Устройство для формования длинномерных изделий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, состоящееиз корпуса, формующей матрицы и экструдирующих элементов, установленных в корпусе и снабженных индивидуальными приводами, о т л и ч а 10 щ -е е с я тем, что, с целью повьшения качества изделий, зкструдирующие элементы установлены концентрично, причем внут ранний элемент выполнен в виде ступенчатого шнека с наружной винтовой нарезкой, а наружг гй элемент выполнен с -внутренней винтовой нарезкой и соединен с формующей матрицей,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) SU (II) 4(51) В 22 Е 3/20

k () с

)) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3591323/22-02 (22) 14.03.83 (46) 15.02.85. Вюл. № 6 (72) С.С.Клименков и Д,С.Лысов (71) Витебский технологический институт легкой промышленности (53) 621.762.4(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 461848, кл. В 22 Е 3/02, 1973.

2. Кислый П.С, Прессование туго,плавких соединений в вакуумной шнек1маш(ине, "Теория и практика прессования порошков", сб.Трудов ИПМ, изд.АН УССР,. Киев, 1975, с.139-145. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ

ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, состоящее из корпуса., формующей матрицы и экструдирующих элементов, установленных в корпусе и снабженных индивидуальными приводами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изделий, экструдирующие элементы установлены концентрично, причем внут ренний элемент выполнен в виде ступенчатого шнека с наружной винтовой нарезкой, а наружный элемент выполнен с внутренней винтовой нарезкой и соединен с формующей матрицей. "

1139565

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к устройствам для формования длинномерных изделий из металлических порошков.

Известно устрройство для формования 5 длинномерных иэделий, включающее корпус, питатель и экструдирующий эле(мент, выполненный в виде шнека, установленного внутри корпуса (1) .

Недостаток данного устройства высокая пористость полученных изделий, обусловленная захватом воздуха внутрь спрессованного материала, а также низким усилием формования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для формования длинномерных изделий, состоящее из корпуса, формующей матрицы и двух экструдирующих элементов, 20 установленных в корпусе и снабженных индивидуальными приводами. При этом экструдирующие элементы установлены последовательно, а в пространстве между ними расположена вакуумная камера (21 .

Недостаток данного устройства— невысокое качество изделий, обусловленное низким усилием прессования, развиваемым экструдирующими элемен- 30 тами.

Цель изобретения — повышение ка1 чества изделий.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для формования 35 длинномерных изделий, состоящем из корпуса, формующей матрицы и экструдирующих элементов, установленных в корпусе и снабженных индивидуальными приводами, экструдирующие эле- 40 менты установлены концентрично,.причем внутренний элемент выполнен в виде ступенчатого шнека с наружной винтовой нарезкой, а наружный элемент выполнен с внутренней винтовой нарезкой и соединен с формующей ма-! трицей.

На,чертеже показана схема устройства, Устройство для формования длинно- 50 мерных изделий состоит из корпуса 1, внутри которого расположены экструдирующие элементы, внутренний из которых выполнен в виде ступенчатого шнека 2 со ступеньками 3 и 4, оправ- SS кой 5 и внешней винтовой нарезкой 6, а наружный выполнен в виде наружного шнека 7 с внутренней винтовой нарезкой 8. Винтовые нарезки внутреннего наружного элементов имеют противоположные направления, К торцу наружного элемента (шнека 7) прикреплена формующая матрица 9, Оба элемента снабжены индивидуальными приводами (не показано) . Сверху на корпусе 1 установлен загрузочный бункер 10.

Устройство работает следующим образом.

Порошок из загрузочного бункера

10 захватывается наружной нарезкой ступеньки 3 вращающегося внутреннего шнека 2 и транспортируется в зону формования, ограниченную поверхностями матрицы 9 и оправки 5. В процессе перемещения порошка вдоль внутреннего шнека 3 происходит захват и перемещение порошка внутренней .нарезкой вращающегося наружного шнека 7. Движение обоим шнекам сообщается от приводов и в противоположных направлениях. В результате в зоне формования порошок транспортируется по каналам нарезки обоих шнеков, Поскольку матрица 9 крепится непосредственно к наружному шнеку 7, а оправка 5 выполнена как единое целое с внутренним шнеком 2, то в результате этого прессование порошка происходит между вращающимися в противоположные стороны формующими элементами, Процесс экструдирования в предлагаемом устройстве существенно отличается от экструдирования в известном устройстве, В известном устройстве при транспортировании порошка от разгрузочного бункера к формующей матрице имеет место внешнее трение порошка о поверхность корпуса. При транспортировании порошка происходит межчастичное трение его слоев, перемещаемых внутренней и наружной нарезками соответствующих шнеков. Известно, что коэффициент межчастичного трения может в несколько раз превосходить коэффициент внешнего трения. Согласно исследованиям, для железного порошка коэффициент межчастичного трения в зависимости от нормального давления изменяется в пределах 0,485-1,25, тогда как коэффициент внешнего трения находится в пределах 0,128-0,180, т.е. коэффициент межчастичного трения железного порошка в 3,78"16,84 раз больше, чем коэффициент внешнего трения. Это означает, что в устройст1139565

Относительная плотность 7 Относительное повьппение плотности,X

Количество пластификатора,X пп

ИзвестПредлагаемое устройство

; нее ! устройство

1 Дисилицид

28,81

59 молибдена

30,64

36,92

62

65 ве наличие межчастичного трения порошка между нарезками обоих шнеков (при одних и те же нормальных давлениях в нарезке} позволяет в несколько раз увеличить крутящий момент без проворачивания уплотняемой массы совместно со шнеками в известном устройстве имеет место наличие только внешнего трения) . При .этом одновременно увеличивается и усилие экструди40 рования. В результате возрастает плотность сформированного изделия.

В известном устройстве частицы порошка при движении воздействуют на поверхность корпуса как абразивные 15 зерна, постепенно сглаживая микронеровности. В результате коэффициент внешнего грения уменьшается, соответственно уменьшаются крутящий момент шнека, а также усилие экструдиро- gp вания и, как следствие, уменьшается плотность иэделия. Таким образом, процесс экструдирования в известном устройстве со временем дестабилизи,руется. 25

В предлагаемом устройстве трение возникает между движущимися слоями порошка, в которых происходит непрерывное перемешение частиц порошка из зоны трения вглубь нарезки и наоборот. В результате коэффициент межчастичного трения не изменяется, а сам процесс экструдиравания стабилен во времени.

В известном устройстве подача порошка в.зону формования осуществляется одним шнеком. В процессе экструдирования слои, пркнегающие к поверхФФ Материал порошка

4 ности матрицы, движутся более замедленно,- чем внутренние, В результате имеет место нарушение целостности сформованного изделия, Предлагаемое устройство предусматривает подачу порошка в зону, формования с помощью двух шнеков, при этом наружный шнек .с внутренней нарезкой обеспечивает подачу порошка преимущественно в наружные слои, а внутренний шнек транспортирует порошок .преимущественно в центральные слои зоны формования. Поскольку каж- дый шнек соединен с отдельным приво- : дом с изменяемой частотой вращения, то можно регулировать скорость экструдирования отдельных слоев, а именно, увеличивая частоту вращения наружного шнека и тем самым несколько,увеличивая скорость движения наружных слоев, можно выравнивать в зоне формования скорости движения наружных и внутренних слоев и тем самым избегать появления брака в виде нарушения целостности сформованного изделия.

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет повысить плотность изделий, обеспечить стабильность процесса экструдирования и избежать нарушения целостности изделий.

В таблице приведены примеры использования предалагаемого устройства.

Как следует из результатов, приведенных в таблице, применение предлагаемого устройства позволяет для каж- дого из используемых порошков повыI сить плотность сформованных изделии.

56 71 26,78

1139565

Продолжение таблицы тельная сть Х

2 Нержавеющая

72,1

58,5 77 3 сталь

59,2 83,4 - 40,87

44,5

62,4 90,2

ll,93

52,8 59,1

3 Титан,15,14

65,4

56,8

16,99

71,6

61,2

64,1

20,74

779

Составитель И.Киянский .

Редактор И,Касарда Техред З.Палий Корректор Г.0rap

Предлагаемое устройство

Заказ 202/10 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, ко делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Относительное повышение плотности,Х

36,03

32,13