФигурации .кап" сл на кармане штампа. Это обеспечисулы, Наиболее целесообразной конфи-вает запирание металла в капсуле пригурацией является долуцнлиндр так компактировании. Если наклон кармакак он обеспечивает дополнительную на будет менее 5 , при компактироваконцентрацию давления к центру. При нии не происходит эффективного эапи 45сближении давящих поверхностей штам- рания прессуемого материала в капсула происходит сближение и последующее ле, При этом при компактированииналожение конусов уплотнения, что не возникнет противодавления и загообеспечивает зарождение Уплотнения товка получается с неоднородными ме- .в:центре капсулы, распространение ханическими свойствами по сечению,50уплотнения от центра к периферии, При наклоне кармана к плоскости разьноэникновение сдвиговых деформаций ема более 7 происходит вдавливаниеиа границах уплотнения к неуплотнен- П-образных элементов в заготовку,ных эон, которые также перемещаются . и для удаления их из заготовки неот центра к периферии, вытеснение обходимо полалнительио ее обточитьнепопавшего в зону,уплотнения поверх- на 10 - 5 7, кроме того, это неностного объема гранул в тормозящую обеспечивает получения равномерныхплощадку штампа, свойств,Высота П-образных элементов Ь не дожкна быть меньше 0,15 высоты Н капсулы, так как в противном случае не произойдет эапирания металла и за-готовка не будет однородной по механическим свойствам. Если она больше 0,2 высоты капсулы, происходит преждевременное замыкание верхнего и нижнего П-образных элементов и вдавливание их внутрь заготовки, что требует ее дополнительной обточки на 10-. 157., Расстояние между П"образными элементами Ь равное 0,35-0,4 высоты капсулы Н, выбрано таким об 45 12202Толщина стенки И-образного элемента Т должна обеспечивать жесткостьконструкции, поэтому составляет1,5-2,0 толщины стенки капсулы Л.Если толщина стенки П-образного элемента не будет превышать толщиныстенки капсулы больше, чем в 1,5 раза, конструкция не будет жесткая и,противодавления при компактироваииине возникает. Это приводит к получе Онию на заготовке неоднородных механических свойств по .ее сечению идлине, Если толщина стенки П-образного элемента будет превышать больше, чем в 2 раза толщину стенкикапсулы, при деформации капсула порвется и произойдет ее разгерметиза. ция. В этом случае в пространствомежду гранулами проникнет воздух,который после компактирования за Охлопнется внутри заготовки. Это приведет к резкому снижению механических. свойств и однородности заготовок.Ширина.1 П-образного элементадолжна составлять 0,5-0,б от его высоты Ь. Если она составляет меньше0,5, П-образный элемент теряет устойчивость и не эффективно запирает гранулы, что приводит к преждевременному выдавливанию гранул или порошка в ЗОкармач и снижению эффективности всего процесса, так как наблюдается не-однородность механических свойств назаготовке, При превъшенин отношенияширины П-образного элемента к еговысоте более О,б происходит преждевременное смыкание П-образного элемента и вдавливание его в капсулу,что вызывает появление на готовыхзаготовках инородных включений, дляизбавления от которых заготовку необходимо дополнительно стачивать на 10157., кроме того, не обеспечиваетсяоднородность свойств заготовок,25 4разом, что в процессе деформациикапсулы в начальный момент идет подпрессовка гранул, При этом высотакапсулы уменьшается на величину0,35-0,4 от первоначальной высоты,Если расстояние между П-образнымиэлементами будет меньше чем 0,35от первоначальной высоты, не достигается полного уплотнения гранул вкапсуле, а если расстояние междуП-образными элементами больше, чем0,4, в процессе уплотнения гранул вкапсуле происходит выдавливание металла из штампа и снижение механических свойств и однородности заготовок, Выполненный по всему периметру штампа карман обеспечиваетпосле компактирования.выдавливаииечасти металла,Общийобъем карманасоставляет 0,01-0,02 от объемакапсулы.Возможность частичного выдавливания граул из капсулы приводит квозникновению сдвиговых деформацийпри компактировании, что резко улучшает механические свойства заготовоки их однородность. Если объем выцавливаемого металла меньше, чем 0,01от объема капсулы, сдвиговой дефор-.мации недостаточно и прочностныесвойства заготовок не достигают максимума, Если объем выдавливаемогометалла больше, чем 0,02 от обьемакапсулы, это, хотя и обеспечиваетполучение заготовок с высокими механическими свойствами, но приводит кзначительной потере металла,Использование инструмента дляосуществления компактирования с техническими параметрами, отвечающимиэтим. оотношениям, обеспечивает равномерную дегазацию гранул и порошкови получение плотной однородной заготовки ввъсокими прочностными своЙствамиВ табл, 1 представлены конкретныеварианты выполнения инструмента, а втабл, 2 данные физико-механическихсвойств заготовок, скомпактированныхс его. помощьюИзготовленные по вариантам 1, 2,3, 4, 5 и 6 заготовки из гранул ипорошка сплава 01417 имеют механические свойства, в частности предел проч.ности и плотность, значительно выше,чем на таких же заготовках, но полученных с использованием известногоинструмента, а газосодержапи заготовок значительно иже, 11 репел прочности заготовок с исполь:. апис;и,151 -0,1 35 им 35 нмО, 25 Н -0,3758 йи 15.4 5 н .0,2 Р. П-обраэлеиента и оте его к высотео элемента, мй Шнрн ваго 57,5 ии 75 -О,5-О ноиещ Ь этог 8 Ьв-О,б е 5 мй 70 йио 5 ффо;6 ми Уоми Уоми 55 ф 0,55 0,55 Толщнна Т стенки П-образного элене тв и отнощеине ег к толщине стенки капсуле Ак, мм бил 7 им Уме Уйи 5 ми 3;5 Ак 375 Аке 1,7 ЬЬ 1,75 Ак 1,4 А Расстояние метлу И- обраэныии элементамн и отноиеине вх к высоте ц капсул, мм Ооми73 ми 2 ни 290 ми0,396 Нф 0358 ф 0,375 Ифф 0,375 270 ни 290 ми 308 ни 0,35 Н 0,375 Н 0,4"0,4 Общая плверстийотношен ощааь 8, отн капсуле не ее к плащалы 8 69 см0,02 си 1 ЭосизОз -О.О 378 сй 9047 й0,022 си ЗУЗс ОЭ 5 О,О 225 см О,ОЭ Общий обмоэящей отношего иу капсу ъем у тор лпощадкн не его к об 70 си 5200 си 6940 см 3840 сй 6100 сй 5 а а а, а з, см Уголюэяще наклона то площадки,6 4 6 7 предложенного ццструмецта составляет , Кроме того заготовка получсандн3,8-4,0 кг/мм , а плотность 2,8- с использованием предложенного инстру 22,88 г/см , в то времй как на таких мента, более однородца, о чем можнобже заготовках, но получепью с иеполь- судить цо прочности и плотности,зоваццем известного инструмецтв, пре- Разброс прочности 5-0 (с 3,8 додел прочности 0,5-2,9 кг/имф, а ттлот,0 кг/см), хщотности до ). (с 2,85ность - 2,5-2,6 г/см , Газосодержа- . до 2,88 г/см ), в то времй как иа3ИИЕ жЕ Я За ГОтОВКак р ПОЛУЧЕПЗЕЫХ С ЗЙГООВНЕ а ПОЛУЧЕННОЙ С ИСПОЛЬЗОВаНИиспольэовацием предложенного инстру О ем известного, инструмента разбросАмента, значительно ниже 1,9-2,0 см / прочност 33 ых свойств измене.тсв и 4/ОО г, в та время как на заготовках, 5 раз .(с О,б до 2 а 9 кг/миф), а плотполучецньх с цспользовацием иэвест.- ность - на 10 Ж /с 2 5 до8;юного инструмента, 2,5"3,8 см/100 г., 2, ог /см),1220225 Таб ости,де О 29 Начало.заготовки 2,8 Елотность, г Содержанке водорода см /1 ОО г О 2,5 2,0. О ,95 1,9 1,95 Предел прочкг/мм Эв 6 Эв 9 3,9 7 2,67 г,ЕВ 2,В,О 91,95 1 6 3,9 1 95 На расстоя-Предел прнии 3/4 за-кг/ммготовкиПлотность очности,Эв 9 3,9 О 2 вВб 2 в 67 2,6 г/с водоро одерманк а, см /1 9 Конец Предел ваго кг/мм" товкнГлоткосСодераа прочкости,ть, г/с ие в /ОО На расстоянии088 Подписноерственного комитета СССРизобретений и открытий-35, Раушская наб., д, 4/5 ка ПИП "Патент", г. Ужгород, ул тная,Тираж ВНИИПИ Гос ло дел 35, Москва