Способ взрывного прессования полых конических изделий
Сущность. Порошковую заготовку на коническом стержне, покрытую эластичной оболочкой, помещают в бассейн с водой так, чтобы большее основание конического стержня было обращено в сторону источника энергии взрыва. Давление в жидкости создают перемещением поршня в бассейне под действием энергии взрыва. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам динамического прессования крупногабаритных длинномерных изделий из керамического порошка. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ взрывного прессования полых изделий сложной формы, включающий размещение порошковой заготовки со стержнем и эластичной оболочкой в бассейне с водой и создание давления в жидкости перемещением пуансона под действием энергии взрыва. Использование этого способа не позволяет реализовать необходимые давления для получения качественных равноплотных заготовок из порошка нитрида бора без расслоений и трещин, что снижает выход годного. Цель изобретения повышение выхода годного за счет исключения трещинообразования. Поставленная цель достигается тем, что в способе взрывного прессования полых конических изделий, включающем размещение порошковой заготовки со стержнем и эластичной оболочкой в бассейне с водой и создание давления в жидкости перемещения пуансона под действием энергии взрыва, заготовку со стержнем и оболочкой размещают в бассейне большим основанием в сторону источника энергии взрыва. На фиг.1 представлена пресс-форма; на фиг.2 пресс-форма, установленная в камере для взрывного прессования. Пресс-форма (фиг.1) состоит из эластичной оболочки 1 с прессуемым порошком 2 и центральным металлическим стержнем 3, на которую устанавливают центрирующий металлический кожух 4, в результате чего эластичная оболочка облегает внутреннюю поверхность центрирующего кожуха. Эластичная оболочка в верхней части имеет ниппель 5, через который производят засыпку порошка. В верхней части центрирующего кожуха устанавливают жесткий пуансон 6 с отверстием для ниппеля и засыпают порошок порциями. Пресс-форму жестко устанавливают на вибрационную установку 7 с частотой 10000 колебаний в минуту. После виброуплотнения снимают жесткий пуансон, герметично закрывают ниппель, снимают центрирующий металлический кожух. Использование центрирующего металлического кожуха обеспечило равномерное распределение прессуемого порошка в полости между центральным металлическим стержнем и эластичной оболочкой, а это, в свою очередь, обеспечивает получение заготовок с высоким качеством, чего не удается добиться без использования центрирующего металлического кожуха. Способ осуществляется следующим образом. Пресс-форму помещают в бассейн-камеру (фиг. 2) для гидродинамического использования. Предварительно пресс-форму жестко устанавливают на подставку 8 и опускают в камеру 9 с рабочей жидкостью водой 10, причем заготовку со стержнем и оболочкой размещают большим основанием конического стержня в сторону источника энергии взрыва. На камеру устанавливают церезиновый поршень 11 с металлическим диском 12, на который устанавливают заряд взрывчатого вещества 12. Инициирование осуществляют от пуска детонирующего шнура 14 с помощью электродетонатора 15 и осуществляют прессование давлением жидкости, которое создается плоскими ударными волнами давлением 1500-2000 МПа. Использование плоских ударных волн обеспечивает одновременность прихода фронта ударной волны к поверхности прессуемой заготовки и равномерное обжатие ее по глубине. Полученное коническое изделие из нитрида бора имеет гладкую поверхность и точную конфигурацию внутренней полости с необходимыми геометрическими размерами Реализацию способа можно рассмотреть на примере. Прессуют полые изделия типа "Реверс". Высота изделия 200 мм, наружный больший диаметр 80 мм, меньший 54 мм, высота конусного отверстия 150 мм, фасонная часть сферическая, радиус сферы 27 мм, порошок нитрид бора графитоподобный гексогональный тип решетки размер частиц 5 мкм. На пресс-форму, состоящую из эластичной оболочки с прессуемым порошком и металлическим стержнем с конической частью, где больший диаметр 43 мм, а меньший диаметр 26 мм и фасонная часть сферическая, радиус сферы 13 мм устанавливают центрирующий металлический кожух с толщиной стенки 5 мм, внутренние размеры которого соответствуют профилю эластичной оболочки, высоте 210 мм. Эластичная оболочка в верхней части имеет ниппель, через который производят засыпку порошка нитрида бора порциями по 100 г. В верхней части центрирующего конуса устанавливают жесткий пуансон с отверстием для ниппеля диаметром 16 мм. Устанавливают пресс-форму на вибрационную установку с частотой 10000 колебаний в минуту и засыпают порошок. Включают установку и через ниппель подают дополнительное количество порошка. Через 3 мин вибрационную установку отключают, извлекают жесткий пуансон и снимают центрирующий металлический кожух. При вибрационном уплотнении происходит упрочнение периферийных слоев структуры фасонной части за счет пульсирующего взаимодействия с поверхностью формообразующей полости пуансона дополнительного объема порошка, подаваемого через ниппель и отверстия в жестком пуансоне. На пресс-форму устанавливают сверху (фиг. 2) конус, угол конуса 120о и металлические опоры диаметром 10 мм, затем помещают в камеру с рабочей жидкостью водой вертикально, причем размещают большим основанием конического стержня в сторону источника энергии взрыва. Бассейн-камера состоит из трубы 9 с внутренним диаметром 250 мм и толщиной стенки 20 мм, высотой 800 мм и расположена в грунте. В нижней части имеет дно. На камеру устанавливают церезиновый поршень с металлическим диском диаметром 300 мм, на который устанавливают заряд аммонита 6ЖВ, высотой 50 мм и инициируют от пучка детонирующего шнура с помощью электродетонатора 1, реализуя плоский ударный фронт давлением 1700 МПа. После прессования извлекают пресс-форму, спрессованная заготовка находится в эластичной оболочке. Спрессованное коническое изделие из нитрида бора имеет гладкую поверхность и точную конфигурацию внутренней полости с необходимыми геометрическими размерами, трещин и расслоений не наблюдалось. Высота изделия 200 мм, большой наружный диаметр 80 мм, больший внутренний диаметр конического отверстия 42 мм, высота внутреннего конического отверстия 150 мм, фасонная часть сферическая, радиус сферы 13 мм, меньший наружный диаметр 54 мм. Результаты испытаний приведены в таблице. Предлагаемый способ позволяет получать конические изделия высокого качества, с высоким выходом годного, что не удается достичь по известному способу.
Формула изобретения
СПОСОБ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ КОНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающий размещение порошковой заготовки со стержнем и эластичной оболочкой в бассейне с водой и создание давления в жидкости перемещением пуансона под действием энергии взрыва, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного за счет исключения трещинообразования, заготовку со стержнем и оболочкой размещают в бассейне большим основанием конического стержня в сторону источника энергии.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
