Способ изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ , включающий загрузку порошка в проходной штамп и горячее профильное прессо.вание путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении , отличающийс я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий при непрерывном ведении процесса, пропускание электрического тока осуществляют последостижения степени уплотнения 50-75%.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51), В 22 F 3/14

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

«» «»ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2863758/22-02 (22) 04.01.80 (31) P 29 03 510.7 (32) 30.01.79 (33) ФРГ (46) 23.10.83. Бюл. ))39 (72) Клаус .Лихтингхаген (ФРГ) (71) Глациер ГмбХ-ДЕФА Верке (ФРГ) (53) 621.762.4.016 (088.8) (56) 1. Патент Cli)A )) 4030919, кл. 75-214, 1977.

2. Патент Японии )) 13202, кл . 10 А 61, 1 963 (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИИ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий загрузку порошка в проходной штамп и горячее профильное прессование путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении, отличающийся тем, что,.с целью повышения качества получаемых изделий при непрерывном ведении процесса, пропускание электрического тока осуществляют после достижения степени уплотнения 50-75% °

1050552

Изобретение относится к порошко- вой металлургии, в частности к способам изготовления спеченных изделий из электропроводных материалов путем непрерывного горячего прессования порошков.

Известен способ изготовления спеченных изделиЯ в виде стержней путем прессования порций порошка в проход- ной матрице постоянного сечения, последующего индукционного спекания 1О и дополнительного горячего обжатия 11.

Недостатком этого способа являет ся низкая производительность процесса, требующего раздельного проведе- 15 ния операций прессования и спекания, воэможность неравномерного нагрева спрессованного стержня и ограниченные возможности процесса, связанные с тем, что индукционные нагревательные устройства могут использоваться не для всех электропроводящих материалов..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления спеченных иэделий из электропроводных материалов, включающий загрузку порошка в проходной штамп и горячее профильное прессование путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении (2) .

Недостатком этого способа является то, что при непрерывном ведении процесса получаемые изделия обладают невысоким качеством по механическим свойствам и однородности спекания прессуемого материала.

Цель изобретения — повышение качества получаемых иэделий при непре- 40 рывном ведении процесса.

Эта цель достигается тем, что согласно способу изготовления спеченных изделий из электропроводных матеРиалов, включающему загрузку порошка 45 в проходной штамп и горячее профильное прессование путем уплотнения и спекания прямым пропусканием электрического тока в продольном направле1 нии, пропускание электрического тока 5О осуществляют после достижения степени уплотнения 50-75%

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что порошок электропроводного материала загружают в проходной штамп и непрерывно уплотняют в нем при одновременном перемещении через проходной канал штампа и нагревании прямым пропусканием электрического тока в продольном направлении, причем пропускание тока осуществляют после достижения степени уплотнения 50-75%.

На фиг. 1 показан вариант горяче.го непрерывного проходного прессования при изготовлении изделий сплошно-65 го сечения; на фиг. 2 - вариант прессования при изготовлении полого изделия.

Наполнительную плиту 1 устанавливают над штампом: с проходным каналом 2, окруженным матрицей 3 из непроводящего электричество, предпочтительно, керамического материала, который снаружи удерживается подпорной стенкой 4. На нижнем конце отверстия проходного канала 2 установ лена насадка 5, имеющая радиально сужающееся внутрь калибровочное от" верстие.Опорное кольцо 6 служит для восприятия действующих на насадку 5 усилий во время процесса выдавливания. Прессуемый материал 7 уплотняют пуансоном 8 в проходном канале 2 штампа сверху. Пуансон

8 и насадка 5 соединены с полюсами источника напряжения (непоказано}. При изготовлении иэделий сплошного сечения пуансон 8 используют в качество противоконтакта, причем электрический ток включают только в тот момент, когда прессуемый материал достигает плотности 50%;

После того, как пуансон 8 выполнит полный ход уплотнения, он снова поднимается вверх, вследствие чего прохождение тока в находящемся внутри проходного канала 2 штампа материале

7 прерывается. Сверху через наполнйтельную плиту 1 загружают новую порцию порошка и уплотняют пуансоном

48 в ходе нового движения вниз послед. него. Таким образом, осуществляют непрерывное изготовление изделий прессованием и одновременным спеканием под высоким давлением.

В случае прессования трубчатых изделий (фиг ° 2) вместо единственного нажимного пуансона 8 предусматривается выполнение прессующего узла в виде центральной оправки 9 и охватывающей ее.втулки 10, закрепленной на промежуточной плите 11 и поперечине 12. B поперечине 12 с помощью резьбового соединения 13 ввинчены направляющие пальцы 14, которые служат для направления промежуточной плиты 11 при противодвижении

Ф относительно поперечины. Вокруг пальцев 13 установлены тарельчатые пружины 15, посредством которых поперечина 12 и плита ll удерживаются на определенном расстоянии друг от друга. Направляющие пальцы 14 для точного направления заходят в направляющие втулки 16,впрессованные в плиту 11. Электроизоляция между плитой 11 и поперечиной 12 достигается посредством тонкостенной втул- . ки 17.Оправка 9 имеет рабочий участок

18,который окружен в зоне горячего прессования керамической гильзой 19.

Вместо токоведущего пуансона может быть использован контакт в виде коль1050552 ца 20, установленного в матрице на оправке 9 и соединенного с насадкой

5 и полюсом источника напряжения.

Пример 1. В проходной штамп непрерывно загружают порошковую смесь: 88 вес..% железа и 12 вес.% графита, которую подвергают уплотнению. После достижения степени уплотнения 50% через прессуемый материал пропускают электрический ток силой .40 A/ñì в продольном направлений . 10

До окончания процесса уплотнения силу тока повышают до 200 A/ñì .. Из штампа непрерывно отводят трубчатое спеченное изделие с внутренним диаметром 45 мм, имеющее степень уплот- 15 нения 98% прочность на сжатие

320 Н/мм и прочность на растяжение

650 Н/мм

Пример 2. Пример 1 повторяют с той разницей, что в проходной штапм 0 загружают порошковую смесь :90 вес. % бронзы, содержащий 13 вес. % олова и .

10 вес. % графита,и подведение тока начинают после достижения степени уплотнения 75%. При этом ток имеет силу 150 A/cì, которую до окончания процесса уплотйения повышают до

700 А/см . Получаемое трубчатое изделие с внутренним диаметром 45 мм имеет следующие характеристики: 30

Степень уплотнения 100%

Прочность на сжатие 350 Н/мм, Прочность на растяжение 680 Н/иьин

П р и.м е р 3. Пример 1 повторя- ° ют с той разницей, что подачу тока начинают после достижения степени уплотнения 45%. При этом получают трубчатое иэделие с внутренним диа-. метром 45 ми, имеющее следукваие характеристики:

Степень уплотнения 95% 40

Прочность на сжатие 255 и/мм

Прочность на растяжение 540 Н/мм

Пример 4 . Пример 2 повторяют, с той разницей, что подачу тока начинают после достижения степени уп« лотнения 80%. При этом получают трубчатое изделие с внутренним диамет- ром 45 мм, имеющее следующие харак- теристики:

Степень уплотнения 92%

Прочность на сжатие 215 Н/мм

Прочность на растяжение 490 Н/мм.

Сравнение данных по примерам показывает, что предварительно уплОтнение до плотности 50-75% позволяет повысить физико-механические характеристики получаемых изделий. Это объясняется тем, что в.ходе непрерывного процесса на участке прессуе мого материала с плотностью от

50-75% до плотности окончательно спрессованного материала происходит качественное спекание, приводящее к равномерному распределению плотности, исключающее образование трещин в иэделии любой длины.

Предлагаемый способ позволяет использовать повышающееся собственное сопротивление электропроводящих материалов с уменьшением плотности для их собственного нагревания при . использовании высокой термической прочности при сжатии. При этом температура внутри уплотненного прессуемого материала изделия сильно уменьшается от пуансона к насадке, являю щейся нижним электродом, поскольку на участке насадки существует наибольшее уплотнение и одновременно создаются условия наиболее . полного замыкания контактов.Необходимость прохождения тока после его предварительного уплотнения до плот ности не менее 50%, . когда пуан-! соном пройдена половина пути его хода, вызвана тем, чтобы исключить пригорание порошка к контактам и повысить тем самым качество прессу-. емого материала °

1050552

17

Составитель Л. Гамаюнова

Техред N.Tenep Корректор А.Зимокосов

Редактор A.Êîçîðèý !

Заказ 8479/58 Тираж 813 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. 11роектная, 4