Устройство для прессования биметаллических изделий из порошков

(51)4 В 22 Г 3/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ% ГОСУДЛРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(54) УстРОйство Для ЛРессовдиия БимеТАЛЛИЧЕС 1(ИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШ(ОВ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования биметаллических изделий из порошков. Цельизобретения - повышение качества изЯ 01 5 О 7538 А 1 2делий, Порошок засыплют в полости, образованные стенками матрицы, торцами пуансонов 1, стенклми перегоро" док 7, 8 и торцами плунжербв 13, 14.При гредвдрительном прессовднии порошка происходит смещение поверхностных слоев на величину С, равную 0,08" 012 толщины соответствующего слоя отпрессованного брикета, зд счет чего возникают сдвиговые деформации на границе слоев вызывающие интенсив- ное разрушение окисных пленок и шлаковых включений на частицах порошка. Затем пуансонами 1 осуществляют окончдтелы ое прессование брикета, в котором прочность сцепления отдельных слоев увеличена по сравнению с из" вест,ыми устройствами, что обеспечивает повышение качества и увспичение срокд службы изделий. 5 ил, 1 табл.3 1507511 и(; 1 ге Гт (Ос( т ( (пПГОоой металлургии, в частности к устройств;и длл прессования биометаллицсских изделий из порошков,Цсг(ь( изгбретенил лоллстся повышение кац(. с т г(л иэделий.Нэ (1 иг.1 схематично показано пр"длагаемое устройство после засыпкипорошка, гоперечный разрез; на фиг.2 .10то жс, о коце предоар(тельного прессоолнил (штрихпулктирой линией - вконце прессооанил) на фиг.3 - разрез Я-Я на фиг,1 на фиг,4 - узел 1на фиг,1; на фиг.5 - вид Б на фиг 3 15Устройство содержит пуансоны 1и матрицу, состоящую из корпуса 2,оер;(сй 3 и нижней 4 плит, связанныхисжду собой шпильками 5, Внутри матрцы псргс(дг(куллрно плоскости В, 20проходлщсй через ось пуансонов 1, пообе сторон( установлены о шахматномпорлдке с возможностью возвратнопоступэтсльного персмещенил по на.раоллющгл шпонкам 6 перегородки 7 25и 8.На боковых поверхностях перегородок 7, не соприкасающихся со стенками матрицы, установлены на упругихэлслентах 9 планки 10, которые своими Т-образными зацепами 11 входятв соответствующие пазы 12 перегородок7, при этом зацепы входят в пазы перегородок с образованием зазорамежду дном паза и торцом зацепа,определяемого по формуле4= (0,08 - 012)1 + Л;где 1 - толщина соответствующего слояотпрессооанного брикета, мм;д - величина перекрытия торца 40планки 10 с торцом перегородки 8 мм,Величину д принимают равной 12 мм длл компенсации смещения осейперегородок 7 и 8 друг относительно45друга и прсдотвращенил при этом просыпания порошка в зазоры между торцамиперегородок 7 и 8, а псроос слагаемоеформулы(0,08 - 0, 12)1 = С,где С - смещение поверхностей ка- дого слоя порошка, прилегающего к планкам, относительнопоосрхностей слоев порошка,находящегося между перегородками без планок.В зазорах между перегородками 7 и8 устэ(оолс(ы плунжеры 13 и 14, прицси нэ боковых поверх(остях плунжеров 8113, пр(п(-.( г(. х к па(кэи 1 О псрсгородок 7, установлены на упругих элементах 15 планки 16, пред(аэнаценные дил предотораще(ин утечки порошка впроцессе предварительного прессованил, которые своими зацепами 17 входят в соответствующие пазы 18, Перегородки 7 и 8 и плунжеры 13 и 14 связаны со штоками гидроцилиндров 19 и 20.На верхней плите 3 по осям плунжеров 13 и 14 выполнены загрузочные окна 21, в которых раэмеще(ы съемные заглушки 22, а в направляющих 23 установлены с возможностью возвратно- поступательного перемещенил доэаторы 21.Устройство работает следующим образом.В начальный момент перегородки 7 и 8 гидроцилиндрами 20 перемещают о крайнее положение навстречу друг другу до их соприкосновения в плоскости В. В этом положении торцы пе" регородок 8 соприкасаются в плоскости В с торцами планок 10, Затем вклю" чают привод перемещения пуансонов 1 (не показан) и вводят последние в матрицу дО соприкосновения с крайними перегородками 7 и 8, при этом плунжеры 13 и 14 при помощи гидроци" линдров 19 отоедены в крайнее положе" ние от плоскости В. После этого снимают заглушки 22 открывая загрузочные окна 21, и по направляющим 23 дозаторы 24 перемещают кзагрузочнымокнам 21, через которые порошок загружают в замкнутые полости образованные стенками матрицы, торцамипуансонов, стенками перегородок иторцами плунжероо. Затем дозаторы24 возвращают в исходное положение и загрузочные окна 21 закрывают заглушками 22. Начинают период предварительного прессования порошка, длячего в гидроцилиндры 19 и 20 привода плунжеров 13 и 14 и перегородок7 и 8 подают рабочую жидкость поддавлением, обеспечивающим усилиепредварительного прессования. Приэтом происходит перемещение плунжеров 13 и 14 в направлении плоскостиВ, что ведет к уплотнению порошкав замкнутых полостях, а это вызываетпоявление бокового давления Р напланки 10 и торцы перегородок 7 и 8.При этом боковое усилие, действующеена планки 10 со стороны порошка вы"Затем перегоРодки 7 и 8 Гидроцилиндрами 20 перемещают в крайнееположение навстречу друг другу до ихсоприкосновения в плоскости В, прикотором торцы перегородок 8 соприкасаются в плоскости В с торцами планок 10, а плунжеры 13 и 11 с помощьюгидроцилиндров 19 отводят в крайнееположение от плоскости В и пуансоны1 вводят в матрицу до соприкосновенияс крайними перегородками 7 и 8, после чего цикл прессования повторяют.Предлагаемое устройство позволяетосуществлять эапрессовку отдельныхслоев друг в друга на величину С,равную 008-0,2 толщины соответст- вующего слоя отпрессооанного брикета,в результате чего на поверхностяхконтакта отдельных слоев возникают значительные силы тренил, вызывающие сдвигооые деформации, что приводит к интенсивному разрушению окисных пленок и шлаковых включений на частицах порошка, а также к интенсивному взаимному перемешиванию частиц порош" ка, находящихся в поверхностных слоях, и увеличению сцепления отдельных слоев брикета за счет увеличения металлического контакта между частицами порошка, находящегося на соединяемых поверхностях, и, следовательно, повысить качество отпрессованных биметаллических брикетов.При энаценилх С, меньших О,ОВ тол" щины соответствующего слол отпрессованного брикета, уменьшаетсл интен" сивность разрушения окисных пленок и шлаковых включений из-эа недоста" точного удельного давления между отдельными слоями, необходимого для их разрушения, что уменьшает прочность соединения слоев друг с другом.Увеличение значения С больше 0,12 толщины соответствующего слоя отпрессодднного брикета практически не вли" влияет на увеличение интенсивности разрушения окисных пленок и шлаковых включений и не приводит к заметному увеличению прочности связи отдельных слоев отпрессованного биметаллического брикетаП Р и м е р, Устройство опробовано при прессовании биметаллического брикета, состоящего иэ четырех слоев с толщиной каждого слоя 50 мл, наружные слои которого состоят иэ железного порошка марки И 90-76, а внутренние - из железного порошка ПЖ 2)1. 5 1507эыоает деформацию упругих элементов9, максимальнал величина которой Равна У, о результате чего между бокооыми стенками перегородок 8 и планками 10 перегородок 7 образуется зазор С (фиг.1), что приводит к смещению поверхностей каждого слоя порошка, прилегающего к планкам 10, относительно поверхностей слоев порошка,находящегося между перегородками 8.Одновременно планки 16 плунжеров13 под действием упругих элементов15 находятся в постоянном контактес планками 1 О перегородок 15При достижении максимального предварительного усилия прессования состороны плунжеров 13 и 14 полостигидроцилиндров 20 привода перегородок 7 и 8 соединяют со сливом, при 20этом перегородки 7 и 8 под действиемпостоянно действующего на них давленил со стороны плунжероо 13 и 1 ч через предварительно спрессованные слоипорошка начинают перемещаться в направлении от плоскости В, а сами слои движутся навстречу друг другу. Наличиеуказанного смещения С поверхностейкаждого слоя порошка друг относительно друга приводит к запрессооке одно- ЗОго слоя в другой. В результате наэтих поверхностях возникают значительные силы трения, вызывающие сдви"говые деформации, приводящие к интенсивному разрушению окисных пленок ишлаковых включений на частицах порош- З 5ка а также к интенсивному взаимномуперемешиоанию частиц порошка, находящихся о поверхностных слоях.Период предварительного прессова 40ния (запрессоока отдельных слоев другв друга) продолжэетсл до тех пор, пока торцы перегородок 7 и торцы плунжеров 13 не совпадут с плоскостьюокна матрицы Г, а торцы перегородок8 и торцы плунжероо 1 - с плоскос 45тью окна матрицы Д. После этого начин:,ется период окончательного прессования пуансонами 1 от гидроцилиндровустройства (не показан) до получения50конечной высоты биметаллического брикета, равной Н ,Затем полости гидроцилиндроо 19привода плунжероо 13 и 14 соединяютсо сливом Один иэ пуднсонОо 1 Отводят иэ матрицы о крайнее положение,а другим осуществляют выталкиваниеотпрессооанного брикета, поспе чегои оыооддт из матрицы,7538 родку, установленную в матрице с возможностью возвратно-поступательногоперемещения, дозаторы и привод, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения качества иэделий,оно снабжено дополнительными перегородками, плунжерами, планками и уп"ругими элементами, перегородки установлены с возможностью воэвратнопоступательного перемещения перпен"дикулярно плоскости, проходящейчерез ось пуансонов в шахматном по".рядке по обе стороны, плунжеры размещены в зазорах между перегородками,планки опираются на упругие элементы,установленные на сопрягающихся боковых поверхностях плунжеров и перегородок, и выполнены с Т-образными выс тулами, а перегородки и плунжерыс Т-образными пазами, при этом высту"пы планок размещены в пазах плунжерови перегородок с образованием торцового зазора.) 6, МПа 6, МПа С, мм Устройство Известное Предлагаемое 2(0,05) 3,2(0,08) 4,8(0,12) 6 (0,15) Р р и м е ч а н и е. С - смещение поверхностей каждого слояпорошка, прилегающего к планкам, отно".сительно поверхности слоев порошка, находлщегосл между перегородками беэ планок; 11 - толщина слоя в брикете; с.- прочность на разрыв; 6 - процность на сдвиг слоев друг относительно друга. 7 150Усилие предварительного прессомния 150 кН, а усилие окончательного прессования 1000 кН, После прессования брикеты подвергались термообработке при 1000"С в течение 30 мин,В таблице приведены сравнительные результаты испытаний. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет улучшить механические свойства спрессованного биметаллического брикета за счет повышения прочности сцепления отдельных слоев, в результате чего повышается качество готовых иэделий, а следовательно, увеличивается срок их службы примерно в 1,5 раза. Формула изобретения Устройство для прессования биметаллических иэделий из порошков, содержащее матрицу, пуансоны, перего" 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 80,4 80,180;5 110,1 115,1 107,2 130,4 129,1 132,1 133,1 131, 132,4 132,8 136)6 135,2 48,3 47,8 48,4 60,1 61,2 59,8 70,2 70,0 70,6 71) 70,4 70,6 70,7 72,1 71,610 рска Соста вит ель Г. За Техред М.Ходанич деактор А,Лежни ректор О.Ципле 3 акаэ 546/17 Тираж 7111 НИ 1 П 1 И Госуда, ственного по изобретени113)35, -35, Раушская комитетаИоскйд Ж(2 (г Подписное и открытиям при ГКНТ СССРаб д, 4/5