Приспособление для спекания длинномерных тонкостенных изделий из порошковых материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (59 4 В 22 F 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3909764/22-02 (22) 11. 06. 85 (46) 23.11.86. Бюл. У 43 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) В.П. Бондаренко, И.Я. Аронин и А.А. Яременчук (53) 621.762.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 422535, кл. В 22 F 3/10, 1974.

Авторское свидетельство СССР

9 373090, кл. В 22 F 3/14, 1973. (54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СПЕКАНИЯ

ДЛИННОМЕРНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИИ

ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к приспособлениям для спекания длинномерных тонкостенных изделий из порошковых материалов. Целью изобретения является повышение геометрической и размерной точности получаемых изделий. Спрессованное изделие устанавливают на плоскую поверхность 10 фланца 7 графитовых секторов 2 и всю сборку, включающую. клин 1, охватываемый секторами 2, подставку 3, внутри которой с зазором установлен цилиндр

4, выполненный иэ того же материала, что и спекаемое иэделие, и грузов

5 и б, размещенных на верхних час1271656

Kq d-1

2 tgK а (K -1) „ (к 1) 2 tg 1 К„

Н

2 „ tg g> 3

1 цилиндра. тях клина и секторов, загружают в печь. При повышении температуры про« исходит одновременная усадка спрессованного изделия и цилиндра 4, в результате уменьшения высоты последнего клин под действием груза 6 перемещается в вертикальном направлении. Зазор,возникающий между цилиндром 4 и секторами 2, ликвидируется эа счет перемещения секторов в горигоризонтальном направлении в резульИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к приспособлениям для спекания длинномерных тонкостенных изделий из порошковых материалов, 5

Цель изобретения — повышение геометрической и размерной точности получаемых изделий.

На фиг. 1 изображено предлагаемое приспособление, исходное положение, на фиг.2 — разрез .А-А на фиг.1, на фиг. 3 — приспособление после проведения спекания,на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3.

Приспособление состоит из клина

I беэ зазора, охватываемого секторами 2, подставки 3, внутри которой с зазором установлен цилиндр 4, верхнее основание которого контактирует с большим основанием клина, и грузов 5 и 6, размещенных на верхних частях клина и секторов. Цилиндр 4 выполнен иэ того же материала, что и спекаемое изделие, и имеет соответ25 ствующую ему относительную плотность 8.

Его высота Н определяется исходя из следующего выражения где d — - внутренний диаметр спеченной заготовки, Ы вЂ” угол клина, Я вЂ” относительная плотность спрессованной заготовки,равная относительной плотности тате скольжения последних по конической поверхности подставки 3 под действием груза 5 и сил сжатия при усадке спекаемого изделия. Спеченные с помощью описываемого приспособления изделия имеют высокую геометрическую и размерную точность в результате поддержания в процессе спекания равномерной усадки в горизонтальном направлении. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

При одинаковой относительной плотности спрессованной заготовки и цилиндра усредненные их коэффициенты усадки при спекании К „, также равны между собой.

Поэтому можно записать следующее равенство где h — высота цилиндра после спекания, равная h -= -Н/К>, Проделав следующие преобразования — — =H (1- — );

d (К -1) 1

2 tgg, Ку и зная, что К = 1/ получаем

2 ° tg < T

Сектора 2 выполнены иэ графита и снабжены фланцами 7, имеющими с од.— ной стороны коническую поверхность

8, контактирующую с соответствующей ей поверхностью 9 подставки, а с другой стороны — плоскую поверхность 10, предназначенную для размещения на ней изделия. Зазор между цилиндром 4 и подставкой 3 заполнен засыпкой 11, необходимой для того, чтобы усадка цилиндра 4 в процессе спекания происходила более равномерно.

1271656

Приспособление работает следующим, образом.

Спрессованное изделие устанавливают на плоскую поверхность 10 фланца 7 секторов 2 и всю сборку загру- 5 жают в печь. При повышении темперао туры до 1000 С начинается одновременная усадка спрессованного иэделия и цилиндра 4. При уменьшении высоты цилиндра 4 клин 1 под действием груза 6 перемещается в вертикальном направлении. В результате этого между ним и секторами 2 появляется зазор, который сразу же ликвидируется за счет перемещения секторов 2 в горизонтальном направлении. Это перемещение происходит в результате скольжения последних по конической поверхности 9 подставки 3 под действием груза 5 и сил сжатия, возникающих при усадке спекаемого изделия в горизонтальном направлении.Так как соблюдается условие (1),то спекаемое иэделие находится в постоянном контакте с секторами, причем относительная площадь этого контакта все время увеличивается и в конце спекания становится равной единице. Таким образом, в процессе спекания поддерживается равномерность усадки 30 в горизонтальном направлении, а также отсутствуют силы, препятствующие ее нормальному протеканию в нижней части изделия. Форма внутренней поверхности спеченного изделия соответствует форме наружной поверхности секторов 2, которая представляет собой после спекания правильную замкнутую цилиндрическую IIQ— верхность. 40

Пример. Для спекания втулки из твердого сплава используют предлагаемое приспособление. Размеры спеченной втулки должны иметь наруж- ный диаметр D 42 мм, внутренний диаметр d 338 8 м м, длину L 100 мм. Относительная плотность спрессованной заготовки втулки 607. Угол кли на Ы равен 17 . Засыпкой служит мел- 5О кий корракс. Высоту цилиндра, выполненного также из твердого сплава и подпирающего клина определяют на основании выражения (1). Она равна

Н = 7,6 см.

Площадь его основания достаточно взять равной 1 см .

Таким образом, дополнительный расход M материала составляет

M=y-ВS Н, где — удельный вес, г/см (в данном случае 1. = 12,3 г/см ), S — площадь основания, см2, Таким образом, M = 56 r.

При спекании таких заготовок обычным способом необходимо назначать большие припуска на дальнейшую механическую обработку.

Например, чтобы получить чистовые размеры по наружному и внутреннему диаметрам, соответственно равные

41,8 и 38,2 мм, необходимы припуски на диаметр по 2 мм. Потери материала при этом составляют

Г

N =g L — = 316 7 г.

Спеченные при помощи предлагаемого приспособления изделия имеют высокую геометрическую и размерную точность, Это позволяет назначать припуски на их дальнейшую механическую обработку всего 0,2 мм на диаметр. В связи с этим становится возможным экономия твердого сплава и снижение трудозатрат на 407.

Формула и зобретения

1. Приспособление для спекания длннномерных тонкостен изделий из .порошковых материалов, преимущественно из твердого сплава, содержащее цилиндрическую оправку и подставку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения геометрической и размерной точности получаемых изделий, оно снабжено цилиндром, выполненным из материала спекаемого изделия соответствующей относительной плотности и установленным с зазором внутри подставки, и грузами,а оправка выполнена в виде охватываемого по крайней мере тремя графитовыии сектораии клипа и снабжена фланцем, имеющим коническую поверхность, контактирующую с соответствующей ей поверхностью подставки, и плоскую поверхность для размещения на ней изделия, причем цилиндр устаповлен с возможностью контакта его верхнего основания с большим основанием клина, и грузы размещены на верхних частях клина и секторов. иихф.Ф

Составитель Л. Гамаюнова

Техред И.Верес Корректор N. Максимишинец

Редактор О. Бугир

Заказ 6281/14

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 1271ГЫ Ь

2. Приспособление по п.1, о т л и-- между подставкой и цилиндром разч а ю щ е е с я тем, что в зазоре мещена засыпка,