Способ прессования изделий из порошкообразного материала

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии , в частности к способам прессования порошковых материалов. Цель изобретения - повышение плотности при прессовании изделий в виде многогранника. Уплотнение осуществляют при дополнительном воздействии бокового усилия в направлении, перпендикулярном рабочему, величину которого выбирают из условия 0,2P<SB POS="POST">P</SB>ξ≤P<SB POS="POST">бок</SB>≤ 0,5 P<SB POS="POST">P</SB>*ξ, где P<SB POS="POST">P</SB> - рабочее давление прессования

ξ - коэффициент бокового давления, равный ν/1-ν, где ν - коэффициент Пуассона, при этом боковое усилие прикладывают циклически. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 22 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.

К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 831362 (21) 4253057/23-02 (22) 13.04,87 (46) 30.04.89. Бюл. М - 16 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения,( иЦНИИТМАШ!1 (72) С.М.Вайцехович, А.А.Мишулин, В.М.Михалевич, С.А.Стебунов, О.Н,Лошкарев и M.Â,Ðîìàíèõèí (53) 621.762.4.04(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 831362, кл. В 22 F 3/02, 1981. (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования порошковых материалов и является усовершенствованием известного способа по основному авт. св. N - 831362.

Цель изобретения — повышение плотности при прессовании изделий в виде многогранника.

Согласно способу прессование осуществляют при дополнительном воздействии бокового усилия в направлении, перпендикулярном рабочему, величину которого выбирают из условия р1 ьок р1 где P — рабочее давление прессовар ния; (57) Иаобретение относится к порош. ковой металлургии, в частности к способам прессования порошковых материалов. Цель изобретения — повышение плотности при прессовании изделий в виде многогранника. Уплотнение осуществляют при дополнительном воздействии бокового усилия в направлении, перпендикулярном рабочему, величину которого выбирают из условия 0,2P<(P „ 0,5P .- ., где Рр— рабочее давление прессования; ( коэффициент бокового давления, равный 1 /1-4, где 1 — коэффициент Пуассона, при этом боковае усилие прикладывают циклически. 6 ил. — коэффициент бокового давле1 ния равный

У

) Ф коэффициент Пуассона, при этом величину бокового усилия прикладывают циклически.

На фиг. 1 показана схема для реализации способа; на фиг. 2 — схема действия сил на заготовку; на фиг,3схема для осуществления способа, начальное положение; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — - схема для осуществления способа, конечное положение; на фиг. б — разрез

Б-Б на фиг. 5.

Способ осуществляют следующим образом, В полость контейнера, состоящего, например, из шести пластин, три из

1475772 которых (l, 2 и 3) опираются на нижний пуансон 4, а три других (5, 6 и 7) контактируют с его боковой поверхностью, загружают исходный порошок (или гранулы) и накрывают верхним пуансоном 8, при этом пластины

5, 6 и 7 опираются на его рабочий торец, а пластины 1, 2 и 3 контактируют с его боковой поверхностью. К нижнему 4 и верхнему 8 пуансонам прикладывают рабочее усилие (Pp ), направленное по оси. К внешним сторонам пластин прикладывают противодавления (Р„ ),направленные к центру 15 порошковой заготовки, необходимые для обеспечения устойчивости пластин при осуществлении способа, Величину противодавления (Р„ ) выбирают из расчета устойчивого контакта внутренних 2Q поверхностей пластин с сопрягаемыми боковыми поверхностями пуансонов с целью исключения образования зазора между ними. ..Для порошковых материалов усилие 25 противодавления выбирают равным не более 1/3 величины осевого рабочего давления. Одновременно к обоим пуансонам прикладывают усилия (P „), направленные навстречу одна другому и перпендикулярно рабочему усилию, велиЧина каждого из которых не превышает половины произведения величины осевого рабочего усилия и коэффициента бокового давления и может быть не менее 0,2 этого произведения.

При этом величина коэффициента, бокового давления находится из условия где 1 — коэффициент Пуассона.

В случае, если Р,„ < 0,2Р, может иметь место перенрессовка материала заготовки. 1 .сли Р „) 0,5РО, 45 происходит отрыв заготовки от стенок пластин, образующих контейнер и формирующих боковые грани изделия, и на поверхности заготовки появляются растягивающие напряжения, приводящие к снижению качества изделия, В результате приложения усилия

Р пуансоны перемещаются в плоскосГ ти, параллельной этому усилию, причем вместе с каждым из пуансонов перемещаются в том же направлении установленные на них пластины, образующие контейнер, а пластины, контактирующие с боковыми поверхностями пуансонов, скопьзят по их образующим поверхностям в направлениях, противоположных перемещении сопрягаемых пуансонов, Перемещение пуансонов и установленных на их рабочей поверхности пластин в направлении осевого рабочего давления способствует уплотнению порошковой заготовки в осевом направлении.

В результате приложения усилия -P направленного перпендикулярно рабо-. чему усилию, пуансоны перемещаются в плоскости, перпендикулярной осевому рабочему усилию, навстречу один другому, перемещая при этом одну от другой пластины, контактирующие с их боковыми поверхностями. Перемещение пуансонов и контактирующих с их .боковыми поверхностями пластин в плоскости, перпендикулярной осевому рабочему усилию, способствует раздаче порошковой заготовки в плоскости поперечного сечения.

Таким образом, вследствие наложения на поверхность порошковой заго—

ТоВКН перпендикулярно направленных деформирующих усилий Р и Р на

Бок гранях заготовки в процессе ее деформации возникают тангенциальные силы трения, действующие навстречу одна другой, в плоскостях, параллельных и перпендикулярных осевому рабочему усилию (Рр ).

Возникающие сдвиговые деформации от действия сил трения способствуют дополнительному уплотнению материала заготовки в периферийных зонах ее и более равномерному распределению плотности по объему, что улучшает качество изделия.

Таким образом, поверхность изделия формируется боковыми гранями пластин, имеющих возможность перемещения в трех направлениях (Х, У, Z), и рабочими поверхностями пуансонов, перемещающихся в двух направлениях (Х, Z или У, Z) (фиг. 2). Зто приводит к устранении пассивного трения на стенках контейнера и рабочих торцах пуансонов„ более качественному уплотнении материала заготовки за счет дополнительного сдвига по границам контакта пластин, а также наличия сдвиговой деформации вследствие раздачи материала.

Раздачу заготовки можно произво- дить по схеме с цикличной сменой

exes,t напряженного состояния в процессе,раздачи заготовки в плоскости, 5 14757 перпендикулярной оси прессования, Зто приводит к улучшению механических свойств изделия.

П р и м е p !. Прессование алюминиевых гранул осуществляют в устрой5 стве, схема которого показана на фиг. 3 и 5,(фиг. 3 — начало прессования, фиг, 5 —. конец прессования) .

Контейнер выполняют в виде шести независимых пластин (фиг. 4), установленных соответственно на нижний 4 и верхний 8 пуансоны. Пластины 1, 2 и

3 установлены на торце нижнего пуансона 4 и имеют возможность перемеще- !5 ния во время рабочего хода по его рабочей поверхности от центра заготовки и вдоль образующей боковой поверхности верхнего пуансона 8. Пластины

5, 6 и 7 установлены на торце верх- 20 него пуансона 8 и имеют возможность перемещения по его рабочей поверхности в направлении от центра заготовки и вдоль боковой поверхности нижнего пуансона 4. К внешним сторонам 25 пластин приложено противодавление (Р„ ), направленное к центру заготовки, которое препятствует отрыву их внутренних рабочих поверхностей от боковых стенок прилегающих пуан- 30 сонов. Способ осуществляют на гидравлическом прессе модели П-474А, усилие 100 тс, имеюшего скорость рабочего хода 12,5 мм/с, Алюминиевые гранулы засыпают в контейнер и на0 гревают до 400 С, прикладывают рабочее давление, равное 40 кг/мм, боко2 вое давление, определяемое по соотношению

72 (=P„,=0,5 Р; (, (4=0,44) .

=0,2.РРь 4 ь=0,2 8,0 0,82=

0,2 Pð где р =0 q 82

P "" р,ь мнн

=1,3 кг/мм

P Ä =0,5.8,О 0,82=3 3 кг/мм

"b макс

Порошок свинца прессуют при боко2 вом давлении 2 кг/мм, противодавление 3 кг/мм, скорость перемещения пуансонов в горизонтальном направлении 0,8 мм/с. Получают брикет шестигранной формы, имеющий диаметр описанной окружности 200 мм, толщиной

50 мм. При этом в середине и краях брикета плотность равна 0,995 от теоретической, тогда как при брикетировании по известному способу заготовки с соотношением 1/й†" 2 давлей ние составило 11 кг/мм, а относительная плотность достигла только

94Х, ф

Формула изобретения ремещения пуансонов в горизонтальном направлении — 0,5 мм/с, Получен лист шестигранной формы, имеющий диаметр описанной окружности 200 мм, толщиной 2 мм. Плотность материала составляет 96Х от теоретической, что в известном способе получить невозможно.

Пример 2. Прессование свинцового порошка проводят при рабочем давлении (Р ) 8 кг/мм из соотноше2

Р ния

0,2Р (P „60,5Рр, 0 34 где(=0 51 (= — — = — — — — =О 51)

I 0,34 равно Р » =0,2Рдр дд =.0,2 40,0"

«0„51=4,! кг/мм

Р =0,5 40 0,51=10, 2 кг/мм, >» А» макс

Для прессования боковое давление берут в пределах 4-10 кг/мм . Оно прикладывается циклично (фиг. 1), при этом в каждом случае осуществля" ют выдержку 3 с. Боковое давление меняют плавно, паузы между фиксированными положениями составляют

2-6 с, Противодавление составляет

7 кг/мм, при этом скорость перемег щения пуансонов в осевом напраВлении составляет 12,5 мм/с, а скорость пе4р Способ прессования изделий из порошкообразного материала по авт. св, Ф 831362, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности при прессовании изделий в виде

45 многогранника, прессование осуществляют при дополнительном воздействии бокового усилия в направлении, перпендикулярном рабочему, величину которого выбирают из условия

0,2 Р (Р, „0,5 Р .f где Р— рабочее давление прессоваР ния; коэффициент бокового давле1

55 ния р авный

1-1 коэффициент Пуассона, при этом боковое усилие прикладываюч циклически.

1475772

Фиг/

° ° ° ° * ° у б °

° ° °

6-6

Фиг. б

Корректор 11.Король

Заказ 2108/14

Тираж 712

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

1475772

4-М

Составитель В,Нуменко

Редактор М,Петрова Техред М.Ходанпч