Способ прессования полых изделий из металлических порошков

 

Изобретение относится к способу прессования полых изделий из металлических порошков. Цель изобретения - улучшение качества тонкостенных изделий и повышение производительности процесса. Прессовали изделия типа полых цилиндров сложной формы. Предварительное уплотнение порошка с плотностью 30-40% осуществляют зластичным верхним и нижним пуансонами усилием 15-20 кгс. Окончательное уплотнение до 70% плотности осуществляют жестким пуансоном , выполненным фасонно. Скорость подачи матрицы 100 мм/мин, угловая скорость вращения жесткого пуансона 800 об/мин, а усилие на контакте инструмент - брикет не более 150 кгс. Улучшение качества тонкостенньк изделий достигается тем, что уплотнение проводят при перемещении матрицы в направлении, обратном направлению прессования, а окончательное уплотнение осуществляют при вращении пуансона. 2 ил., 5 табл. (Л IND ч со 4aii 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЮЮ Л

РЕСПУБЛИК @GAB 22 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г/ (21) 3909429/22-02 (22) 26.04.85 (46) 30.12 86. Бкл. У 48 (72) В.М. Лещинский, С.В. Афанасьев, А.Г. Блохин, Н.М. Дубовиков, В.Л. Шумаков, В.А. Рязанов и В.А. Конотовский (53) 621.762.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1921096, кл. В 22 F 3/02, 1983.

Патент Англии 9 1371894, кл. В 22 F 3/00, 1974. (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к способу прессования полых изделий"иэ металлических порошков. Цель изобретения — улучшение качества тонкостенных изделий и повышение произ„SU„„1279748 А 1 водительности процесса. Прессовали изделия типа полых цилиндров сложной формы. Предварительное уплотнение порошка с плотностью 30-40Х осуществляют эластичным верхним и нижним пуансонами усилием 15-20 кгс.

Окончательное уплотнение до 70Х плотности осуществляют жестким пуансоном, выполненным фасонно. Скорость подачи матрицы 100 мм/мин, угловая скорость вращения жесткого пуансона

800 об/мин, а усилие на контакте инструмент — брикет не более 150 кгс.

Улучшение качества тонкостенных иэделий достигается тем, что уплотнение проводят при перемещении матрицы в направлении, обратном направлению прессования, а окончательное уплотнение осуществляют при вращении пуансона. 2 ил., 5 табл.

Скорости перемещения матрицы и вращения жесткого пуансона зависят от физико-механических характеристик основных компонентов порошковой компо= зиции, технологических связок,пластификаторов, геометрических параметров изделия и изменяются в пределах 10-1000 мм/мин — скорость подачи матрицы, а угловая скорость вращений жесткого пуансона 20-2000 об/мин.

1 1279748 2

Изобретение относится к порошковой внутренней поверхности матрицы и металлургии, в частности к способам удерживает его на пуансоне 7. формообразования изделий из порошка. После прекращения силового возЦель изобретения — улучшение ка- действия выталкивателя 2 на иэделие чества тонкостенных изделий и повы- 5 9 съемник 6 с помощью привода верхнешение производительности процесса. го выталкивателя снимает изделие с

Сущность способа заключается в жесткого пуансона 7 ° том, что окончательное уплотнение В данном случае уплотнение порошпорошка осуществляют жестким пуансо- кового изделия обеспечивается не ном с фасонным профилем и винтовой 10 только продольными перемещениями часнарезкой при одновременном его вра- тиц, но и относительным скольжением щении с угловой скоростью M = 20- отдельных частиц уплотняемой соепы.

2000 об/мин и при перемещении матри- При этом в зависимости от техноцы в направлении, обратном направле- логических параметров процесса (сконию прессования со скоростью V„ = 15 рости вращения и подачи) изменяется

10-1000 мм/мин. траектория движения частиц и соответНеобходимое сочетание скоростей ственно динамика их уплотнения и

:выбирается в зависимости от состава взаимодействия, что позволяет при порошковой композиции и применяемых эффективном снижении усилия прессопластификаторов. вания регулировать в широких предеНа фиг.1 показана схема осуще- лах структурно-механические свойства ствления предлагаемого способа в на- порошковых изделий. чальный момент уплотнения, на фиг.2 — Пример. Проведено прессовато же, окончание процесса. ние из пластифицированных металлокерамических композиций изделий тиВ полость матрицы 1, в нижней па полых цилиндров сложной формы части которой на выталкивателе 2 ус- длиной 150 мм (внутренний диаметр тановлен эластичный пуансон 3, за- нижней части 18 мм, верхней — 20 мм, сыпают порошок 4. При перемещении . наружный диаметр нижней части 20 мм, матрицы вверх в ее полость помещают З0 а верхней — 30 мм). верхний эластичный пуансон 5, уста- Предварительное уплотнение шихты новленный на съемнике 6. Предвари- в брикет с относительной плотностью тельное уплотнение среды при этом 30-40Х осуществляется эластичным производится эластичными пуансонами, верхним и нижним пуансонами, к кото3 и 5. 35 рым приложено усилие прессования, равное 15-20 кГс.

При дальнейшем перемещении мат, рицы 1 вверх жесткий пуансон 7, вы- Окончательное уплотнение, обесполненный фасонным (с коническим про- печивающее уплотнение иэделия до 707. филем и винтовой нарезкой).и вращаю- 40 средней относительной плотности, щийся от привода 8, внедряется в осуществляется жестким пуансоном,выуплотненный порошок, вытесняя его полненным фасонно (с коническим провверх вдоль полости матрицы. Происхо- филем и винтовой нарезкой). дит окончательное уплотнение порош- При этом скорость подачи матрицы ка, причем давление вытесненного 100 мм/мин, угловая скорость вращепуансоном 7 порошка передается и в ния жесткого пуансона 800 об/мин,а радиальном направлении. При оконча- усилие на контакте инструмент — брительном уплотнении происходит допрес- кет не более 150 кгс. совка нижней части иэделия 9 нижним эластичным пуансоном 3, в углубление которого заходит винтовая нарезка жесткого пуансона 7.

По окончании процесса прессова- . ния отключается привод 8 и прекращается вращение пуансона 7, а нижняя часть пресс-формы с матрицей 1 начинает перемещаться вниз. При этом вы талкиватель 2 с помощью эластичного пуансона 3 отделяет изделие 9 от

1279748 таблнца 1 об/мн рнстость нзделнн> I у торцов

Номер ч, мм/мнн

Плотность иэделия> г/см>

Р кг/с

Макс. Брак, I олеб. арнсости, Накс. колеб. плотнасти> г/см> центре в цент у торцов ервог втораг

1 .25 7О

Paspyненне

2 30 550 70

Paspyненне

600

1,623 t,628 1,630

1,628 1,635 1,634

1,629 1,631 1,635

42,15

43, 16

42, 17 42, 10 0,007 0,07

43 ° 09 43 05 0 18

800

2ООО г1оо

Разрувенне

3 50 550 70

Разруmeme

600

1 628 1 631 1,634

1 ° 642 1,646 1,647

1,634 1,638 1,634

42,35 42,25 0,006 0,07

42,20 42,18 0,005 0,08

42, 28

42, 12

42,08

БОО

2О0О

О,О7

42,t5 42, 15 0,004 г1оо

Разруненне

4 120 550 70

Разрушение

43 ° 32 43 ° 30 0 001 о,оз

600

1,621 1,621 1,622

1,622 1>623 1,625

1,631 1,63$ t,634

43,33

42,98

42,85

43,05 42,95 0,003 О,1

800

О,t7

42 ° 78 42,95 0,004

2000

Разруmeme г1оо

П р н м е ч а н н е. Использован nopomox SiO>, формуемая деталь — тигель примеры осуществления способа с различным значением технологических параметров представлены в табл.1 . вЂ, 5.

Использование предлагаемого спо- соба по сравнению с известным позволяет повысить качество иэделий за . счет более равномерной плотности по всему объему изделия, снизить уси- 10 лие прессования за счет реализации сдвиговых смещений частиц порошка,повысить производительность за счет совмещения предварительного уплотнения с формообразованием изделия, 15 получать иэделия сложной конфигурации за одну технологическую операцию.

5 1ЗО 70 Разруненме

Формула изобретения

Способ прессования полых изделий иэ металлических порошков, включающий засыпку порошка в полость матрицы, предварительное уплотнение эластичными пуансонами и окончательное уплотнение пуансоном с фасонным профилем в осевом и радиальном направлениях, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества тонкостенных иэделий и повышения производительности процесса, уплотнение проводят при перемещении матрицы в направлении, обратном направлению прессования со скоростью 101000 мм/мин окончательное уплотнение осуществляют при вращении пуансона с угловой скоростью 20-2000 об/мин.

42,98 43,14 42,94 0,006 0,3

l279748

Таблица 2 об/нии

8p>>It i

Макс. колеб

Р кг/сн

Плотност

Номер

Макс. колеб пористости, Х плоту торцов в центре ности> кг/снэ ервогс(второг

1 85

Paspyшение

2 100 18 70

Разрушение

50,56 50,43 50,58 0,006 О, 15

49,68 49,54 49,56 0,007 0,14

40

49,44 49,49 0>008 0,08

230

49,52

235

Разрушение

3 300 18 70

Разрушение

49,52 49,54 49,64 0,008 0,12

50 ° 54 $0,64 0,006 0,1

50,55

230

49,24 - 49,32 49,20 0,006 0,12

235

Разрушение

4 800 18 70

Разрушение

20 70

49,34 49,43 0,007 0,09

47,99 48,0! О ° 004 0,06

49,35

48,05

49,72 49,69 49,76 0,005 0,07

8 5

230

235

Разрушение

5 850

Разрушение

Hp и м е ч а н и е. Использован порошок А1>0>, формуемая деталь - прокладка

Таблица 3

Нокер

/ннн

Пористость иэделия>й

Плотность иэделия, г/сн

Kr/ñê2 м) об/нин

Врак>В в центре у торцов в центре у торцов первог второг первог второг

Разрушение

2 50 170 70

Разрушение

52,45 52,48 52,38 0,004 О,t

180

4,235 4,238 4>234

4,158 4,161

4,245, 4,246

500

4,152

51,95 52,05 52,03 0,008 0,1

52, 28 52, 1 $ 52, 18 0,006 О, 13

9,5

1500

4,24

1515

Разру венке

3 !50 170 70

Разрушение!

1>625

1,635

1,638

1,628

1, 615

1,638

1,654

I,645

1,625

1,629 1,631

1,630 1,632

1,635 1,630

1,621 1,629

1,618 1,621

1,644 t,6!5

1,659 1,652

t 644 641

1,648 1,647

Макс. колеб. порисTOCTR>Й

12797/!8

Продолжение табл.Э

Плотность изделия, r/c>s>

Номер ч мм/мин

Брак, I

Kr/ñ>>>

Макс. Макс. колеб. колеб.

>.) об/мин пористости>Х в центре у торцов в центре плотности, г/см первог второг

180

4,327 4,352 4,326

4 ° 282 4.285 4>288

52,98 52,97

52,94

0,002 0,03

4,5

53,15 53,08 52,98 0,006 О,!7 8

500

1500

4,279

4,281 4,285

54,15 54,16

5397 0006 018 10

1515

4,279 4,281 4,285

52,28 52,72 52,34 0,006 0,44 17

Разрушение

4 50 170 70

52,91 52,88

180

4,282 4,279 4,285

52 ° 79

53 ° 03

53,68

52,88 53,08

53,78 53,65

500

4,301

4 315 4 307

1500

4>302 4>305 4 304

1515

Разрушение

5 370

Разрушение

П р и и е ч а н и е. Использован порошок Си, формуемая деталь — вклацьвв.

Т а б л н ц а 4

Пористость изделия ° I в центре у торцов

Ч, мм/мин

М7. об/мин

Макс. Брак, I колеб.

Плотность изделия, г/смз

Макс. колеб

Р, кг/см> плот- норис в центр у торцов тости ности г/см>

70

Разру шение

2 30 115 70

Разрушение

47 ° 52 47>48 47,52 0,004 0,08 12

46,49 46,43 46,35 0,007 О, 14 9

45,98 46 ° 15 46,08 0,007 0,17 11

120

1000

1750

1770

Paspyшение

Разрушение

3 150 115 70

0,08 6,5

0,01

48,04 47,96 48,05

4,138 4,128

4, 134

120

49> 14 49, 12 49, 14 О, 003 0,02 4

48,05 48,08 47,98 0,007 0,07 5

4,125 4,123 4,122

1000

4,115 4,118 4 ° 122

1750

1770

Разрушение

4 250 115 70

Paspyшение

47,49

48, 15

47,94

0,006 0,04 8

0,007 0,04 7

0,005 0,06 11

4,115 4,118 4,121

120

4, 125 4, 129

4,122

1000

4, 133 4, 129 4, 128 I 750

4,129 4>125 4,127

4>254 4 ° 259 4>248

4,286 4,281 4,279

47,48 47,52

48,02 47,98

47,92 47,98

0,006 О,!3 9

О 014 О 13 13

О 003 О 13 11

1279748

Продолжение. табл.4

Ч>

>ee/íûí

Р> об/ния кг/сн>

Врак, I

Плотность изделия, г/см

Порнстость изделия,I

Макс. колеб в центре у торцов плоту торцов в центре яости г/сн первого второг

epsoro второго

Разрушение

1770

Разрушение

70 5 270

П р и м е ч а н и е. Использован порошок Ре, формуемая деталь — втулка

Т а б л и ц а 5

Р> Плотность иэделия> г/сн

/, „1 к>Х

Порнстость иэделия,I

Ч нн/

Макс. колеб центр плоту торцов в центре у торцов ности г/см> первого второг первог второго

Разруmeme

2 30 300 70

Разрушение

34,77 34,91 34,86 0,007 0>14 10

400

0,05 7

34,53 34,48 34,50 0,005

650

34.6 34.68 34>57 О ° 009 О>!1 9 1 800

1850

Разруmeme

3 100 300 70

Разруmeme

2,930 2,931 2,932

3,104 3,109 3, !09

32,16 32,16 32 13 0,002 0 03 5

30 31 01 30 0 005 0 07 8

32 ° 16 32>26 32>23 0>005 О ° 1 8

400

650

1800

2,925 2,926

2, 930

1850

Разрушение

4 150 300 70

Разрушение

32,15 32,25 32,34 0,006 0,14 10

400

0,19 8

0,06 12

30,61 30,42 30,46 0,007

30,98 31,00 31,04 0,006

650

1800

1850

Разрушение

5 170

Разрушение

П р и и е ч а н и е. Испольэозан порошок Ме + 810>, формуемая деталь — конус

2,848 2,854 2,855

2>872 2>874 2 ° 869

2,729 2 720 2,727

2,932 2,926 2,929

3,134 3,132 3,!39

3,046 3,045 3,040

Макс . колеб. лорис тости

Макс. колеб норис тости

1279748

Составитель Т. Шевелева

ТехредЛ Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Редактор М. Петрова

Заказ 6999/11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4