Пресс-форма для изостатического прессования порошка

 

1. ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКА, содержащая контейнер высокого давления с рабочей средой и тонкостенную металлическую оболочку для порошка, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения энергоемкости оборудования, тонкостенная металлическая оболочка вьтолнена с гофрами в местах повышенной жесткости, заполненными эластичным материалом. 2. Пресс-форма по п. 1,- о.т л и чающаяся тем, что гофры заполнены полиуретаном.

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

<5<>4 В 22 F 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р%

° °

° а

\ Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3701690/22-02 (22) 09.02.84 (46) 23.09.85. Бюл. № 35 (72) И.Г. Кордюков, В.И. Соколовский, В.В. Каржавин и Е.M. Файншмидт (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (53) 621;7.4.04(088.8) (56) Джонс В.Д. Основы порошковой металлургии. Ч. 2. Мир, 1965, с. 110.

Гарибов Г.С, Катуков С.А .

Самарин В.Н. Конструирование капсул для горячего изостатического прессования тонкодисперсных порошковых материалов. Порошковая металлургия, 1983, ¹ 1, с. 86 — 90.

„„SU„,, 1180158 (54) (57) 1. ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКА, содержащая контейнер высокого давления с рабочей средой и тонкостенную металлическую оболочку для порошка, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества иэделий и снижения энергоемкости оборудования, тонкостенная металлическая оболочка выполнена с гофрами в местах повышенной жесткости, заполненными эластичным материалом.

2. Пресс-форма по п.. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что гофры заполнены полиуретаном.

1180158

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для прессования изделий из порошков.

Цель изобретения — повышение ка- S чества изделий и снижение энергоем-. кости оборудования.

На чертеже изображена предлагаемая пресс-форма.

Пресс-форма имеет контейнер 1 высокого давления с рабочей средой, внутри которого расположена тонкостенная металлическая оболочка 2, имеющая гофры 3, заполненные эластичным материалом 4. В оболочку 2 засы- 15 пан обрабатываемый порошок. Рабочее давление в контейнере 1 создается эа счет рабочей среды, нагнетаемой в контейнере 1 через отверстие 5.

Для получения высококачественных 20 изделий с высокой относительной плотностью, равномерно распределенной по объему прессовки, и точной формой требуется уплотнение порошка производить в оболочках, Имеющих 25 минимальные перепады сопротивления деформации по сечению и обладающих возможностью больших деформаций по объему без изменения формы (до 4060X) . 30

1 Данным требованиям удовлетворяет конструкция пресс-формы для изостатического прессования порошков, содержащая оболочку с гофрами. Гофры располагаются в местах повышенной жесткости оболочки и позволяют снизить сопротивление деформации до минимума. Происходит выравнивание жесткости оболочки по сечению, что приводит к исключению формоизмене- 40 ния оболочки и неравномерного распределения плотности по объему изделия. Наличие гофров позволяет достигать высоких степеней деформации оболочки (до 50K) без изменения со- 45 противления деформации оболочКи, что увеличивает относительную плотность изделий.

Для заполнения гофров требуется эластичный материал, обладающий 50 высокими механическими свойствами на сжатие при воздействии рабочего изостатического давления, высокой износостойкостью — для увеличения срока службы оболочки и высокой по- у датливостью — для снижения потерь давления прессования на деформацию гофров. Данным требованиям удовлетвоняет полиуретан марок СКУ-6Л, СКУ-7Л.

Пресс-форма работает следующим образом.

Порошок засыпают в тонкостенную металлическую оболочку 2, которую герметиэируют. Оболочку 2 помещают в контейнер 1, куда через отверстие 5 нагнетают рабочую среду, за счет чего создают требуемое рабочее давление. Под действием рабочего давления внутренний объем оболочки 2 уменьшается, и порошок в нем уплотняется.

Соответственно уменьшается площадь контакта порошка с оболочкой за счет сжатия гофров в поперечном сечении. Это обеспечивает уменьшение объема оболочки с порошком на

25-40Х. При сжатии гофров происходит сжатие эластичного материала, заполняющего гофры. При этом материал начинает давить на порошок давлением, равным внешнему изостатическому давлению, что обеспечивает всестороннее равномерное сжатие порошка.

Уменьшение площади контакта оболочки с порошком происходит также за счет перехода стенки оболочки в стенку гофра под действием внешнего давления, за счет чего длина гофра увеличивается. Таким образом, за счет сжатия гофров и перехода стенки оболочки в стенки гофра можно достигать суммарной степени деформации оболочки на 50Х.

За счет опережающего увеличения гофров 3 по отношению к уменьшению периметра оболочки 2 в ее стенке возникают растягивающие напряжения, которые повышают продольную жесткость стенки оболочки 2, что улучшает качество получаемых изделий.

После получения требуемой деформации оболочки 2 с порошком рабочее давление сбрасывают, оболочку 2 удаляют из контейнера 1 и разгерметизируют. Процесс повторяется.

Эластичный материал препятствует попаданию порошка в гофры и передает действие внешнего давления на порошок, что создает всестороннее равномерное давление и повьппает качество получаемого изделия. В процессе прессования относительная деформация эластичного материала эа счет низкого значения модуля упругости

Е=100 ИПа приближается к 1007.. При

1180158

Составитепь Г. Загорская

Техред О.Неце Корректор А. Зимокосов

Редактор А. Сабо

Заказ 5801/11

Тираж 746 Подпис ное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проктная, 4

1 этом напряжения, возникающие в эластичном материале, составляют также аналогичные значения. За счет равенства площадей поверхности гофра, находящейся под рабочим давлением, и действия сопротивления эластичного материала сжатию, напряжения рав-. ны распределенному давлению сопротивления эластичной o6олочки, что составляет 0,01-0,1 от значения рабо- 16 чего давления. Таким образом, гофры снижают до минимума жесткость оболочки в местах соединения плоскостей или цилиндрической поверхности .и, соответственно, уменьшают энерго- 1S затраты на деформацию оболочки. Это позволяет применить для получения порошковых заготовок менее энергоемкое оборудование.

Потери энергии на деформацию оболочки известной пресс-формы составляют около 30 от рабочего давления, а в предлагаемой конструкции приблизительно равны О.

Так, для получения иэделия типа

"куб" со сторонбй 100мм из порошка марки ПЖ 2 с окончательным значением плотности 90 . при начальной по-. ристости 40Х требуется оболочка со стороной 108 мм и шириной гофров s поперечном сечении .5 6 мм

Получение порошковых заготовок с помощью предлагаемой пресс-формы позволяет понизить энергоемкость требуемого оборудования, повысить качество изделий и увеличить деформацию тонкостенной оболочки в процессе прессования порошка.