Способ прессования трубчатых изделий из порошка и устройство для его осуществления

 

1. Способ прессования трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещения конического рабочего инструмента и эластичной втулки,отличающийся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, между поверхностями инструмента и втулки подают рабочую жидкость под давлением , причем давление в жидкости создают относительным перемещением , инструмента и эластичной втулки. I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСГВБЛИК

09) (И), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3435339/22-02 (22) 12.05.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) A.Â.Ñòåïàíåíêî, Л.С.Богинский, Л.Е.Реут и О.П.Реут (71) Белорусский ордена Трудового

Красного. Знамени попитехнический институт (53) 621.762 ° 4(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Р 549261, кл. В 23 F 3/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 451498, кл. В 22 F 3/02, 1973.

3 @ В 22 F 3/02 // В 30 В И/02 (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ

ИЗДЕЛИИ ИЗ ПОРОИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ прессования трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещения конического рабочего инструмента и эластичной втулки, отличающийся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, между поверхностями инструмента и втулки подают рабочую жидкость под давле,нием, причем давление в жидкости создают относительным перемещением инструмента и эластичной втулки.

1068227

2. Устройство для прессования трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводом перемещения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, оно снабжено уплотнениями, расположенными между сопрягающимися поверхностями матрицы, втулки и протяжки, а втулка, протяжка и матрица установлены с кольцевыми зазорами для засыпки порошка и для размещения рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечения зазора для размещения жидкости на 80-100% боль1

Изобретение относится к порошко.вой металлургии, в частности к изготовлению длинномерных трубчатых иэделий иэ металлического порошка.

Известен способ прессования трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка при помощи профилирован",ой прошивки, перемещаемой вдоль оси порошковой заготовки 1).

Известно также устройство для осуществления данного способа, содержащее матрицу и рабочий инструмент, выполненный в виде прошивки, состоящей из направляющей, рабочей и калибрующей частей, и установленный внутри матрицы с воэможностью осевого перемещения f1 ).

К недостаткам данного изобретения относится низкое качество полученных трубчатых изделий, обусловленное наличие высокого коэффициента трения между поверхностью инструмента н порошковыми частицами, что вызывает снижение плотности спрессованных заготовок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ прессования трубчатых изделий иэ порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещения конического рабочего инструмента и эластичной втулки (2 .

Наиболее близким к изобретению устройством для осуществления известного способа по технической сущности и достигаемому результату является устройство для прессования трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу,эласше разности площадей поперечного сечения зазора для засыпки порошка и готового изделия.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочий инструмент выполнен в виде формующей дюэы, закрепленной на матрице, а протяжка снабжена хвостовиком и поршнем с уплотнениями.

4. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочий инструмент выполнен в виде прошивки, формующая коническая часть который расположена на поверхности протяжки, а матрица снабжена поддоном и крышкой с центральными отверстиями и уплотнениями.

2 тичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводом перемещения Г2).

К недостатку известного изобретения относится наличие высоких силовых затрат на процесс прессования.

Кроме того, имеет место неравномерное распределение плотности по дли1п не спрессованного изделия.

Целью изобретения является снижение силовых затрат на процесс прессования.

Для достижения укаэанной цели

5 согласно способу пре ссов ания трубч а" тых иэделий из порошка, включающему радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещения конического рабочего инструмента и эластичной

2О втулки, между поверхностями инструмеНта и втулки подают рабочую жидкость под давлением, причем давление в жидкости создают относительным перемещением инструмента и эластич-.

25 ной втулки.

Устройство для прессования трубчатых иэделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости

30 матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводои перемещения, снабжено уплотнениями, расположенными между сопрягающимися поверхностями матрицы, 35 втулки и протяжки, а втулка, протяжка и матрица установлены с кольцевыми зазорами для засыпки порошка, и для размещения рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечения зазора для размещения жидкости на

80-100% больше разности площадей

10б8227 поперечного сечения зазора для за- щий режим жидкостного трения в просыпки порошка и готового изделия. цессе протягивания эластичной втулРабочий инструмент выполнен в ки 3. Слишком большая величина завиде формующей дюзы, закрепленной зора (более 100% вызовет значитель». на матрице, а протяжка снабжена ные усилия протягивания, связанные хвостовиком и поршнем с уплотнения- 5 как с самим процессом протягивания эластичной втулки 3, так и с необРабочий инструмент выполнен в ходимостью сжатия жидкости, находявиде прошивки, формующая коническая щейся в зазоре в большом количестчасть которой расположена на поверх- ве. На хвостовике протяжки 2 установ- ности протяжки, а матрица снабжена fo лен поршень 5, наружный диаметр коподдоном и крышкой с центральными торого равен диаметру полости матриотверстиями и уплотнениями. цы 1. Поршень 5 снабжен набором упНа фиг. 1 показана схема устрой- лотнений б., размещенных между его ства для прессования трубчатых из- бокбвой поверхностью и внутренней делий для случая выполнения рабоче - 5 поверхностью матрицы,, а также его. го инструмента в виде конической торцовыми поверхностями и эластичдюзыу на,фиг. 2 - то же, для случая ной втулки 3. Полость между втулкой выполнения рабочего инструмента в 3 и протяжкой 2 заполнена порошком, виде прошивки. а зазор между втулкой 2 и матрицей

Способ осуществляют следующим 1 — жидкостью. Расположение уплотнеобразом.

20 ний 6 обеспечивает удержание жидПорошок загружают в кольцевой кости в системе, а также предохранязазор пресс-формы а в зазор, рас- ет порошок от его попадания. Протяжположенный между рабочим инструмен- ка центрируется относительно втулки том и упругоэластичной втулкой, за- 2 упругоэластичными опорными шайбаливают рабочую жидкость, например.

25 ми 7. Все устройство установлено воду, после чего осуществляют ра- в планшайбе 8 протяжного станка, явдиальное уплотнение порошка путем ляющегося приводом протяжки 2, и относительного перемещения рабоче- центрируется там конической дюзой 4.

ro инструмента и втулки, создавая Устройство работает следующим при этом давление в жидкости. После _#_ образом. завершения процесса прессования В полость эластичной втулки 3 усосуществляют разборку пресс-формы танавливают протяжку 2 с поршнем 5 и извлечение спрессованного трубча- снабженным уплотнениями б. Протяжку того изделия. центрируют относительно втулки 3

В.устройстве для осуществления 35 опорной шайбой 7, а в кольцевое пропредлагаемого способа случай вы- странство между протяжкой 2 и втулполнения рабочего инструмента в ви- кой 3 засыпают порошок. Сборку усде конической дюзы рассмотрен как танавливают в полость матрицы 1, а вариант 1 (фиг. 1 1, а случай вы- в зазор между втулкой 3 и матрицей полнения рабочего инструмента в ви- 4П заливают рабочую жидкость. Сверху де прошивки — как вариант 2 (фиг.2) . на матрице 1 размещают формующую

По первому варианту устройство дюзу 4, и все устройство устанавлисодержит матрицу 1, протяжку 2 с вают в планшайбе 8 протяжного станхвостовиком (не показан и упруго- ка. Жидкость в первоначальный моэластичную втулку 3, установленную 5 мент удерживается в системе поршнем с зазором в полости матрицы 1. Be- 5 и уплотнениями 6 с одной стороны личина зазора выбрана такой, чтобы и конической дюзой 4 - с другой. Под при создании давления в жидкости, . действием усилия протяжного станка находящейся в зазоре, в процессе протяжка 2 перемещается и проталкиотносительного перемещения формую50 вает эластичную втулку 3 заполненщей дюзы 4 и эластичной втулки 3 ную порошком, через формующую дюзу

t было возможным полное исключение 4. С момента начала прохождения контакта между перемещающимися по- эластичной втулки через дюзу под верхностями в области конического действием поршня 5 происходит сжатие профиля рабочего инструмента в ре- жидкости в зазоре, .в результате зультате попадания на этот участок 55 чего идет процесс гидростатического жидкости под давлением. При малой ррдиальиого обжатия эластичной величине зазора (меньше 803 l и, втулки 3 по всей ее длине, что выследовательно, малом количестве жид- зывает предварительную подпрессовку кости невозможно создать гидроста- порошка. Окончательная допрессовка тическое давление, необходимое для бО происходит при прохождении втулки 3 деформирования толстостенной элас-, через дюзу. При этом жидкость, тичной втулки. Кроме того, в этом удерживаемая в системе уплотнениями случае на коническом профиле инстру- 6, предохраняющими от попадания ее мента невозможно получить достаточ-, в порошок, а также от выхода в напный гидродинамический напор, создаю- g5, равлении противоположном протягива1068227 нию, выдавливается на конический проФиль формующей дюзы 4, создавая там режим жидкостного трения, а также эффект дополнительного обжатия втулки 3. После прохождения эластич ной втулки З.через формующую,дюзу 4 5 протяжной станок останавливают, устройство извлекают из планшайбы и разбирают.

По второму варианту устройство содержит матрицу 1, протяжку 2, уп- 10 ругоэластичную втулку 3, размещен-ную в полости матрицы и центрируемую там упругоэластичными шайбами 7.

В, полости втулки 3 установлена прошивка 9, формующая коническая 35 ч аст ь которой расположена н а поверхности протяжки 2. При этом направляющая часть прошивки имеет диаметр, равный диаметру протяжки и меньший внутреннего диаметра эластичной 20 втулки, в результате чего между ними существует зазор для заполнения жидкостью. Величина зазора. выбрана на основании предпосылок, аналогичных предпосылкам, использованным 25 при выбфре величины зазора в устройстве по первому варианту: обеспечение гидростатического радиального растяжения толстостенной эластичной втулки, а также создание режима жидкостного трения в области конической формующей части прошивки.

Кольцевое пространство между эластичной втулкой 3 и матрицей 1 заполнено порошком. Устройство снабжено крышкой 10 и поддоном 11 с установленными на них уплотнениями

12-14, цредназначенными для удержания.жидкости в системе, а ".àêæå для предохранения порошка от ее попадания. Все устройство установ- . 40 лено в планшайбе 8 протяжного станка, являющегося и приводом, и центрируется там с помощью стакана 15.

Устройство по второму варианту работает следующим образом. 45

В матрицу 1, установленную на поддоне 11, имеющем уплотнения 13 и 14, помещают упругоэластичную втулку 3, центрируемую там шайбой 7.

В полость втулки 3 вставляют нап- 5р равляющей частью прошивку 9, после чего кольцевое пространство между матрицей и втулкой заполняют порошком, а в зазор между втулкой 3, протяжкой и прошивкой 9 заливают жидкость. По окончании этих операций матрицу закрывают крышкой 10 с уплотнением 12 и всю систему устанавливают на протяжной. станок.

В первоначальный момент жидкость удерживается в системе радиальным уплотнением 14 в поддоне 11 с одной стороны и Формующей частью прошивки — с другой. Под действием усилия протяжного станка прошивка на протяжке перемещается и, входя своей формующей частью в полость втулки 3, сжимает, как поршнем, находящуюся там жидкость. Под действием создавшеГося гидростатического давления происходит радиальное растяжение эластичной втулки 3 по всей длине и предварительная подпрессовка порошка. Окончательная допрессовка происходит при прохождении Формующей части прошивки в полости втулки 3.

При этом жидкость, сжимаемая конической частью прошивки и удерживаемая уплотнениями 13 и 14 от ее выхода в направлении протягивания и от попадания в порошок, выдавливает- ся на конический формующий профиль прошивки, создавая там режим жидкостного трения, а также дополнительный эффект радиального растяжения эластичной втулки. Дальнейшее передвижение жидкости, сходящей под давлением с формующей части прошивки, продолжается в направлении противоположном протягиванию. Ввиду того, что; — между хвостовой частью протяжки и полостью эластичной втулки зазор отсутствует, жидкости при ее дальнейшем передвижении необходимо создать этот зазор путем деформирования эластичной втулки в радиальном направлении на этом участке. В результате гидродинамического давления, создаваемого жидкостью на внутренней поверхности эластичной втулки, предотвращается эффект "перетекания" последней из зоны очага деформации. На выходе давление жидкости падает, и часть ее вытекает из системы. После полного прохождения формующей части прошивки по всей длине эластичной втулки протяжной станок останавливается, а устройство извлекают и разбирают.

Пример . Порошок нержавеющей стали Х18Н9Т прессуют следующим образом.

Порошок загружают в предназначенный для его зазор и вибрационным уплотнением формуют трубчатые заготовки Д„ = 42 х 34 мм и Д = 4,0 х 32 мм (в устройствах соответственно, изоб раженных на фиг. 1 и фиг. 21 длиной

600 мм до плотности 0,35. Затем осуществляют последующее прессование иэделия предлагаемым способом до по". лучения готового изделия Д = 40 х х 34 мм и длиной 600 мм с плотностью 0,60. Усилие протягивания для устройства по первому варианту (фиг ° 1) составляет 0,6 т, а для устройства по второму варианту (фиг. 2 ) — 0,4 т.

При прессовании трубчатых изделий такого же размера в известных устройствах усилие протягивания составляет 2,3-3,8 т.

1068227

Составитель И.Киянский

Техред С.Мигунова Корректор Л.Патай

Редактор И.Шулла

Заказ 11367/9 Тираж 779 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

Следовательно, применение предлагаемого устройства позволяет в 510 раз снизить силовые затраты на процесс прессования при обеспечении равномерной плотности по длине изделия.