Устройство для электроимпульсного спекания

Полезная модель, относится к устройствам высоковольтного электроспекания с пропусканием тока высокой частоты через электропроводные металлические порошки (или композиции) и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий на пуансоны, геттеры, эмиттеры, кромки режущих и долбежных инструментов.

Техническим результатом является упрощение процесса с сохранением возможности получения металлических заготовок с заданными свойствами.

Технический результат достигается тем, что устройство для электроимпульсного спекания включает генератор импульсных токов, последовательно соединенный с индукционно-динамическим приводом, содержащим индуктор и толкатель, который соединен с электродами-пуансонами и матрицей для размещения прессуемого порошка.

Полезная модель относится к устройствам высоковольтного электроспекания с пропусканием тока высокой частоты через электропроводные металлические порошки (или композиции) и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий на пуансоны, геттеры, эмиттеры, кромки режущих и долбежных инструментов.

Известно устройство электроимпульсного прессования, в котором генератор импульсных токов используется для спекания металлического порошка пропусканием электрического тока через электроды пуансона. Для сжатия металлического порошка используется пресс (1. Райченко А.И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока. М.: Металлургия, 1987. 129 с.2. Григорьев Е.Г. Калин Б.А. Электроимпульсная технология формирования материалов из порошков: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008. 152 с.). Принципиальная схема устройства приведена на фиг.1. В матрицу 2 из неэлектропроводного материала засыпается металлический порошок 1 и прижимается прессом через электроды-пуансоны 3. К электродам пуансонам подключен параллельно генератор импульсных токов (ГИТ), состоящий из батареи высоковольтных импульсных конденсаторов. Для пропускания электрического тока через электроды и металлический порошок, используется батарея высоковольтных импульсных конденсаторов с запасаемой энергией 20÷40 кДж, разряд которой обеспечивает кратковременное энерговыделение, длительностью менее 10^-3 с., импульсом тока величиной 10⁵÷10⁷ кА/м^-2 и внешним прессующим давлением от пресса.

Недостатками этого устройства является необходимость наличия отдельного технологического блока для проведения прессования металлического порошка, что требует дополнительных энергетических затрат, а также его инерционность при механическом воздействии, приводящая к затруднению получения металлических заготовок с заданными свойствами из-за кратковременности процесса протекания электрического тока.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для прессования порошков (фиг.2), включающее генератор импульсных токов 1, параллельно соединенный с индукционно-динамическим приводом, содержащим индуктор 2 и толкатель 3. Протекающий по индуктору разряд импульсного тока 4 от генератора образует магнитный поток 5, который обуславливает возникновение индуцированных токов 6 в металлическом толкателе 3 магнитного давления 7 и перемещает пуансон 8 к металлическому порошку 9, помещенному в матрицу 10. Процесс спекания проводят отдельно в печи (Миронов В.А. Магнитно-импульсное прессование порошков. - Рига: Знание, 1980. - с.196.).

Недостатком данного устройства является то, что при этом процессе происходит только прессование порошкового материала, а для спекания необходимо наличие дополнительного нагревательного оборудования с энергетическими затратами для нагрева.

Техническим результатом является упрощение процесса, за счет совмещения процессов прессования и спекания, с сохранением возможности получения металлических заготовок с заданными свойствами.

Технический результат достигается тем, что устройство для электроимпульсного спекания включает генератор импульсных токов, последовательно соединенный с индукционно-динамическим приводом, содержащим индуктор и толкатель, который соединен с электродами-пуансонами и матрицей для размещения прессуемого порошка.

Отличием предлагаемого устройства от известного является то, что индукционно-динамический привод соединен с электродами-пуансонами и порошком последовательно.

На фиг.3 представлено устройство для электроимпульсного спекания с индукционно-динамическим приводом, содержащее генератор импульсных токов 1 с коммутирующим устройством К_У, индукционно-динамический привод 2, электроды-пуансоны 3 и 4, матрицу 5 с помещенным в нее металлическим порошком 6.

Устройство работает следующим образом. В диэлектрическую матрицу 5 помещается металлический порошок 6 и прижимается статически электродами-пуансонами 3 и 4 с двух сторон. При протекании импульса тока I_Р через коммутирующее устройство К_У генератора импульсных токов (ГИТ) 1, в толкателе индукционно-динамического привода 2 возникают пондеромоторные силы, которые передают механическое воздействие через пуансоны 3 и 4, которые являются одновременно и электродами на металлический порошок 6, помещенный в матрицу 5. Благодаря последовательному соединению ГИТ - индукционно-динамического привода - электродов - порошка, обеспечивается синхронизация механического и теплового воздействия на порошок.

Ниже приведен пример осуществления полезной модели.

Для получения спеченной заготовки, пористостью 98%, из медного порошка, гранулированный порошок меди марки М01 засыпают в матрицу и прижимают стальными электродами-пуансонами диаметром 6 мм. На электроды и порошок подают напряжение 2800 В от генератора импульсных токов. В результате получают спеченную заготовку из меди с пористостью 98÷100%.

Таким образом устройство позволяет без использования дополнительного оборудования, требующего энергетических затрат, получить заготовки из металлических порошков с заданными свойствами.

Устройство для электроимпульсного спекания, содержащее генератор импульсных токов, последовательно соединенный с индукционно-динамическим приводом, содержащим индуктор и толкатель, который последовательно соединен с электродами-пуансонами, размещенными с двух сторон матрицы, и матрицей для размещения порошка.