Способ заполнения капсул гранулированными порошками труднодеформируемых сплавов

 

Способ заполнения капсул металлическим порошком включает размещение капсулы на вибростоле , порционную подачу гранул в загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на слой составляет л 02-08 кг/мм , а частота пульсации стержня равна 0,1 - 0,3 Гц Способ заполнения капсул позволяет снизить металлоемкость капсул на 15 - 20% и повысить точность геометрии изделий на 30 - 40% 1 табя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 50291 79/02 (22) 24.01.92 (46) 15.1193 Бюл. ¹ 41-42 (71) Всероссийский государственный институт лег— ких сплавов (72) Бувин ЕП„Белов СА; Ломакин БГ; Мешапин

В.С.; Казмирук В.И.; Касаткин В.В.; Зелинский Э.M.;

Ларин AE (73) Всероссийский институт легких сплавов (54) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ КАПСУЛ ГРАНУ—

ЛИРОВАННЫМИ ПОРОШКАМИ т РУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ (57) Способ заполнения капсул металлическим лов (19) RU (и) 2ОО2578 С3 (51) 5 822F1 ОО рошком включает размещение капсулы на виброс-. топе, порционную подачу гранул в загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение. После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на слой составляет

02-0З кг/мм, а частота пульсации стержня равна

0,1 — 0,3 Гц. Способ заполнения капсул позволяет снизить металлоемкость капсул на 15 — 20% и повысить точность геометрии изделий на 30 — 40%. 1 табп

2002578

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу заполнения капсул металлическим порошком перед горячим изостатическим прессованием, Известен способ изготовления спеченных изделий, по которому загрузку порошка в нагретую капсулу, виброуплотнение, герметизацию капсулы и горячее изостатическое прессование, виброуплотнение. 10 проводят в три стадии; на первой стадии при частоте 15 — 20 Гц, на второй при 40-50

Гц и нэ третьей — при 60 — 90 Гц до плотности

65 — 69c (1).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокой плотности заполнения капсул несимметричной.формы, а также капсул квадратного сечения или прямоугольной формы. Кроме того, из-эа низкой плотности формования порошка в капсуле необходимо изготавли. вать капсулы больших геометрических размеров для получения требуемой формы изделий при горячем прессовании, что связано с повышением металлоемкости, Известен способ засыпки металлических порошков воболочку,,по которому заполнение капсулы порошком производят порционно при виброуплотнении до плотности формования 64,5%, после чего герметизированную капсулу подвергают горячему изостатическому прессованию, получая спеченное изделие по конфигурации, заданной конфигурации металлической оболочки (2)

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокой плотности формования порошка в капсуле, что вызывает необходимость делать большие припуски, что повышает металлоемкость капсул. Кроме того. этот способ не обеспечивает достижения равномерной плотности металлического порошка при заполнении капсул прямоугольной формы и капсул сложной формы с поднутрениями.

Способ заполнения капсул гранулированными порошками труднодеформируемых сплавов включает размещение капсулы на вибростоле, порционную подачу гранул в . загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение, После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на елой соответствует 0,2-0,8 кг/мм, а частота пульсации стержня равна

О, i-0,3 Гц.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что после подачи каждой порции гранул к слою прикладыва15

40 ют пульсирующее давление введением в капсулу стержня с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление составляет 0,2-0,8 кг/MM а частота

2 пульсации равна 0,1 — 0,3 Гц.

Предлагаемый способ позволяет снизить металлоемкость капсул за счет повышения плотности заполнения капсул гранулами и повышение точности геометрии изделий сложной конфигурации.

Формование порошка в капсуле при удельном давлении на порошок 0,2-0,8 кг/мм обеспечивает достижение заданной плотности уплотнения, исключает сегрегацию частиц по крупности, что позволяет получать высокую точность геометрии спеченных изделий несимметрично формы, имеющих глубокие полости, например иэделий прямоугольной формы, что снижает металлоемкость, П ри удельном давлении на порошок менее 0,2 кгlмм не обеспечивается достаточное его уплотнение, что связано с повышением металлоемкости капсул.

Удельное давление на порошок более 0.8 кг/мм вызывает повреждение сварных швов капсулы, и кроме того, приводит к деформации тонкостенных капсул, что вызывает брак по геометрии спеченных изделий, Оптимальной частотой пульсации стержня является частота 0,1 — 0,3 Гц, которая выбрана экспериментальным путем. При частоте пульсации менее 0,1 Гц не обеспечивается уплотнение глубоких слоев засыпанного порошка, что снижает плотность формавания порошка за счет его разрыхления во всем обьеме капсулы и приводит к повышению металлоемкости капсул и снижает точность геометрических размеров изделий после горячего прессования. При частоте пульсации стержня более

0,3 Гц плотность формования гранулированного порошка в капсуле не увеличивается и это связано с дополнительными энерго- и трудозатратами.

Таким образом, все предлагаемые признаки направлены на снижение металлоемкости, повышение плотности заполнения капсул и на повышение точности геометрии иэделий за счет дополнительного пульсирующего давления, передаваемого на каждый засыпаемый слой гранул в капсулу с помощью стержня с плоской торцовой поверхностью, Способ заполнения капсул гранулированным металлическим порошком осуществляют следующим образом, Пример. На вибростол устанавливают стальную капсулу прямоугольной конфигурации сечением 300х200 мм и высотой 650

2002578 (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1439843, кл. В 22 F 3/14, 1986.

Авторское свидетельство СССР

25 ¹ 1014376, кл. В 22 F 1/00, 1981.

Способ

Плотность 4 ормирова- Удельное давление на нил порошка в капсу- порошок При заполнеле относительно нии капсулы, кг/мм

2 плотности сплава

Частота пульсации стермнл. Гц

Точность геометрии спеченных изделий (прогиб изделий). мм тйеталлаемкость капсулы (вес пустой капсулы 1, кг

Известный

:Предлагаемый

О. 63-0. 65

0.65

0.72

0,72

0.75

0.77

+8

5 .+6 разрыв сварного шва капсулы в период заполненил

53

49

43

0,1

0.2

0.5

0.8

1.0

0.07

О,1

0.18

0.3

0.34

Составитель С.Багрова

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор M.Максимишинец

Редактор Е.Полионова

Заказ 3205

Тира>к Подписное

НПО "Поиск Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 мм; в загрузочный патрубок капсулы помещают питатель в виде воронки. Затем производят заполнение капсулы гранулами никелевого сплава ЭП741НП фракции50+200 мкм, Засыпку порошка осуществляют порциями по 8 — 10 кг каждая.

Виброуплотнение порошка в капсуле проводят при частоте 20 — 30 Гц и амплитуде

0,6-0,8 мм.

После засыпки каждой порции гранул, составляющей 10-15% обьема капсулы при одновременном ее виброуплотнении, осуществляют дополнительное уплотнение слоя порошка до плотности 0,72 — 0,75 от плотности сплава при удельном давлении на порошок 0,2-0,8 кг/мм . Дополнитель2 ное уплотнение порошка проводят с помощью цилиндрического стержня с плоской торцовой поверхностью, выполненным с диаметром, составляющим 0,80-0,95 от внутреннего диаметра загрузочного патрубка капсулы. Стержень вводят в капсулу через отверстие питателя (пересыпной воронки) с частотой пульсации 0,1 — 0,3 Гц.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАПОЛ Н ЕНИЯ КАПСУЛ ГРАНУЛИРОВАННЫМИ ПОРОШКАМИ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ перед горячим прессованием, включающий размещение капсулы на вибростоле, порционную подачу гранул в загрузочный патрубок

После заполнения капсулы порошком до заданной плотности ее помещают в вакуумную печь, нагревают до 750 С и герметизируют путем заварки электронным лучом

5 загрузочного патрубка капсулы. Затем герметизированную капсулу с порошком подвергают горячему прессованию в газостате при 1200 С, получая готовое изделие.

Результаты экспериментов приведены

10, в таблице.

Предлагаемый способ заполнения капсул металлическим порошком по сравнению с известным позволяет снизить металлоемкость капсул на 15 — 20% за счет повышения

15 плотности формования порошка в капсуле на 10-15% и повысить точность геометрии изделий, т,е. уменьшить прогиб и эллипсность спеченных заготовок на 30-40%, что позволяет при изготовлении изделий повы20 сить выход годного на 15 — 18%. капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение, отличающийся тем, что после подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержня с плоской торцевой поверхностью величиной

0,2 - 0,8 кг/мм и с частотой пульсации стержня 0,1 - 0,3 Гц.