Способ прессования изделий из порошка

 

(54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования изделий из порошка.

Известен способ вибрационного формо- вания изделий из порошка, включающий загрузку порошка в цресо-форму и уплотнение прн наложении статической нагрузки н вибрационных колебаний, причем внбрациоиные колебания -прикладывают к мат-. рице и/или к пуансонам с односторонним

10 илн двухсторонним приложением нагрузки f1/ . Недостатком этого способа является то, что порошок цри уплотнении поджат

35 постоянным давлением, не дающим возможность исцыты вать прессуем ому порошку наиболее благоприятный режим мгновенного приложения и снятия нагрузок.

Пластическая деформация и этом случае протекает неэффективно, так как порошок находится постоянно под нагрузкой. в объеме жесткой матрипы и -его энергия перемещения почти равна нулю, что исклю2 чает воздействие дополнительного эффекта наклепа црессуемого цорошкового матери ала. В результате этого спрессованные изделия имеют значительную неравномерность распределения шютности по объему и недостаточную ее величину, что снижает качество спрессованных изделий.

Известен способ npaccoaaaas изделий из порошка, включающий загрузку последнего в пресс-форму и уплотнение путем

: приложения пульсирующей односторонней нагрузки f2).

Недостатком этого способа является то, что при осуществлении прессования порошка с односторонней щпьсирующей нагрузкой, выравнивание по объему изде лия плотности se проискодит полностью, не устраняЮтся -возникающие при прессо» ванин высокие релаксационщюе и упругие напряжения в мастак контактов между частицами порошка, вследствие этого,из делия имеют неравномерную щтотность и высокую пористость.

1 4, Для реализации способа на прессе с пульсатором ЦДМПУ-200 тс устанавливают устройство для имитации пульсации, которое позволяет осуществлять двустороннее прессование с одновременным возвратно-поступательным перемещением матрицы для выполнения сдвиговых деформаций порошка относительно оси прессования как с периферии, так и всему объему изделия.

При передаче пульсации от пресса через нижний пуансон порошку происходит перемещение вверх матрицы и одновременНое поджатие тарельчатых пружин устройства, между которыми располагается матрица. После отхода пульсатора пресса назад и снятия нагрузки с пружин и порошка, матрица, освобождаясь, начинает двигаться в первоначальное свое положение. цикл в дальнейшем повторяется многократно и матрица совершает эа это время колебания относительно оси прессования.

Пульсация с одновременным возвратно-5э поступательным перемещением частиц порошка обеспечивает укладку частиц под небольшим удельным давлением, значительно интенсифицируя процесс уплотнения, облегчает погружение пуансонов в порошок и ориентирует частицы порошка в состоянии минимальной их свободной энергии.

3

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ прессования изделий иэ порошка, включающий загрузку последнего в пресс-форму и уплотнение путем синхронного приложения пульсирующей нагрузки с взаимно противоположных сторон. При использовании этого способа пульсация разобщает и тем самым способствует наиболее удобной взаимной 10 ориентации частиц порошка, разрушая рыхiate арочные структуры и обеспечивает укладку материала под наибольшим (в

2,5-3,5 раза меньшим) удельным давлением по сравнению со статическим(Я- 15

Однако использование известного способа не приводит к значительному увеличению однородности плотности по высоте изделий, что определяется недостаточным перемещением порошка во время его уп- 2О лотнения из- за имеющихся значительных сил трения.

Uenb изобретения — повышение качества изделий из порошка за счет снижения сил взаимного трения при сдвиговых пе-. 25 ремещениях порошка вдоль оси прессоваНияе

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу прессования изделий из порошка, включающему загрузку 5а последнего в пресс-форму и уплотнение-. путем синхронного приложения пульсирующей нагрузки с взаимно противоположных сторон, в процессе уплотнения поро-. шок подвергают дополнительному возврат-З5 но-поступательному перемешекию вдоль оси приложения пульсирующей нагрузки.

Равномерное распределение плотности достигается на основании выполнения принципов физико-химической механики, 4р что связано с самоориентацией частиц порошка при автоматическом возникновении и поддержании динамического синхронизма между частотой обращения частиц и колебаниями возмущающего поля при совпадении ре зонанснык частот частиц порошка и колебательной системы, когда силы трения и сцепления становятся сов.сэм незначительные.

За счет сил трения частицы порошка на периферийных зонах начинают совершать сдвнговые возвратно-поступательные перемещения, вовлекая с собой соседние прилегающие частицы порошка.

Происходит перераспределение пористости, плотности и выравнивание плотности изделия, что улучшает его качество.

Пример. Технологический про« цесс прессования изделий иэ железного порошка марки ПЖ2М1 пульсирующим давлением с перемещением матрицы проводят на образцах диаметром 15 мм и высотой 30 мм, что составляет отношение высоты к диаметру изделия 2:1 при частоте 300 циклов в минуту (5 Гц) и амплитуде 2,5 MM.

Исследуемые образцы разрезают на части, каждая из которых имеет высоту

5 мм. Результаты определения плотности и равномерность ее распределения представлены в таблице. Во время экспериментов порошок подвергают возврат но-поступательному перемещению, при этом матрица совершает свободное возвратно-поступательное перемещение. Для сравнения прессования проводят при торможении матрицы.

Как следует из таблицы двухсторонняя пульсация с возвратн -поступатель ным перемещением порошка дает возможность получать длинномерные изделия более равномерной плотности по сечению и высоте. При отсутствии возвратно-по701

6,90

6,80

6,4

6,48

7,18

6,2

7,16

6;48

7,18

6,48

6,47

6,60

7,18

7,00

6,3

7,18

6,48

6,34

7,2

6,40

7,04

7,04

7,04

6,28

7,01

6,40

6,24

6,20

6,38

6,38.

7,04

7,04

7,19

6,28

7,04

7,1

7,00

6,93

6,45

6э28

6,44

7,1

6,83

6,30

6,45

7,1

6,39

6,93

6,45

7,1

Примечание: каждое значение плотности вычисляется как среднее иэ трех измерений.

5 ступательного перемещения частиц порошка иээа наличия значительных сил трения, равноплотность образцов снижается.

Проведение спекания опытных образцав показывает увеличение на 4-5% их плотности, а исследование микрострукту-.

45 ры на шлифах показывает заметное уменьшение числа темных пятен-микропор по мере перехода к более высоким удель ным даВле ниям првссова ния

Использование, синхронно прикладываемых пульсирующих нагрузок с возврат».

50 но-поступательным перемещвнием частиц порошка в предлагаемом способе позволяет получать не только простые по форме изделия высокого качества, но изделия больших размеров и сложной геомет- рии, для которых высота и форма существенного ограничения на изменение пориотости не имеют вследствие высокой по-

01 6 !

Более высокая однородность плотнооти опытных образцов по высоте обеспечивает существенное повышение качества изделий. движности частиц порошка в нроцвссе прессования с пульсацией и возвратно поступательных перемещениях пресс фор мы. Кроме того, открывается воэможность прессования Высокодисперсных порошкОВ включая порошки быстрорежущих сталей, для которых снижение неравномерности пористости обеспечиват более высокив технологические свойства изготовленного инструмента.

Предлагаемый способ позволяет получать иэделия из порошка вначительно больших размеров сложной формы с вьiсотой 1,8-2,5 раза, превышающей диа метр.

При использовании предложенного спО» соба представляется возможность прес-, Способ прессования изделий из порошка, включающий загрузку последнего в

QQGc )DpMy и уцлотнение путем синхрон7 Э96101 . 8

c6BQHKg изделий из различных порошков,, нога приложения пульсирующей нагрузки получая достаточно равномерную и иена- с взаимно противоположных сторон, о тпряженную укладку, частиц с большей лича ющийся тем, что, сцелью равноплотностыо, что позволяет наиболее . повышения качества прессуемых иэделий, эффективно решить вопрос значительного 5 в процессе уплотнения порошок подверга- улучшения качества изделий прн умещ ют дополнительному возвратно-поступашении технологических условий прессо- тельному перемещению вдоль оси прилования. жения пульсирующей нагрузки.

Экономия от внедрения на предприятии, Источники информации, одной единицы оборудования для осущест- О принятые во внимание при экспертизе вления предлагаемого способа прессова- 1. Либенсон Г,А. Основы порошковой ния составит около 50 тыс.руб. в год. металлургии. М., Металлургия", 1975, с. 167-169.

2. Джордж де-Гроат Производство

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я >5 изделий иэ металлического порошка. М„

Яаи гнз, 1960, с. 93-94.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2817244/02, кл. В 22 Р 3/02, 1979.

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор А. Химчук Техред М. Коштура Корректор E. Рошко

Заказ 794/20 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4