Устройство для прессования металлических порошков

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОЩОВ ПО авт. св. № 816692, отличающееся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, эластичный снабжен металлической шайбой и выполнен с увеличивакзщимися по направлению к шайбе жесткостью и площадью поперечного сечения. W S а о сд QD

СОКИ СОВЕТСКИХ

РЭ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV С@ИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ЬЦ (61) 816692 (21) 3303303/22-02 (22) 11.06.81 (46) 23.03.83. Бюл. 9 11 (72) А.В. Степаненко, Л.С. Богинский и О.П. Реут (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.762.043(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 816692, кл. В 22 F 3/02, 1979.

„.Su„„1006059 А

3(5В В 22 F 3/02 В 30 О 15 02 (54) (57) УСТРОЯСТВО (ЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОИКОВ по авт. св.

9 816692, отличающееся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, эластичный вкладыш снабжен металлкческой шайбой и выполнен с увеличивающимися по направлению к шайбе жесткостью и площадью поперечного сечения.

1006059

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления изделий прессованием металлических порошков.

По основному авт. св. Р 816692 известно устройство для прессования металлических порощков, включающее матрицу, бункер, закрепленный на матрице, пуансон, центральный формующий стержень и вкладыш, выполненный из эластичного материала и уста- 10 новленный внутри матрицы между пуансоном и бункером (1 ).

Для обеспечения непрерывности процесса формования давление прессования должно изменяться от максималь- 15 ных значений ниже уровня A до нулевых значений в верхней зоне эластичного вкладыша.

В известном устройстве это достигается за счет сил внешнего трения между матрицей и эластичным вкладышем, поэтому последний необходимо выполнять длинномерным .(Н/Д ),3), Вместе с тем для преодоления сил внешнего трения между матрицей и вкладышем требуются большие усилия. Циклическое нагружение и внешнее трение способствуют нагреву эластичного вкладыша до температуры выше допустимой (T =

100 С) и, как следствие, выходу его из строя °

Целью изобретения является снижение силовых затрат на процесс прессования

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для прессования металлических порошков эластичный вкладыш снабжен металлической шайбой и выполнен с увеличивающимися по направлению к шайбе жесткостью и площадью поперечного сечения. 40

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство состоит из бункера 1, матрицы 2, внутри которой соосно установлены эластичный вкладыш 3, фор- 45 мующий стержечь 4 и пуансон 5.. Верхняя часть вкладыша выполнена за одноцелое с металлической шайбой 6. Это достигается изготовлением вкладыша литьем жидкого полиуретана в металлическую форму, в нижнюю часть которой вставлена металлическая шайба, имеющая для прочности соединения с полиуретаном ряд цилиндрических резьбовых отверстий. В процессе полимеризации полиуретан прочно охватывает-55 ся с шайбой, так как он обладает большой адгезией к металлам. Переменная жесткость вкладыша достигается послойной заливкой полиуретана. При этом вначале заливается слой полиурета- 60 на твердостью 100 единиц, затем твердостью 90-95 единиц и, наконец, слой полиуретана твердостью 75 единиц.

Каждый вышележащий слой заливается в момент начала отверждения предыду- 65 щего. В нижней части эластичного вкладыша форма внутренней и наружной поверхностей выполнена цилиндрической, переходящей кверху в конические поверхности. При этом площадь поперечного сечения вкладыша в направлении расположения шайбы увеличивается. Охлаждающая система поддерживает необходимый температурный режим работы вкладыша.

Устройство работает следующим образом;

В бункер 1 загружают порошок, который поступает в рабочую полость между эластичным вкладышем 3 и стержнем 4 ° Затем происходит осевое сжатие вкладыша нижним пуансоном 5, перемещающимся вдоль оси матрицы 2 от силового органа (не показан). Это вызывает радиальное сжатие и уплотнение порошка ниже уровня A т.е. ниже указанного уровня пористая заготовка обладает определенной механической прочностью. Выше уровня A существенного уплотнения порошка не произойдет, так как осевые и радиальные давления в этой зоне незначительны за счет увеличения кверху жесткости и площади поперечного сечения эластичного вкладыша. В верхней зоне осевые и радиальные давления стремятся к нулевому значению, чему способствуют максимальная жесткость вкладыша в верхней зоне, а также выполнение вкладыша за одно целое с металличес-. кой шайбой. На следующем этапе фор-.

9 мования происходит некоторое перемещение спрессованной заготовки и стержня вверх за счет сил трения.

После снятия внешней нагрузки эластичный вкладыш под действием упругих сил также возвращается в исходное положение. При этом между спрессованной заготовкой (верхней ее частью, имеющей форму конуса, переходящего в цилиндр) и внутренней поверхностью вкладыша образуется зазор, и заготовка совместно со стержнем под действием силы тяжести перемещается вниз. Из бункера внутрь вкладыша по-. ступает свежая порция порошка. Процесс прессования повторяется, т.е.

М эластичному вкладышу прикладывается внешняя нагрузка и находящийся ниже уровня A порошок уплотняется, образуя верхнюю часть ранее спрессованной заготовки.

Пример. В качестве исходного материала для прессования загото-, вок выбирают медный порошок IIMC-1 (ГОСТ 4960-68). Эластичный вкладыш изготавливают из полиуретана СКУ-7Л (ТУ 84-404-73), твердость в условных . единицах (по Шору) 95. Отношение длины к диаметру Н/Д = 3:1. Прессование производят на гидравлическом прессе с номинальным усилием 350 тс. При

1006059

Составитель Г. Загорская

Техред О.Неце Корректор М. Шароши

Редактор Н. Бобкова.Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2002/20

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 удельном давлении прессования

3,5 т/см получают прессовку с отно2 сительной плотностью 85%.

Затем осуществляют прессование с помошью вкладыша с переменной жесткостью, твердость в условных единицах (по Шору) соответственно 100,95,75.

Отношение длины к диаметру Н/Д=1:1.

Участок полиуретана твердостью

95-100 единиц по Шору составляет две трети всей длины вкладыша и приходит- 0 ся на коническую часть. Остальная, цилиндрическая часть -вкладыша имеет твердость 75 единиц по Шору. Протяженность цилиндрического участка наружной поверхности вкладыша равна по 15 длине ходу нижнего пуансона, перемещающегося вдоль оси матрицы от силового органа. Остальная часть вкладыша выполняется с конусностью в диапазоне 10-30 . Конусность внутрен- 2() ней поверхности эластичного вклады-. ша составляет 1-7о(в каждом конкретном случае необходимо устанавливать оптимальные параметры конусности вкладыша, которые зависят от многих 5 факторов: геометрии прессовки, материала порошка, формы его частиц и т.д

Прессовка с относительной плотностью 85% получается при удельном давлении 1,5 т/см

Из приведенных данных видно, что силовые затраты процесса прессования сократились в 2,3 раза. Это достигается тем, что предлагаемая конструкция вкладыша позволяет уменьшить затраты на преодоление внешнего трения, так как вкладыш выполнен по длине равным диаметру (Н/Д=1и1) и уменьшить силовые затраты на сжатйе более эластичной (75 единиц по Шору) нижней цилиндрической части вкладыша непосредственно осуществляющей процесс прессования.

Усилие прессования, необходимое для сжатия нижней цилиндрической част ти вкладыша, т.е. для получения за- готовки определенной плотности, не оказывает существенного влияния на деформацию более жесткой части вкладыша. Защемление верхней торцовой поверхности вкладыша металлической шайбой, а также максимальные жесткость (100 единиц по Шору) и площадь поперечного сечения сводят к нулю осевые и радиальные давления в этой зоне.

Отмеченное обеспечивает непрерывность процесса формования, а также равномерное распределение плотности йо длине конечного продукта.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить силовые затраты на процесс прессования при обеспечении того же уровня плотности прессовок.