Способ изготовления спеченных пористых изделий

(192 3/24 12 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7) Рижский политехнический инсти" тут им.А.Я.Пельше и Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) П.П,Левин, В.А.Миронов, В.М.Капцевич и А.А.Гуревич(56) Кот А.А., Миронов В.А. - Кузнечно-штамповое производство, 1984, В 7, с.10-11.Авторское свидетельство СССР У 77278, кл. В 22 Р 3/24, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления спеченных пористых изделий, Целью изобретения является повышение качества изделий с переменной сквозной пористостью и расширение технологических возможностей, Способ включает формование заготовки из металлического порошка, ее спекание и последующую обработку давлением. Последнее осуществляют путем воздействия на заготовку им-. пульсным магнитным полем. Максимальную амплитуду и длительность импульса давления магнитного поля выбирают из соотношения: 1,05 б(1-П; )2-2 Ло Я о Йче 4-Р й 2 6 1 п 4 П 25 тп о Я офК2Е 0,59 - - - --- , где По, ,У исходная пористость, удельное элект" росоротивление и толщина обрабатываемой заготовки соответственно; Йц, Ж 2 . - размер частиц и предел текучести материала порошка соответственно; /И - магнитная постоянная (4 Ф ф-РфО Гн/м); Р - максимальная амплитуда давления магнитного поля, МПа, Й - длительность импульса давления магнит го поля, мкс. 2 ил., 3 табл, пффф1397178 2ки 1 и мягкой подлолой 3 ( например, из полиуретана ) для предотвращения нарушения пористой поверх 5ности заготовки, не обращенной к индуктору, и создания противодавленияна заготовкуво время магнитнос- импульсного воздействия. Плоский индуктор 2 подключают к генератору импульсных токов (ие показан), Далееосуществляют разряд высоковольтного емкостного накалителя генератораимпульсных токов на индуктор 2 смаксимальной амплитудой и длитель 15 костью импульса давления магнитногополя, выбираемых из соотношений Изобретение относится к порошка" вой металлургии, в частности к спосо бу изготовления спеченных пористых изделий.Цель изобретения - повышение качества изделий с переменной сквозной пористостью, расширение технологиче ких возможностей.На фиг. представлена схема осуществления способа для заготовки конической формы; на фиг.2 - схема осу ществления способа для заготовки волнистой формы.Спеченную пористую заготовку 1 конической формы помещают в конический индуктор 2, который подключают к генератору импульсных токов (не показан),Далее осуществляют разряд высоко вольтного емкостного накопителя гене" ратора импульсных токов на индуктор 2 с максимальной амплитудой и дли-. тельностью импульса давления магнитного поля, выбираемых иэ соотношений. 1,05 бтп (1-По) е 4 Р 2 бтл 1 п 4 П Вследствие взаимодействия магнитного поля конического индуктора 2 смагнитным полем вихревых токов, наведенных в материале спеченной пористойзаготовки 1, возникает объемное пере менное по глубине заготовки давлениемагнитного поля. В результате этогопроисходит объемная и переменная посечению пластическая деформация спеченной заготовки 1 и, как следствие,изменение ее поровой структуры потолщине. При этом поверхность заго"товки 1, обращенная к индуктору 2не нарушается благодаря отсутствиюконтактного давления на нее. Положительное влияние на процесс пластической деформации оказывает нагрев спеченной пористой заготовки 1 наведенными в ней вихревыми токами.В случае получения спеченных пористых изделий с переменной порис- .тостью по сечению волнистой формыспособ осуществляется следующим образом (фиг,2),яро 1, (- %до Р25 ---10 59ю 1,05 та( П) еРю 42 бтп 1 п 4 П,25 - ФС 0 59 -2 К оЙ Д 2 уВ результате происходят объемнаяи переменная по толщине пластическаядеформация спеченной пористой заготовки 1 и, как следствие, изменениеее пористости по сечению,П р и м е р :1, Изготавливаютфильтрующее изделие конической формы с переменной пористостью по сечению, В качестве заготовок используют изделия из порошка сферическойбронзы с размером частиц +315-400 мкм,полученные методом спекания свободнонасыпанного порошка в стальную форму (температура спекания 1120 К,время спекания 1 ч),Заготовки имеют наружный диаметр 19 мм, внутренний диаметр 13 мм, длина 32 мм, толщина стенки 3 мм.Исходная пористостьзаготовок составляет 32, удельное электросопротивление 20 10 Ом м.Для магнитно-импульсной обработки спеченных пористых заготовок изготав,ливают пять цилиндрических индукторов с различным числом витков при одинаковом диаметре и длине рабочей зоны,что позволяет изменять в широких пределах индуктивность ищукторов, частоту разряда, а следовательно, идлительность импульса давления магнитного поля.Спеченную пористую заготовку 1волнистой формы располагают междуиндуктором 2, выполненным в видеспирали Архимеда по профилю заготовРезультаты магнитно-импульсной обработки спеченных пористых заготовок представлены в табл,1.1397178 при давлениях магнитного поля, превышающих выбранный верхний предел(Ри = 89 и 95 МПа), происходит закупорка пор (образование закрытой пористости) и обраэавнние трещин, приводящие к резкому снижению проницаемости и повреждению изделий.Анализ табл,З показывает, что вы .бор длительности импульса воздействия магнитного поля ниже минимально допустимого (сц = 18 мкс) такжене приводит к получению переменнойпористости. Это мо:;,но объяснить проявлением скин-зффе ".,г, при котороммаксимально дав: ени магнитного голя сосредотачивается в припаверхностной зоне заготовки, обращеннойк индуктору, При длительности импульса давления выше выбранного верхнего предела ( Са = 1 08 и 135 мкс)происходит резкое ослабление резуль"тата объемного деформирования и повреждение заготовок,Это вызвано проявлением эффекта"магнитной подушки", при котором маг;нитное поле "просачивается" череззаготовку, создавая заметное противодавление,1,058 (1 Пд)2 2 По 10 20 20 10 В Для проверки пределов укаэанных в формулах соотношений обработка импульсным магнитным полем проводится при максимальных амплитуде и длительности импульса давления магнитного. поля как в указанных ранее пределах, 35 так и при параметрах, выходящих за эти пределы.Результатыобработки при различных значениях максимальной амплитуды давления магнитного поля и постоянной . 40 длительности импульса давления, равной 81 мкс (используется индуктор ИВ-9), приведены в табл.2. В табл.З приведены результаты 45 магнитно-импульсной обработки при различных значениях длительности импульса давления магнитного поля и одина ковой максимальной амплитуде давления магнитного поля, равной 84 МНа 50(М = 4,0 кДж) . Из анализа табл.2 видно, что магнитно-импульсная обработка спеченных пористых заготовок при давлениях маг" 55 нитного оля ниже выбранного минимального предела (Р = 73 и 79 МПа) не приводит к получению регулярнойпе" ременной пористости по сечению, а 2110 Максимальная амплитуда давления магнитного поля устанавливается соответствующей энергией разряда.Исходя иэ соотношений Рн 2 бтп 1 п 4 П,Я 1 Й у25 , г 0 диустанавливаются необходимые пределы выбора максимальной амплитуды и длительности импульса давления магнитного поля-г озг1,05 180 10 (1-0,32)2. ей Р,2180 10 1 п 4 ф 0,32, 80 МПаРи 4. 88 МПа; 3 144 3,12 1 О (2 10 ) 20 1 О Оь 59 3,14 4 3,14 10 " (3 10 з ) 20 мкси и1 05 мкс. П р и м е р 2. Изготавливают фильтрующее изделие волнистой формы с переменной пористостью по сечению. В качестве заготовок используют изделия из порошка сферической бронзы с размером частиц +200-315 мкм, полученные аналогично примеру 1. Размеры заготовки: радиус волны 50 мм, ширина и длина 1 20 мм, высота 1 5 мм, толщина стенки 3 мм, Начальная пористость составляет ЗЗЕ, уделное злектросопротивление - 21 1 0 Ом м,Предел текучести материала порошка 180 МПа.Устанавливают необходимые пределы выбора максимальной амплитуды и длительности импульса давления магнитного поля 10518010 (1-0,33 ) е4Р,2 180 10 1 п 4 О, 33, 77 МПа 4 6 Р 499 МПа; Зд 12 ф 4 фЗ 1410 (3 1510 )397178 Энергия разряда, кДк Максимальная 0 3,0 73 32 32 32 79 4,0 84 89 Закупорка 5,0 Таблица 3 Число витСостояние загоДлительность импульса давления магнитков индуктора тонки НОГО ПОЛЯ)МКС 18 54 81 108 12 15 135 Разрыв амплитуда давления магнитного поля,МПа Пористость)%, на расстоянии отвнешней поверхности образца,мм 2 3 3 3 )О 31 28 27 27 26 24 25 25 24 Пористость,% нарасстоянии.отвнешней поверхности образца,мм 0 1 2 3 28 28 28 27 29 28 27 26 31 29 27 2 б 3 3 31 30 Таблица 2Состояние пор Закупорка,образование трещин/5 эводственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектна Тираж 740 ВНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, Женного комитета Стений и открытий5, Раушская наб.,