Капсула для прессования труб из порошковых материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЕТ ИЯ 11 ьЛг. 1 й ое прев.-М.: 26-28 СО О ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗК ПАТЕНТУ(71) Грэнгес НЮБЮ АБ (5 Е)(72) Кристер Ослунд, Оке ОкермаХанс Эрикссон, Бенни Флодини Класс Торнберг (5 Б)(56) Патент Японии У 49-148977кл. В 22 Р 3/20, 1979.Кузянов В,Г, Изостатическсование порошковых материалоЦНИИ "Электроника", 1976, с.(54) КАПСУЛА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к областипорошковой металлургии, в частностик устройствам прессовой оснастки дляпрессования порошковых материаловна основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов.Целью изобретения является повьппение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемыхизделий. Для получения прессовки подэкструзию берут капсулу, в которойвнешняя оболочка 1 выполнена в видетрубы из спирального свернутого листового материала. Во внешней оболочке размещена внутренняя оболочка 2с образованием кольцевого зазора.1369666 10 15 20 25 3035 Со стороны задних концевых участковоболочек зазор перекрывают вкладышем4 с крьппкой 6, которые образуют днокапсулы Вкладьпп 4 кольцевой или воронкообразной формы, выполненный изстали с низким содержанием углерода,размещают в крышке 6 и свариваютсборку с внешней и внутренней оболочками, Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошком, подвергают виброуплотнению. Затем со стороны передних концевых 1Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки для Формирования в оболочках из порошкового материала на основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов труб процессами холодного прессования и экструзии.Целью изобретения является повышение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых иэделий.На фиг, 1 представлена капсула с насадками, имеющими профиль сечения в форме дуги; на фиг. 2 - вариант выполнения капсулы, имеющей острый профиль поперечного сечения насадки со стороны поверхности, примыкающей к внутренней оболочке; на фиг, 3 - вариант выполнения капсулы с насадками, контур поперечного сечения которых представляет собой зеркальное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков. Капсула (фиг.1) состоит иэ внешней 1 и внутренней 2 оболочек. На концевых переднем и заднем торцовых участках между внешней и внутренней оболочками размещены насадки, выполненные в виде вкладьппей 3 и 4 и крышек 5 и 6. Насадки могут быть выполнены из железа или подобного металла. Крышка 5 имеет цилиндрический внутренний 7 и цилиндрический внешний 8 участки. Крьппка 6 имеет внутренний цилиндрический уцасток 9. В местах участков оболочек размещают насадкув виде воронкообразного вкладьппа 3с крышкой 5 и соединяют точечнойсваркой, Крышку 5 приваривают герметично к внешней и внутренней оболочкам. Внешняя оболочка имеет переменный профиль по высоте и выпуклуючасть между промежуточными участками, что позволяет после прессованияполучить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами. 4 з.п.ф-лы,3 ил,2окончания цилиндрических участков 7-9 крьппек находится сварной шов для приваривания крышек к внешней и внутренней оболочкам. Поверхность вкладышей 3 и 4, а также крьппек 5 и 6 выполнена в виде дуги окружности. Внутренние концевые части крьппек со стороны цилиндрических участков 7 и 9 плотно соединены с внутренней оболочкой окружным сварным швом. 1 ереход цилиндрических участков крышек и вкладышей в дугообразные выполнен по радиусу. Внешняя оболочка 1 выполнена с переменным по высоте профилем, причем ее средняя часть выполнена выпуклой по отношению к концевым участкам 10. Выпуклость внешней оболочки 1 прямо противоположна усадке порошкового материала при холодном изостатическом прессовании. Внешние торцовые поверхности вкладьппей 3 и 4 выполнены плоскими, а в местах контакта с внешней оболочкой 1 скошены или скруглены так, что отбортованные края внешней оболочки 1 усаживаются до линии 11, которая соответствует идеальной цилиндрической форме. В соответствии с этим концевые цилиндрические участки во внешней оболочке 1 обжаты вальцеванием до совпадения с линией 11, Для исключения складок и получения более точной центровки заготовки прессуемого материала, согласно изобретению, изменение диаметра внешней оболочки ограничено в зоне вкладышей 3 и 4. Между концевыми участками внешнейоболочки в зоне контакта с насадка 3136966 ми и средней выпуклой частью этой оболочки имеются промежуточные участки 12, выполненные выпуклыми в направлении средней части и вогнутым5 профилем, вступающие в концевые участки. Средняя часть внешней оболочки между промежуточными участками имеет постоянный диаметр. Промежуточные участки 12 имеют форму усеченного конуса и выполнены в виде зеркального отображения профиля поперечного сечения дугообразных поверхностей вкладышей. Линия 11 представляет собой ось зеркальной сим метрии. Угол с - угол изгиба внешней оболочки уменьшен вследствии усадки по сравнению с углом о - углом изгиба соответствующей насадки.Вариант выполнения капсулы (фиг. 2), отличается от первого варианта (фиг. 1) тем, что вкладьппи 3 и 4 и крышки 5 и 6 имеют острый профиль поперечного сечения в месте перехода цилиндрических участков в дугообразные (под углом), Дугообразная поверхность вкладышей и крышек соответственно простирается непосредственно до внутренней оболочки 2 и образует с ней тупой угол р .30В данном варианте выпуклыми могут быть выполнены внешняя и/или внутренняя оболочка, Выпуклыми могут быть выполнены оболочки, изготовленные по спирали сваренной в трубу полосы35 иэ листового материала.Отличие конструкции капсулы (фиг.3) состоит в том, что вкладыши 3 и 4 герметично сварены с внешней 1 и внутренней 2 оболочками. Конструкция40 исключает наличие крышек на вкладышах. Выпуклость внешней оболочки постепенно и непрерывно увеличивается в осевом направлении к средней (цилиндрической) части оболочки. Контур поперечного сечения насадок представ 45 ляет собой зеркальное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков внешней оболочки, что отражается на линии 11, однако вытянуто в радиальном направлении,50 причем величина растяжения соответствует примерно отношению разности между внешним и внутренним диаметром прессуемой заготовки к усадке диаметорд капсулы, предпочтительно с учетом изменения площади сечения с уменьшенным радиусом. Сваривание насадок с внешней и внутренней оболочками производится на концевых участкахоболочек, Насадки могут быть выполнены из спрессованного порошковогоматериала.Работа капсулы поясняется следующим примером.П р и м е р. Для изготовленияпрессовки с внешним диаметром 144 ммдля экструдирования трубы иэ нержавеющей стали с внешним диаметром50 мм и толщиной стенок 5 мм используют капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы изспирально свернутого листовогоматериала. Внешняя оболочка имеетдлину 600 мм, внешний диаметр 154 мм,толщину стенки 1,5 мм, На обоих концах оболочка обжата вальцеванием илиприложением давления во время вращения таким образом, чтобы на концахобразовались цилиндрические участкис внешним диаметром 144 мм, к которым примыкают промежуточные участки.Затем концы внешней оболочки шлифуют.Внутри внешней оболочки размещаютвнутреннюю оболочку 2, образующуюкольцеобразный зазор. Со стороны задних концевых участков оболочек зазорперекрывают вкладышем 4 с крьппкой 6,которые образуют дно капсулы. Крышку6 выполняют из листового материала,плотно прилегающей к внешней и внутренней оболочкам. Внутреннюю оболочку выполняют из трубы длиной 590 мм,сваренной вдоль, с толщиной стенки1,5 мм и внутренним диаметром 40.мм.Вкладыш 4 кольцевой или воронкообразной формы выполняют из стали с низким содержанием углерода (примерно0,0043), размещают в крышке 6 и сваривают сборку с внешней и внутреннейоболочками. Капсулу устанавливаютвертикально на плите, заполняют порошковым материалом, подвергают виброуплотнению до относительной плотности 687 при частоте вибрации 80 Гц.Затем в капсуле со стороны переднихконцевых участков оболочек размещаютверхнюю насадку в виде воронкообразного вкладьппа 3 с крышкой 5. Насадкувдвигают под давлением в зазор междувнешней и внутренней оболочками.Крышку 5 выполняют из листового материала, а вкладьпп 3 подобно вкладышу 4,Точечной сваркой приваривают воронкообразный вкладыш 3 к крышке 5,а последняя приваривается герметично513696и внутренней оболочкам Формула изобретения к внепней(фиг. 1).Собранную капсулу подвергают холодному изостдтическому прессонаниюн воде при давлении 4700 бар до плотности 887. При этом капсула обжимдется до внешнего диаметра 144 мм,т.е. до размера цилиндрических концевых участков внешней оболочки. Раз-,мер 144 мм соответствует внутреннемудиаметру контейнера экструзионногопресса, Зд счет этого обеспечиваетсяточная центровка. После прессованиявнутренний диаметр прессовки с доста-,точной точностью составляет 40 мм.лПосле индукционного нагрева до 1200 Гпроводят экструдирование прессовкив желаемую бесшовную трубу, Необходимость н последующей обработке отпадает. Передний участок трубы, состоящий из низколегированной стали отрезают. Часть трубы, состоящая из спрессованного порошкового материала избыстрорежущейстали, не имеетповреждений. Потери материала эа счетэтого снижаются до минимума.Выполнение внешней оболочки с переменным профилем по высоте и выпуклой частью между промежуточными уча 30стками позволяет после прессованияполучить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами, благодарячему создается возможность поньппенияточности получаемых после экструдирования труб, улучшается их качество З 5и повышается выход годного за счетисключения дополнительной обработкитруб,Вследствие незначительных допускон в размерах прессовки улучшаются40условия смазки н экструдере, что сказывается на качестне поверхности получаемых изделий.Предложенное техническое рещениепозволяет выдерживать размеры прессуемых труб с отклонением + 0,1 мм,что имеет решающее значение при зкструдиронании изделий из порошковых материалов, в частности труб без повреждений,50 сплднон, н частности, из жаропрочных сплднов ля теплообменникон, например, из высоколегированных никелевых спланон с содержанием 807 никеля и 207,. хрома, включающая внутреннюю и внешнюю оболочку, выполненную иэ тонкого, предпочтительно толщиной 1-2 мм. стального листа с содержанием углерода н материале последнего менее 0,015 Е, н частности, меньше 0,004 Х, и установленные с кольцевым зазором, размещенные на концевых торцовых участках оболочек и перекрывающие их кольцевой зазор насадки, о т л и ч д ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности размерон, снижения брака и улучшения качества прессуемых иэделий, по меньшей мере внешняя оболочка выполнена с переменным профилем по высоте, ее средняя часть выполнена выпуклой по отнопению к концевым участкам и соединена с последними промежуточными коническими участками, выполненными выпуклыми н направлении средней части и вогнутым профилем, нступдющим в концевые участки, а насадки имеют вкладыши из сплошного или спрессованного изпорошка материала, проходящие по высоте промежуточных участков н зазормежду внешней и внутренней оболочками,2. Капсула по и. 1, о т л и ч аю щ д я с я тем, что насадки выполнены конической, полусферической иливоронкообразной формы и имеют центральное отверстие для приема внутренней оболочки.3, Капсула по пп. 1 и 2, о т л ич а к 1 щ а я с я тем, что по крайнеймере насадка со стороны одного торцового участка капсулы выполнена с центральным отверстием и с плоской торцовой поверхностью, при этом ограничивающая поверхность насадки междустенкой центрального отверстия и наибольшим наружным диаметром насадкиимеет профиль поперечного сечения,подобный дугообразному, д центрыэтого профиля находятся в областикругообразной линии среза между плоской торцовой понерхностьк 1 и центральным отверстием или внутри этогокруга, ч Капсула по 55 ч д ю щ а я с я спрессованного изматериала вкладыши из сплошного или порошкообраэного 1. Капсула для прессования труб из порошковых материалов, преимущестненно длинномерных типа стержней и подобных иэделий иэ нержавеющей стали и высоколегированных никелевых пп. 1 - 3, о т л итем, что выполненные1369666 ных участков насадок имеют контур по поперечномусечению, подобный зеркальному отображению контура конических промежуточ 5. Капсула почающая с явыполнены в виде пп. 1-4, о т л итем, что насадкивкладьлпей и крьппек.1369666 г Составит Техред и ь Л. Гамаюноваоданич Корректор С. Шекмар ерб Редакто 39 Подписно ственного комитета СССР обретений и открытий -35, Раушская наб., д. 4 Заказ 320 изводственна-полиграфическое предприят Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, Ужгород, ул,Проектная,4