SU1344515A1 - Устройство дл формовани труб из порошковых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к устройствам дл  формовани  труб из порошковых материалов Целью изобретени   вл етс  улучшение качества труб за счет повьш1ени  равномерности распределени  плотности по их длине. При рабочем ходе пуансона 3 порошок уплотн етс  в полости вставки 2 и выдавливаетс  через наклонные расход щиес  каналы в полость матрицы 1. При этом происходит заполнение полости матрицы порци ми уплотненного порошка, их перемещение и выдавливание через мундштучную часть матрицы по мере поступлени  новых порций порошка. Загрузку порций порошка- в устройство провод т в конце холостого хода пресса. Угсхп наклона расход щихс  каналов выбирают в пределах 15-90. Устройство обеспечивает повьщ1ение качества изделий за счет более равномерного распределени  плотности по длине изделий, при этом повышаетс  прочность изделий, 1 ил. (Л O OfTfOPffO (U) 4 4 СЛ сл

Description

1r

ИчоОретение относитс  к порошковой металлург ии, в частности к уст- ройстг.лм дл  дискретно-непрерывного формовлни  труб нэ порошка.

Цель изобретени  - улучшение качества труб за счет повышени  равномерности распределени  плотности по их длине.

На чертеже схематично показано предлагаемое устройство, общий вид, разрезс

Устройство состоит из матрицы 1, во входной части которой соосно с. ней расположена вставка 2, имеюща  полость с расход ищмис  под углом /} к ее оси каналами. В полость вставки входит пуансон 3. Диаметр полости соответствует диаметру пуансона, а дл  симметричного распределени  пото ка порошка, выдавливаемого в матрицу , число каналов должно быть не менее двух.

Справочный стержень 4 вйинчен в нижнюю часть вставки 2, при этом образующа  конусного рассекател   вл етс , как показано на чертеже, продолжением образующей каналов вставки

Соотношение размеров диаме тра d пуансона и наибольшего диаметра D полости матрицы, обеспечивающее снижение усили  прессовани , можно рассчитать исход  из известных условий пластического течени  св зно-сыпучей среды.

Принима  равными напр жени  ( в полости матрицы в предлагаемом и известном устройствах, определ ют предельное минимальное отношение df, к D, при котором достигаетс  они жение усили  Р прессовани  с

По предлагаемому устройству составл ющие усили  прессовани  на преодоление трени  о стенки полости вставки и расход щихс  каналов, а также на изменение направлени  движени  прессуемого порошка при его вход в каналы и выходе из них в полость матрицы определ ютс  интегрированием в соответствующих пределах сил трени  элементарного объема порошка и решением условий пластического течени  порошка на входе и выходе его из каналов в полость матрицы.

В результате получают выражение, показывающее соотношение , при котором снижаетс  усилие прессовани  по сравнению с прототипом:

(1 + sin (/

XCOS 2/) (4ff l)exp(4f f J)J,

Ц - угол межчастичного трени 

порошка

f, - угол наклона расход щихс  каналов вставки относительно ее оси, 15 90°,

Hsi.n cos 2 f T+sin 7 cos 2 tf

- коэффшу ент бокового давлени , в котором

J г, г /. S in /т «

0,5(-v.-t-arcsin

с/ arctg f;

dr и IP - соответственно диаметр и длина расход щихс  каналов вставки;

d. и Ig - соответственно диаметр полости вставки и часть хода пуансона в полости вставки, при котором происходит выдавливание порошка через расход щиес  каналы; п - количество расход щихс 

каналов,

Угол fi наклона расход щихс  каналов может быть любым в соответствии со следующей зависимостью: чем меньше диаметр каналов, тем меньше угол. С увеличением угла / увеличиваетс  усилие, однако улучшаютс  услови  перемешивани  порций порошка,

В предлагаемом устройстве величину угла р выбирают исход  из конструктивных соображений и технкческих требований на прессуемое изделие.

Устройство работает следующим об- разом.

При рабочем ходе пуансона 3 порошок уплотн етс  в полости вставки 2 и выдавливаетс  через наклонные расход щиес  каналы в полость матрицы 1. При этом происходит заполнение полости матрицы порци ми уплотненного порошка, их перемепивание и вьщав- ливание через мундштучную часть матрицы по мере поступлений новых порций порошка. Загрузку порций порошка в устройство производ т в конце холостого хода пресса.

Угол ,- выбирают в пределах 15- 90, С увеличенном угла к , т.е. угла наклона расход щихс  каналов вставки к ее вертик.чльной оси, улушаютс  услови  перемешивани  порци порошка, что ведет к улучшению качества готового издели .

Пример. В предлагаемом усройстве , установленном на гидравли ческом прессе усилием 2000 кН, производили прессование порошка ВК20 (карбид вольфрама 80%, остальное - кобальт) с добавлением парафина (10 мас.%) в качестве пластификато

Основные размеры пресс-формы: диаметр мундштучной части матрицы D 50 мм; диаметр калибрующей чати справочного стержн  d 20 мм , максимальный диаметр матрицы D 75 диаметр пуансона d 15 мм, диаме расход ш хс  каналов dp 9 мм, число расход щихс  каналов п 4, угол наклона расход щихс  каналов

/Ь 60° j угол наклона конуса матрицы at 10°.

В неустановившейс  фазе процесса прессовани  при заполнении матрицы порошком усилие прессовани  постепенно возрастало и достигало 70 кН в установившейс  фазе процесса при выдавливании трубной заготовки диаметром 50 мм с отверстием диаметром 20 мм,

В конце каждого цикла прессовани  наблюдалось снижение усили  прессовани

Путем многократного повторени  циклов прессовани  с помощью предлагаемого устройства была получена трубна  заготовка длиной 800 мм. Заготовка имела гладкие бездефектные внутреннюю и наружную поверхности. Среднее значение предела прочности на изгиб составило 50 МПа Излом происходил по развитой поверхности, напоминающей полутороид с четырьм  углублени ми (по числу каналов).

Спекание заготовки длиной 300 мм производили по обычному дл  твердого сплава ВК20 режиму (в атмосфере остроосушенного водорода), Спеченна  заготовка имела гладкую цилиндрическую поверхность без трещин и других видимых дефектов.

Дд  получени  заготовки аналогичных размеров с помощью известного устройства использовали пресс-форму, диаметр полости, матрицы которой составл л 120 мм. К торцу пуансона

g 5

Q

5

0

0

5

0

5

просс-форм(,1 Гч-итл прикрсмприл шайба, изгтч1р.пенна  ич полиуретана. Прес- С(.)ание осущестпл ли на том же гидравлическом прессе попеременной за- c biriKoi i порций порошка и последующим включением хола njieeca. При ус:или  от 65 до 70 кН происхо;1ило выдавливание трубноГ заготовки с наружным диаметром 50 мм, внутренним 20 мм. Г1олу 1ена заготовка длиио11 800 мм.

Поверхность заготовки не имела видимых дефектов, ее плотность оказалась на 8% меньше, чем у заготовки , полученной в предлагаемом устройстве .

Предел прочности на изгиб полученной заготовки составил 42 МПа. Излом представл л скошенную приблизительно под углом 80 к оси загсттовки повефхность, имеющую ступенчатые неровности .

В результате спекани  заготовки, полученной с помощью известного устройства , на ее наружной поверхности (по цилиндрической образующей) возникла волнистость, что свидетельствует о неравномерной плотности по длине исходной заготовки: в местах пониженной плотности произошла больша  усадка.

Усилие прессовани  пр предлагаемому устройству уменьшилось в 15,7 раз по сравнению с прототипом. Таким образом, изобретение позвол ет использовать менее мощное оборудование . Как видно из приведенного примера , применение предлагаемого устройства обеспечивает дискретно-непрерывное формование длинномерных изделий , позвол ет повысить их качество за счет более равномерного распределени  плотности по длине изделий, что обеспечиваетс  отсутствием  вно выраженной границы между порци ми порошка. В результате повьш1аетс  прочность изделий.

Устройство повышает производительность процесса прессовани  за счет совмещени  в нем двух операций: под- прессовки шихты и собственно мундштучного прессовани  трубы.

Конструкци  предлагаемого устройства позвол ет обеспечить такое соотношение диаметров пуансона и матрицы , при котором можно в несколько раз по сравнению с известным устройством снизить усилие прессовани . Благодар  этому можно получать длин513А45156

номерные трубы диаметра, о т л н ч а ю щ е е с   тем, что, с использу  оборудование небольшой мощ- целью улучшени  качества труб за сче1 ности.повышени  равномерности распределени  плотности по их длине, оно снабжено вставкой, расположенной соосно

Claims (1)

1. Формула изобретени  с матрицей в верхней ее части и имеющей полость с расход щимис  каналами,

   Устройство дл  формовани  труб из причем диаметр полости вставки соот- порошковых материалов, содержащее Q ветствует диаметру пуансона, а опра- пуансон и матрицу с соосно установ- вечный стержень закреплен в нижней ленным в ней оправочным стержнем, части вставки.