Способ изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями и устройству для его осуществления. Сущность изобретения: предварительно устанавливают в матрицу проволоку с диаметром, соответствующим диаметру формируемого отверстия, фиксируют концы проволоки путем их погружения в дистиллированную воду и замораживания воды в открытом сосуде, заполняют матрицу порошком, натягивают проволоку и производят прессование пуансоном с отверстиями. Затем проволоку размораживают, удаляют ее вытягиванием и выпрессовывают изделие. В устройстве используется упругий элемент для натяжения проволоки, узел контроля глубины погружения конца проволоки в воду с системой сигнализации. 1 ил.сл

союз сООГ тских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 22 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1г 1..(21) 4854653/02 (22) 30.07.90 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Отделение новых физических проблем

Института проблем материаловедения АН

УССР (72) В.И,Павленко, Н.Я,Чукреев, Л.И.Архарова, В.Д.Рычкин и В.Я.Куровский (56) Гроат Г. Производство изделий из металлического порошка, М,; Машгиз, 1960, с.34.

Авторское свидетельство СССР

N 791460, кл. В 22 F 3/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1039646, кл. В 22 F 3/02, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ С МАЛЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам для изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями, которые могут быть использованы при изготовлении многоручьевыхтвердосплавныхфильер, атакже теплообменных элементов с большим чис-. лом осевых каналов.

Широко известны способы изготовления порошковых изделий с одним отверстием, заключающиес> в подготовке порошка, засыпке его в пресс-форму с установленными в ней стержнями, прессовании и дальнейшей выпрессовке изделия. Устройства для осуществления способа содержат матрицу, верхний и нижний пуансоны с осевы„.,SU„„1775225 А1 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями и устройству для его осуществления.

Сущность изобретения; предварительно устанавливают в матрицу проволоку с диаметром, соответствующим диаметру формируемого отверстия, фиксируют концы проволоки путем их погружения в дистиллированную воду и замораживания воды s открытом сосуде, заполняют матрицу порошком, натягивают проволоку и производят прессование пуансоном с отверстиями, Затем проволоку размораживают, удаляют ее вытягиванием и выпрессовывают изделие, В устройстве используется упругий элемент для натяжения проволоки, узел контроля глубины погружения конца проволоки в воду с системой сигнализзции.

1 ил. ми отверстиями, а также один или несколько стержней для формирования отверстий в изделии, устанавливаемых в отверстия пуансонов с возможностью осевого переме- !М щения. !К)

К недостаткам известных способов и ус-, .) тройств относятся низкое качество и точ- (л ность формируемых отверстий при малом их диаметре (менее 1.0 мм), Указанные недостатки обусловлены тем, что упомянутые выЪ ше устройства имеют низкую стойкость формующего инструмента, в частности тОнких стержней с диаметром менее 1,0 мм, Такие стержни в процессе прессования и распрессовкл ломаются и остаются в спрессованном изделии. При их извлечении про1775? ?5

ИСХОДИТ ПОВРЕЖДЕНИЛ ПОВЕРХНОСТИ CCf>Of)MИрованных отверстий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результат является Способ изготовления изделий из порошка с малыми отнерстилми, включающий установку в матрицу проволоки с диаметром, соответствующим диаметру отверстия, заполнение матрицы порошком, фиксацию и натяжку проволоки, прессование, удаление проволоки и ныпрессонку изделия, а также устройство дпя изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями, содержащее матрицу, наковальню и пуансон с отверстиями, пропущенную через отверстия проволоку, размещенные в полости пуансона упругий элемент и узел крепленил проволоки, подвижный относительно пуансона, а также узел фиксации прсволоки, установленный в наковальне (3), Недостатком известных способов и устройств является то, что они не обеспечина от необходимой точности выполнения малых отверстий. Это обълснлетсл тем, что при фиксации проволоки винтом (по прототипу) происходит ее локальная деформация, которал при дальнейшем удалении проволоки приводит к повреждению поверхности атвер тий и снижению точности геометрических размеров и формы, н частности круглости, При этом, в случае прессования иэделий с несколькими осевыми отверстиями и малым межосевым шагом ме>кду ними, может произойти полное разр,:шение прессовки.

Цепью изобретения является повышение качества изделий за счет исклю ения искажений отверстий и повреждений изделия при удалении проволоки.

Поставленная цель дастигаетсл тем, что в способе изготовления порошковых иэделий с малыми отверстиями, нкл,оча ащем установку н матрицу технологического стержня в ниде проволоки, заполнение матрицы порошком, фиксацию конца проволоки и ее натяжку, прессование порошка, оснобаждение конца проволоки, ее удзпение и выпрессовку изделия, согласно изобретению фиксацию конца проволоки осуществляют замораживанием его н воде, а освобождение — разморажинанием, f1oставленная цель достигается также тем, чта н устройстве для изготовления порошковых иэделий с малыми отверстиями, содержащем матрицу, формовочную наконалычю и пуансон с отверстиями в них, проволоку, пропущенную через отверстия, размещенный н полости пуансона упругий элемент с узлом крепления проволоки, установленным над упругим элементом с вазможно5

cThfo перемещения при его сжатии, и узел фиксации конца проволоки, установленный в наковальне, согласно изобретению узел фиксации выполнен в виде открытого сосуда, заполненного водой на глубину погруженил конца проволоки, с узлом контроля глубины в виде системы сигнализации и двух пластин, иэ которых одна размещена на дне сосуда с возможностью контактирования с концом проволоки, а другая установлена н наковальне и выполнена с отверстиями для пропусканил проволоки, Сущность изобретения заключается в следующем. Фиксаци концов проволоки в предлагаемом техническом решении осущесгвллетсл замораживанием в воде за счет всестороннего равномерного сжатия при ее объемном расширении. При этом какойлибо деформации проволоки не происходит, н результате чего достигаются высокие точность отверстий и чистота их поверхности, а при формировании большого их числа с малым шагом отсутствует разрушение прессонок после вытягивания проволоки.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критери о "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение ат прототипа, не были выявлены н предлагаемой совокупности для достижения поставленной цели. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существснные отличия".

Способ осуществляют следующим образом, Предварительно устанавливают в матрицу проволоку с диаметром, соответствующим диаметру формируемого отверстия. фиксируют концы проволоки замора>кинанием, заполня от матрицу порошком, натягина от проволоку и производят прессование, Затем проволоку размора>кивают, удаля от вытягиванием и осуществляют ныпрессовку изделий, На чертеже представлен продольный разрез устройства длл осуществления способа иэгатовпенил порошковых изделий.

Устройство содер>кит матрицу 1, в которую установлены пуансон 2 и наковальня, состоящая из корпуса 3, фланца 4 и основания 5, через отверстия которого пропущены ме1;ны отрезки проволоки б, Количество отрезков соответствует числу формируемых отверстий. В наковальню установлены узел фиксации проволоки, выполненный н виде открытого сосуда 7, заполненный заморажинаемой средой — водой 8, Сссуд 7 закреплен н корпусе 3 наковальни с помощью фланца 4, прокладки 9 и винтов 10. В воду 8

17752 5

55 освобождение — размораживанием погружены концы проволоки 6 на глубину, равную 15-20 диаметрал проволоки. В наковальню также установлен узел контроля глубины погружения проволоки, состоящий из системы сигнализации. включающей слаботочный источник питания 11, например, на 4, 5 В и лампу накаливания 12, и пластин

13 и 14, выполненных из электропроводного упругого материала, например, резины, Пластина 13 закреплена на основании 5 наковальни, в ней выполнены отверстия для прохода проволоки, совпадающие с отверстиями в пуансоне, пластина 14 закреплена на дне сосуда 7. Отрезки проволоки 6 погружены в сосуд 7 до соприкосновения с пластиной 14. Пластины 13 и 14 соединены с систе ой сигнализации. В наковальне размещены изоляционные проходные втулки

15. Узел крепления проволоки установлен в пуансоне 2 с возможностью перемещения относительно него и содержит втулку 16, фиксирующий винт 17 и пружину 18. Матрица 1 с наковальней установлены в замораживающей камере (на чертеже не показана), которая выполнена, например, в виде сосуда с кольцевым резервуаром, заполненным жидким азотом, Устройство работает следующим образом. Матрицу 1 и наковальню выдерживают в замораживающей камере до полного фазового перехода воды в твердое состояние.

В результате обьемного расширения воды происходит надежная фиксация концов проволоки. При этом концы проволоки 6 погружают в воду до загорания лампы накаливания 12 системы сигнализации, После фиксации проволоки замораживанием производят заполнение матрицы 1 порошком.

Свободные верхние концы проволоки 6 пропускают через соответствующие отверстия в пуансоне 2 и пластине 13. сворачивают в жгут, пропускают через отверстие во втулке

16 и фиксируют в ней винтом 17 в положении, при котором после сжатия пружины 18 обеспечивается необходимое натяжение проволоки. После прессования осуществляют операцию размораживания воды 8 путем нагрева корпуса 3 и фланца 4 наковальни любым методом, например, в электронагревательных приборах — сушильных шкафах и печах, В дальнейшем удаляют из матрицы 1 пуансон 2 с проволокой 6, после чего производят выпрессовку изделия.

С помощью заявляемых способа и устройства были изготовлены нагревательные элементы радиаторов толщиной 10 мм и диВМ8ТроМ 25 мм из порошка карбонильного никеля с 19-е сквозными отверстиями диаметром 0,9 мм и шагом 1,2 мм. Отрезки

40 проволоки, изготовленные иэ стали 20, были погружены в воду на глубину 16 tëì.

Исследование качества выполнения отверстий показали, что отклонение от круглости сформированных отверстий составляет в среднем 10 мкм, а чистота поверхности— параметр шероховатости Rz =- 10 мкм (см. акт испытаний). Фиксация концов проволоки замораживанием и погружение их в воду до контакта с упругой электропроводной пластиной (о чем сигнализирует загорающаяся лампа накаливания 12) исключают какую-либо деформацию проволоки.

Благодаря этому при извлечении ее из отпрессованного изделия не происходит повреждения поверхности формируемых отверстий и разрушения малых перемычек между ними.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом заключаются в следующем. повышение точности изготовления малых отверстий с диаметром менее 1 мм; обеспечение возможности изготовления большого количества малых отверстий в пластинах, толщина которых значительно превышает диаметр отверстий; уменьшение расстояния (шага) между отверстиями — получение сотовых конструкций; упрощение конструкции пресс-формы при формировании изделий с большим числом отверстий, т.к. отпадает необходимость в фиксирующих узлах для каждого технологического стержня (проволоки) в отдельности, Заявляемые способ и устройство могут быть также использованы для получения в иэделии одного отверстия повышенной точности и.малого диаметра.

Формула изобретения

1. Способ изготовления порошковых изделий с малыми отверстиями, включающий установку в матрицу технологического стержня в виде проволоки, заполнение матрицы порошком, фиксацию конца проволоки и ее натяжку, прессование порошка, освобождение конца проволоки, ее удаление и выпрессовкуизделия, отл ича ю щийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет исключения искажений отверстий и повреждений изделия при удалении проволоки, фиксацию конца проволоки осуществляют замораживанием его в воде, а

2, Уст; ойство для изготовления порошковых изделий с малыл и отверстиями, содержащее матрицу, формовочную наковальню и пуансон с отверстиями в них, проволоку, пропущенную через отверстия, 1775225

Составитель B.Ïàâëåíêî

Техред M.ÌopãåHTàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 4010 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 размещенный в полости пуансона упругий элемент с узлом крепления проволоки, установленныM над упруrèì элементом с возможностью перемещения при его сжатии, и узел фиксации конца проволоки, установленный в наковальне, отл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью повышения качества изделий эа счет и ключения ис<ажений отверстий и повреждений изделия при удалении проволоки, узел фиксации выполнен в виде открытого сосуда, заполненного водой на глубину погружения конца проволоки, с узлом контроля глубины в виде системы сигнализации и двух пластин, из которых одна размещена на дне сосуда с возможностью контактирования с концом проволоки, а

5 другая установлена в наковальне и выполнена с отверстиями для пропускания проволоки.

3, Устройство по п,2, о т л и ч а и щ е е10 с я тем, что система сигнализации содержит источник питания и лампу накаливания, подключенные к пластинам.