Устройство для компактирования быстроохлажденных металлических порошков

 

Изобретение относится к устройствам для компактирования металлических порошков . Цель изобретения - повышение качества изделий за счет улучшения их физико-механических свойств. Прессовали алюминиевый сплав состава AI-SI, полученный при скорости охлаждения 106 К/с в форме ленточек и волокон толщиной 20-80 мкм и имеющий микрокристаллическую структуру . Формовали заготовку 5 при комнатной температуре и давлении 500 МПа, нагревали ее до температуры 400°С и при заданной температуре осевым усилием с помощью пуансона 1 экструдировали через коническую матрицу 3 с углом конуса 2 а 90°, усеченный конус экструзионного очка которой со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, расположенной под углом к горизонтали / 20°. Степень вытяжки составила А 6,25, а предел прочности компактйрованного сплава при растяжении составил Ов 200 МПа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22ЕЗ/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807531/02 (22) 02.04,90 (46) 30.03,92. Бюл. hh 12 (71) Белорусский политехнический институт (72) В, А. Сидоров, Ю. П. Бобруйко и М. И. Баркун (53) 621.762,4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 900987, кл, В 22 F 3/24, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПАКТИРОВАНИЯ БЫСТРООХЛАЖДЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к устройствам для компактирования металлических порошков, Цель изобретения — повышение качества изделий эа счет улучшения их физико-механических свойств. Прессовали. Ж 1722б90 А1 алюминиевый сплав состава AI-SI, полученный при скорости охлаждения 10 К/с в форме ленточек и волокон толщиной 20 — 80 мкм и имеющий микрокристаллическую структуру. Формовали заготовку 5 при комнатной температуре и давлении 500 МПа, нагревали ее до температуры 400 С и при заданной температуре осевым усилием с помощью пуансона 1 зкструдировали.через коническую матрицу 3 с углом конуса 2 а > 90, усеченный конус экструзионного очка которой со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью. расположенной под углом к горизонтали j3 = 200. Степень вытяжки составила Л = 6,25, а предел прочности компактированного сплава при растяжении составил ое = 200 МПа. 1 ил, 1722690

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования изделий из порошковых материалов.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет улучшения их физико-механических свойств.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. разрез. е

Устройство состоит из пуансона 1, контейнера 2, установленной в полости контейнера матрицы 3 с экструдирующим конусом

4. Исходная заготовка обозначена позицией

5. Усеченный конус экструзионного очка матрицы 3 со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол наклона Р находится в пределах

1j3l < 3tctg д-+ - cog Q (1) где а — полуугол усеченного конуса матрицы, образованного параллельными горизонтальными секущими плоскостями;

Q 2 — степень вытяжки;

d — диаметр калибрующего канала матрицы;

0 — диаметр полости контейнера.

Устройство работает следующим образом.

В обогреваемый контейнер 2 помещают предварительно сформованную и нагретую до заданной температуры заготовку 5. При помощи пуансона 1 прикладывают давление по оси контейнера, осуществляя тем самым компактирование порошковой заготовки путем экструзии через матрицы 3 с экструдирующим усеченным конусом 4.

Поскольку экструдирующий усеченный конус 4 образован со стороны пуансона наклонной секущей плоскостью с углом наклона Р, то в очаге деформации возникают асимметричные неравномерные поля сил внешнего трения и радиального сжатия.

Это приводит к усилению неравномерности скоростей течения микрообъемов материала в очаге деформации, вследствие чего возникают более интенсивные силы трения на межчастичных контактах, которые. в свою очередь, порождают дополнительные сдвиговыв деформации. Сдвиговые деформации способствуют разрушению окисных пленок на поверхности частиц материала. адгезионному взаимодействию частиц, перемешиванию слоев материала, лучшей

"проработке" материала в очаге деформации и, как следствие, повышению физикомеханических свойств заготовок и изделий.

Угол наклонаРсекущей плоскости зависит от многих факторов, основными из которых являются: физико-механические свойства компактируемого материала, со5 стояние окисных пленок на поверхности частиц и их геометрия; температура комнактирования, степень вытяжки. Однако величина угла Р не должна превышать значения, определенного формулой (1), 10 8 противном случае техническое решение теряет смысл.

Пример . Прессовали алюминиевый сплав состава AI-SI, полученный при скоро-. сти охлаждения 10 К/с в форме ленточек и

15 волокон толщиной 20 — 80 мкм, имеющий микрокристаллическую структуру, Предварительно формовали заготовку при комнатной температуре при давлении 500 МПа.

Затем заготовку нагревали (одним из изве20 стных способов) до температуры 400 С, помещали в обогреваемый контейнер для поддержания заданной температуры, Прикладывали давление (пуансоном) по оси предварительного уплотнения заготовки, 25 осуществляя таким образом экструзию через коническую матрицу с наклонной секущей плоскостью со стороны пуансона, расположенной под углом P = 20 и углом конуса 2 a= 90О, Степень вытя>кки соста30 вила Х = 6,25.

Сплав, компактированный известным устройством, имеет предел прочности при растяжении (г, = 155 МПа, При компактировании сплава предлагаемым устройством

35 предел прочности при растяжении повышается до o> = 200 МПа, т. е. нэ 29

Из примера видно, что компактирование быстроохлажденных микрокристаллических порошков всоответствии с изобретением

40 повышает качество изделий за счет улучшения физико-механических свойств по сравнению с известным.

Выходная и кэлибрующая части матрицы могут иметь различные профили.

45 Применение предлагаемого устройства для компактирования преимущественно быстроохлажден ных ми крокристаллических и аморфных сплавов обусловлено их особыми физико-механическими и структурны50 ми свойствами, а также характером уплотнения, Такие порошки являются жесткими, недостаточно уплотняемы в обычных условиях, не позволяют повышать свою пластичность путем нагрева до больших температур, так как происходит необратимое изменение структуры и поэтому эти порошковые материалы требуют создания дополнительных сдвигов деформаций, что и осуществляется данным устройством.

1722690

Формула изобретен ия

Устройство для компактирования быстроохлажденных металлических порошков, содержащее пуансон, контейнер и матрицу с экструзионным очком в виде усеченного

Составитель Ю. Бобруйко

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Э. Слиган

Заказ 1021 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в повышении качества изделий из быстроохлажденных металлических порошков и волокон, включая и аморфные, эа счет создания интенсивных сдвиговых деформаций в объеме очага деформации, улучшения физико-механических свойств в 1,3-1,5 раза. расширения номенклатуры иэделий, получаемых методом порошковой металлургии. конуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения качества изделий путем улучшения их физико-механических свойств. усеченный конус экструзионного очка мат5 рицы со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол ее наклона Р нахо ится в пределах ф < arctg д-+ - Ctg a, где а- полуугол

10 усеченного конуса матри ы, образованного параллельными горизонтальными секущими плоскостями;

А (D/d) — степень вытяжки;

d — диаметр калибрующего канала мат15 рицы;

0 — диаметр полости контейнера.