Устройство для формования длинномерных полых изделий из металлических порошков

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень J% 38

Дата опубликования описания 17.10.8 1 (51)М. Кл.

В 22 Р 3/02

В 30 В 15/02

3Ьвудерствениы6 квинтет

СССР ие делан изебретеннй и вткрытий (53) УДК 621..762.4.045 (088.8} (72) Авторы изобретения

А. В, Степаненко, Л. С. Богинский (/

Ъ; "г /

Й йяти политехнический : -:.г.,,—

Белорусский ордена Трудового Красного институт (7() Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПОЛЫХ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для формования длииномерных полых изделий из металлических порошков, преимущественно осесимметричных изделий из трудноформуемых порошков сферической S формы.

Известно устройство для формоваиия металлических порошков, включающее в себя станину с расположенными на ней бункером и пуансонами со скошенными рабочими поверхностями, причем пуансоны установлены с возможностью возвратнопоступательного перемещения в горизонтальной плоскости Ы.

Применение данного устройства не по-. . зволяет формовать порошки сферической формы, Ограничена номенклатура изготовляемых изделий, так как устройство может быть использовано для формования полосы. либо прутка.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для формования

2 длинномерных полых изделий иэ металВн» ческих порошков, включающее станину, бункер, пуансон со скошенными рабочими поверхностями, установленые с воэможностьюю возвратно-поступательного неремещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формующий элемент (2).

Недостатком данного устройства является невозможность формования порошков со сферической формой частиц (трудноформуемые), так как после формования в связи с отсутствием зацеплений между частицами сферической формы наблюдается процесс разрушения, т.е. иэделия не обладают транспортабельностью.

Известное устройство позволяет получать изделия только с прямоугольным либо квадратным профюнж наружной поверхности и различной формой внутренней поверхчости, определяемой профилем формующего стержня. Получать осесимметричные изделия (трубы) при помощи известного устройства невозможно.

3 87202

Силы внешнего трения со стороны боковых стенок устройства оказывают влияние на распределение плотности в изделии, r.е. обеспечивают неравномерное ее распределение. Кроме того, процесс формования осуществляется за четыре последовательных движения, что не только увеличивает время формования изделия, но и. существенно усложняет конструкцию устройства. Увеличивается также трудоемкость 10 йзготовления, так как каждое из четырех движений требует затрат энергии. Следует также отметить, что данное устройство не позволяет вести процесс формования непрерывно. 15

Цель изобретения — обеспечение непрерывности процесса, повышение его производительности и снижение трудоемкости.

Указанная цель достигается тем, что устройство для формования длинномерных

20 изделий из металлических порошков, преимущественно осесимметричных. изделий из труднсформуемых порошков сферической формы, включающее станину, бункер, пуансон со скошенными рабочими поверх25 ностями, установленные с возможностью возврагнс-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формующий элемент, снабжено пьезокерамическим вибратором, сушильной печью, системой охлаждения и упругоэластичными

30 прокладками, вибратор установлен на бункере, прокладки расположены между пуансонами, а внутренние поверхности пуансонов выполнены в виде теп вращения, На фиг, l показана схема устройства; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1.

Оно состоит из бункера 1, пьезокерамического вибратора 2, установленного на бункере, станины 3, на которой расположены пуансоны 4, совершающие возврат- 40

-но-поступательное движение в горизонтальной плоскости, Внутренняя поверх-ность пуансонов выполнена в форме тел вращения. Во внутренней полости пуансонов 4 соосно располагается формующий 45 элемент 5, который определяет форму. внутренней поверхности формуемого изделия. Снизу располагается сушильная печь

6, охлаждающая .система 7, состоящая из верхней и нижней частей. Лля обеспе- 50 чения осесимметричной сплошной формы между пуансонами расположены упругоэластичные прокладки 8, установленные в предварительно сжатом состоянии, чтобы исключить попадание порошка между пуансонами в момент снятия внешней нагрузки. На поверхности упругоэластичных. прокладок выполнены цилиндрические отвер стия, чтобы обеспечить свободное простQ

4 ранство для их деформашцт при сжатии пуансонами.

Отсутствие упругоэласгичных прокладок не позволяет пуансонам перемешаться в радиальном направлении, г.е. не происходит процесс уплотнения порошка. Наличие же зазора между пуансонами вызывает попадание порошка между ними. При изготовлении устройства в начальный момент пуансоны устанавливаются с зазором, в который затем заливается жидкий полиуретан, обладающий большой адгезией к металлам. После полимеризации необходимо произвести совместную механическую обработку пуансонов и прокладок между ними. При этом в верхней части форма внутренней полости паунсонов выполняет ся конической, переходящей к низу в цилиндрическую поверхность определенной длины. B нижней части внутренней полости паунсоны имеют также коническую поверхность, неооходимую дпя предотвращения получения трещин при опускании сформованного иэделия.

В данном устройстве при формовании труб в силу замкнутости наружного конгура отсутствуют силы трения, препятствующие движению порошка, т.е. плотность получается равномерной. При формовании длинномерных изделий равномерное распределение плотности достигается за счет прессования не во всем объеме иэделия сразу, а последовательно, по частям, т.е. в данный момент времени происходит формование определенной части изделия.

С целью увеличения текучести порошка в зазор между пуансонами и формующим элементом используется пьезокерамический вибратор, установленный на бункере.

За счет волновых процессов, распространяющихся or поверхности бункера на порошок, происходит разрушение застойных зон в порошке и равномерное заполнение им внутренней полости между пуансонами и стержнем, что благоприятно сказывает» ся на равномерном распределении плотности конечного изделия.

Устройство работает следующим образом.

B бункер (загружается плакированный связкой (пульвербакелит, фенолформальдегидная смола) порошок, который за счет вибрации, создаваемой пьезокерамическим вибратором 2, поступает непрерывно в рабочую полость между пуансонами 4.

При этом нижняя часть полости должна быть закрыта вначале вспомогательным материалом. При сжатии пуансонов от внешнего силового органа с усилием Р

t порошок ниже уровня А превращается в

5 8720 пористое изделие, обладающее определен ной механической прочностью, Выше уровня

А существенного уплотнения не npoucxof дит, этому способствует коническая полость пуансонов, т.е. происходит формирование снизу определенной части изделия.

При движении пуансонов в обратном направлении между уплотненным иэделием, имеющим форму конуса, переходящего в : ци-линдр, и внутренней поверхностью пуансо- tî нов образуется зазор. Поэтому изделие совместное с элементом 5 под действием сил тяжести перемешается вниз увлекая сверху из бункера свежую порцию порошка.

К пуансонам снова прикладываегся нагрузка и цикл прессования повторяется. При многократном силовом воздействии, по мере опускания изделия вниз, формируется вся его длина. Уплотненная на элементе часть изделия вместе с ним проходит через верхнюю 20 часть охлаждающей системы 7, которая препятствует распространенно тепла or сушильной печи и, как следствие, приклеиванию частиц порошка к пуансонам в зоне деформации. По мере опускания определен- 2s .ной части изделия в сушильной печи 6 при Т 150-200 С происходит склеивание частиц порошка между собой. Нижняя часть охлаждающей системы обеспечивает охлаждение определенной части изделия и достижение требуемой прочности и транспортабельности.

Йанное устройство может быть использовано для формования изделий из порош35 ков, частицы которого имеют развитую форму поверхности. B этом случае отпадает необходимость использования верхней и нижней охлаждающей системы, а также сушильной печи.

Применение предлагаемого устройства позволяет изготовлять длинномерные полые и сплошные изделия из трудноформуемых

29 6 порошков сферической формы непрерывным способом с равномерным распределением.плотносги по длине, увеличить производительность труда, уменьшить трудоемкость изготовления.

Годовая экономия от внедрения

9= (c — c<)IV = 5,71 х 10000

= 57100 р., t.ge (С„- Cg ) — разность себестоимости от внедрения и после внедрении, Н вЂ” годовая программа.

Формула изобретения

Устройство для формования длинномер, ных полых изделий иэ металлических порошков, преимушес твенно осесимметричных изделий из трудноформуемых порош-ков сферической формы, включающее станину, бункер, пуансоны со скошеннымы рабочими поверхностями, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, и внутренний формукиций элемент, о r л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса, повышения его производительности и снижения трудоемкости, оно снабжено .пьезокерамическим вибратором, сушильной печью, системой охлаждения и упругоэластичными прокладками, вибратор установлен на бункере, прокладки расположены между пуансонами, а внутренние поверх-. ности пуансонов выполнены в виде тел вращения.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. а оНо В. Д. О goðî oeoÅ металлургии. Свойства и применение по» рошковых материалов. М., "Мир, 1965, с. 327-329.

2. Авторское свидетельство СССР № 557875, .кл. В 22 Р 3/02, 1975.