Способ изготовления двухслойных втулок
Использование: для повышения прочности составных изделий, полученных методами порошковой металлургии, и при изготовлении биметаллических подшипников скольжения, фильтрующих трубчатых элементов с различными свойствами слоев и т. д. Сущность: во время изготовления заготовки детали ее оснащают выступами специальной формы, а в процессе напрессования слоя порошка на поверхность заготовки выступы деформируют так, что они ограничивают слой с торцов. Способ реализуется следующим образом. Заготовку детали с выступами помещают в матрицу. Между внутренней поверхностью заготовки и жестким центральным стержнем засыпают напрессованный порошок, который уплотняют пуансонами. В конце цикла уплотнения выступы деформируют так, что их материал течет в направлении центрального стержня и таким образом ограничивает напрессованный слой с торцов. После термообработки слой доуплотняют в радиальном направлении инструментом с конической рабочей поверхностью. Преимуществом предлагаемого способа перед аналогами является повышение прочности сцепления слоя с основой. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к изготовлению составных изделий методами порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления биметаллических подшипников скольжения, фильтрующих трубчатых элементов с различными свойствами слоев и т.д.
Известен способ изготовления биметаллических деталей нефтегазопромыслового устьевого оборудования [1] включающий изготовление основы из низколегированной стали, вставку металлической формы и обваривание по контуру, засыпку порошком, дегазацию, горячее изостатическое прессование, удаление формы. Недостатком формы является сложность реализации и необходимость использования дорогостоящего оборудования для горячего изостатического прессования. Наиболее близким по сути к предлагаемому решению является способ изготовления двухслойных втулок, который реализован в устройстве для изготовления двухслойных изделий трубчатой формы [2] и включает напрессование порошка на внутреннюю поверхность заготовки в жесткой матрице с центральным стержнем с последующей термообработкой. К недостаткам способа можно отнести то, что при напрессовании порошка в слое возникает неблагоприятное распределение напряжений, которые могут привести к расслоениям и выкрашиваниям кромок после выпрессования. Указанный недостаток особенно очевиден в случае использования для напрессовывания порошков трудноформуемых материалов, таких как сферические бронзовые порошки, смеси металлических и керамических порошков и т.д. В процессе напрессовывания слой уплотняемого порошка постоянно смещается относительно заготовки вплоть до остановки матрицы в крайнем положении, что препятствует образованию прочных соединений порошка слоя и основы. Для соединения, полученного по данному способу, характерна малая прочность при сдвиге слоя относительно основы как после напрессовки, так и после термообработки, что ограничивает возможности дополнительной деформации слоя, например, при калибровании или доуплотнении. В заявляемом способе втулку основу помещают в матрицу с зазором 0,05 - 0,2 мм, а внутри втулки размещают стальной стержень с высокой твердостью и диаметром, равным внутреннему диаметру напрессовываемого слоя. В зазор между внутренней поверхностью втулки и стержнем засыпают порошок и осуществляют напрессовывание слоя пуансонами. Во избежание выкрашивания торцов напрессованного слоя и его отслоения после выпрессовки центрального стержня предлагается в качестве основы двухслойной втулки использовать спеченную порошковую или монолитную заготовку 1 (фиг. 1), оснащенную выступами на торцевых поверхностях, которые на конечной стадии процесса напрессовки порошка на внутреннюю поверхность втулки деформируют таким образом, что напрессованный слой 2 оказывается ограничен ими с торцов, что создает благоприятное распределение напряжений в слое и способствует его удержанию на поверхности втулки после извлечения центрального стержня, во время припекания и дополнительной деформации. Выступы могут быть изготовлены различными способами: при прессовании в случае использования спеченной порошковой заготовки, течением и т.д. Форма выступов выбрана таким образом, что они не препятствуют движению порошка в момент засыпки, а при приложении нагрузки со стороны пуансонов металл выступов течет в направлении центрального стержня. Внутренняя поверхность выступов цилиндрическая поверхность с диаметром, равным внутреннему диаметру заготовки. Наружная поверхность выступов усеченный конус с меньшим основанием, превышающим диаметр втулки на 0,2 0,7 мм (из соображений обеспечения технологичности изготовления заготовки за счет устранения острых кромок), и углом при вершине![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/5242.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/5243.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/5244.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/0/5245.gif)
Формула изобретения
1. Способ изготовления двуслойных втулок, включающий напрессовывание слоя порошка на внутреннюю поверхность заготовки основы втулки в жесткой пресс-форме с центральным стержнем и последующую термообработку, отличающийся тем, что заготовку основы втулки формируют с выступами на торцевых поверхностях и при напрессовывании слоя порошка проводят деформирование торцов с возможностью течения материала заготовки в направлении центрального стержня для ограничения торцевых участков порошкового слоя торцами заготовки основы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после термообработки проводят доуплотнение слоя путем холодной деформации в радиальном направлении при проталкивании через отверстие заготовки инструмента с конической рабочей поверхностью.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5