Способ получения изделий из экзотермических порошковых смесей
Использование: для получения твердосплавных изделий из экзотермических порошковых смесей. Сущность изобретения: проводят прессование смеси в брикет, размещение его в защитной теплоизолирующей оболочке и в матрице, инициирование реакции горения и прессование горячих продуктов горения совместно с оболочкой, причем прессование осуществляют путем сжатия между параллельными жесткими плитами и радиального обжатия продуктов горения. При этом радиальное обжатие осуществляют путем осадки пористой оболочки, расположенной по периметру продуктов горения. 1 ил.
Способ относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения твердосплавных изделий из экзотермических порошковых смесей.
Известен способ получения изделий из экзотермических порошковых смесей, включающий прессование смеси в брикет, размещение его в графитовой закрытой матрице, инициирование реакции горения и горячее прессование продуктов горения. Для уменьшения теплопотерь стенки матрицы нагревают с помощью индукционного нагрева (И.П.Боровинская, Г.А.Вишнякова, В.М.Маслов, А.Г.Мержанов, О возможности получения компактных материалов в режиме горения. В кн. Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка, 1975, с. 148). Недостаток известного способа состоит в том, что из-за низкой прочности графитовой матрицы давление прессования незначительно и составляет 5-6 МПа. Такого давления не достаточно для получения беспористого материала. Максимальная относительная плотность изделий составляет 0,83. Известен способ получения изделий из экзотермических порошковых смесей, включающий прессование смеси в брикет, размещение его в защитной пористой теплоизолирующей оболочке и в стальной матрице, инициирование реакции горения и горячее прессование продуктов горения совместно с оболочкой (Щербаков В. А. Грядунов А.Н. Штейнберг А.С. Макрокинетика процесса СВС-компактирования. Инженерно-физический журнал, 1992, т. 63, N 5, с. 583). Пористый теплоизолятор исключает соприкосновение горячих продуктов горения с внутренней поверхностью матрицы и пуансоном. Инструмент изготавливается из стали, что позволяет существенно увеличить давление прессования (до 150-200 МПа) и получать практически беспористый материал. Основной недостаток известного способа состоит в том, что давление прессования от пуансона на продукты горения передается через пористую уплотняемую оболочку. Это означает, что уплотнение продуктов горения осуществляют нежестким инструментом, который также испытывает пластическую деформацию. Причем, чем прочнее продукты горения, тем в большей степени деформируется инструмент-оболочка и в меньшей степени заготовка. Поэтому при прессовании "мягким" инструментом невозможно обеспечить равномерную осевую деформацию заготовки при неоднородном распределении температуры и прочностных свойств по ее объему. Эта неоднородность обусловлена локальным способом инициирования реакции горения, который приводит к несинхронному нагреву и охлаждению отдельных объемов заготовки. В первую очередь реакция протекает в окрестности точки поджига, и затем фронт горения распространяется по брикету. За время движения волны горения уже прореагировавшие объемы остывают и к моменту приложения давления прессования в продуктах горения деформируется неоднородное температурное поле: по мере приближения к эпицентру волны горения температура уплотняемого материала понижается. Противоположным образом изменяется прочность материала и реакция на инструмент-оболочку. Из-за податливости инструмента осевая деформация холодных объемов будет меньше, чем горячих, и изделие имеет клинообразную форму: высота увеличивается при приближении к точке поджига. Неравномерная толщина приводит к увеличению припуска на механическую обработку изделия. Кроме того, из-за меньшей величины осадки материала в охлажденных объемах имеет пониженную плотность. Существо изобретения заключается в том, что для получения изделий из экзотермических порошковых смесей производят прессование смеси в брикет, размещение его в защитной теплоизолирующей оболочке и в матрице, инициирование реакции горения и прессование горячих продуктов горения совместно с оболочкой, причем прессование осуществляют путем сжатия между параллельными жесткими теплоизолирующими пластинами и радиального обжатия продуктов горения. При этом радиальное обжатие осуществляют путем осадки пористой оболочки, расположенной по периметру продуктов горения. Использование нового способа позволяет за счет сжатия между параллельными жесткими плитами осуществлять равномерную осевую деформацию при неоднородном распределении температуры и мехсвойств по объему уплотняемого материала. При равномерной толщине уменьшаются припуск и затраты на механическую обработку получаемого изделия. При свободной осадке осевое сжатие сопровождается радиальным растяжением. Поэтому скорость уплотнения незначительная и получить беспористый материал в условиях одноосного сжатия практически невозможно. Для обеспечения деформирования в условиях стеснения радиального течения уплотняемая заготовка по периметру окружена оболочкой из сыпучего теплоизолятора. При осадке оболочки происходит радиальное обжатие продуктов горения и все компоненты тензора деформаций становятся сжимающими. В результате повышается скорость уплотнения, и схема деформирования позволяет получать беспористый материал. На чертеже изображено устройство для осуществления способа, общий вид. Устройство содержит пуансон 1 и закрытую матрицу 2 с блоком зажигания, в котором установлена спираль-нагреватель 3. Шихтовая заготовка 4 в виде прессованного брикета из экзотермической смеси порошков помещена в матрице 2 между параллельными жесткими теплоизолирующими пластинами 5 и 6. Пластины изготавливают из материала с низким коэффициентом теплопроводности![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
Способ получения изделий из экзотермических порошковых смесей, включающий прессование смеси в брикет, размещение его в защитной теплоизолирующей оболочке и матрице, инициирование реакции горения и прессование горячих продуктов горения совместно с оболочкой, отличающийся тем, что прессование осуществляют путем сжатия между параллельными жесткими теплоизолирующими пластинами и радиального обжатия продуктов горения, причем радиальное обжатие осуществляют путем осадки пористой оболочки, расположенной по периметру продуктов горения.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности получения порошковых и компактных электродных материалов алюмотермией
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, касается изготовления электродов для электроискрового легирования поверхностей деталей, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях, и вольфрамовых для сварки
Изобретение относится к порошковой металлургии и позволяет получать композиционный материал на основе карбида титана, обладающий высокими абразивными характеристиками, и может быть использован для нанесения защитного покрытия на металлические поверхности
Способ обработки порошковых материалов // 2082556
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам обработки порошковых материалов самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (термосинтезом), и может быть использовано для получения целевых продуктов (материалов, изделий) высокой плотности конструкционного и инструментального назначения
Изобретение относится к области получения литого композиционного материала в режиме горения, а именно к шихтовым составам, и позволяет повысить твердость и износостойкость защитных покрытий
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу химико-термической обработки поверхностей трения пористых спеченных изделий триботехнического назначения типа втулок-подшипников скольжения и т
Изобретение относится к области электрометаллургического производства алюминия из его оксидов и может быть использовано для производства пригодных для электрохимических процессов электродов
Композит и способ его производства // 2146187
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности составам шихты для получения пористого проницаемого материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), применяемого для изготовления фильтрующих элементов, пламегасителей, аэраторов и других пористых изделий
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения широкой номенклатуры порошков, обладающих такими свойствами, как тугоплавкость, жаропрочность, жаростойкость, износостойкость, коррозионная стойкость и т.п
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству тугоплавких материалов и может быть использовано в аэрокосмической, химико-металлургической, инструментальной и других отраслях промышленности
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения высокоплотных материалов на основе тугоплавких соединений, образующихся в ходе экзотермических реакций
Изобретение относится к порошковой металлургии и медицинской технике и может быть использовано для изготовления пористого композиционного материала носителя клеточных структур
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов для очистки жидкости и газов