Устройство для изготовления металлических волокон

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, содержап;ее подвижный деформирующий элемент, выполненный в виде горизонтально расположенного цилиндрического валка, неподвижный деформирующий элемент с рабочей плоской поверхностью, расположенной под углом 70-80° к горизонтальной плоскости и параллельной оси подвижного элемента и питатель с каналами, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструктивного выполнения и расширения технологических возможностей, верхняя часть неподвижного элемента выполнена криволинейной по радиусу определяе.гюму из соотношения .R.bOd , .выходная щель питателя смещена от наивысшей ее точки в сторону зоны i деформации на величину дуги 10-15° (Л диаметр каждого канала питателя составляет D 1Л(А расстояние между соседними каналами L,/ 40d, . причем минимальный диаметр частиц порошкового материала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) leOdNHH ((R(e0a

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3362752/22-02 (22) 23.12.81 (46) 30.04.84. Бюл. Р 16 (72) А.В.Степаненко, Л.А.Исаевич, и Л.И. Мойсинович (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.762,3(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2991903/22-02, кл. В 22 F 1/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3311167/22-02, кл. В 22 F 1/00, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, содержащее подвижный деформирующий элемент, выполненный в виде горизонтально расположенного цилиндрического валка, неподвижный деформирующий элемент с

В 22 Г 1/00, В 22 Г 3/18 рабочей плоской поверхностью, расположенной под углом 70-80 к горизонтальной плоскости и параллельной оси подвижного элемента, и питатель с каналами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения конструктивного выполнения и расширения технологических возможностей, верхняя часть неподвижного элемента выполнена криволинейной по радиусу определяемому иэ соотношения,выходная щель питателя смещена от наивысшей ее точки в сторону зоны деформации на величину дуги 10-15о, диаметр каждого канала питателя составляет 3 < 43и„„, а расстояние между соседними каналами. 1, > 403щрн .причем d „„- минимальный диаметр частиц порошкового материала.

1 1088880 2

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для механической обработки порошковых частиц и изготовления из них металлических волокон.

Известно устройство для изготовления теталлических волокон из однородного по размерам сферического порошка, содержащее волоку, выполненную из двух частей, одна из которых снабжена охватывающей ее бесконечной лентой, установленной с возможностью ее перемещения в направлении волочения, а другая часть волоки установлена с возможностью встречного возвратно-поступательного движения вдоль направления движения бесконечной ленты (1 3.

10!

Недостаток . данного устройства — 20 сложность организации в нем раздельной подачи частиц на лету. Кроме того, это устройство характеризуется низкой производительностью и процент выхода однородных волокон в ием не 25 превышает 70Ж.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для изготовления металлических волокон, содержащее подвижный деформирующий элемент, выполненный в виде горизонтально расположенного цилиндрического валка, неподвижный деформирующий элемент с рабочей поверхностью в

35 виде наклонной плоскости, расположенной под углом 70-80О к горизонтальной плоскости и параллельной оси подрижного элемента, и питатель с каналами диаметром не более 0,5 мм

С2 1.

Недостатком известного устройства являются узкие технологические возможности, так как оно не может быть использовано при обработке час45 тиц разного исходного диаметра. Кроме того, выполнение питателя со столь малым диаметром каналов и жест ким допуском на этот диаметр усложняет его изготовление.

Цель изобретения — упрощение

50 конструктивного выполнения и расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления металлических волокон, содержащем подвижный деформирующий элемент, выполненный в виде горизонтально расположенного цилиндрического валк l неподвижный деформирующий элемент с рабочей плоской поверхностью, расположенной под углом

70-80о к горизонтальной плоскости и параллельно оси подвижного элемента, и питатель с каналами, верхняя часть неподвижного элемента выполнена криволинейной по радиусу, определяемому из соотношения

Фоамин- Р- 603 „н,выходная щель питателя смещена от наивысшей ее точки в сторону зоны деформации на величину дуги 10-15 диаметр каждого канала питателя составляет Д (<3»„а расстояние между соседними каналами L >i 408дщ причем 8,„„ — минимальный диаметр частиц порошкового материала.

При подаче через канал питателя нескольких частиц для исключения ком кования частиц в отдельные конгломераты в плоскости, перпендикулярной оси валка, между соседними частицами должен быть разрыв, который обеспечивается равноускоренным скатыванием их по наклонной плоскости. Во избежание искажения профиля волокон вследствие слипания соседних частиц, которое происходит в результате удлинения порошковых частиц в процессе формообразования, необходимо, чтобы в плоскости, параллельной оси валка, частицы находились друг от друга на расстоянии, превышающем длину получаемых волокон.

Однако при подаче частиц непосредственно на наклонную поверхность они располагаются в плоскости,параллельнои оси валка, контактируя друг с другом.

При соударении с горизонтальной поверхностью порошковые частицы раскатываются в разные стороны, обеспечивая тем самым необходимое расстояние между ними и в параллельной и в перпендикулярной оси валка плоскостях. Вместе с тем необходимо обеспечить направленную транспортировку частиц по наклонной плоскости в зону деформирования. Поэтому яитатель устанавливают над цилиндрической поверхностью, кривизна которой столь велика по сравнению с диаметром частицы, что ограниченный ее участок можно рассматривать как, горизонтальную плоскость.

1088

Если частицы попадают из питателя на цилиндрическую поверхность в наивысшей ее точке, то они раскатываются в разные стороны и частично транспортируются к очагу дефор5 мации, скатываясь по наклонной плоскости, касательной к указанной поверхности, а частично скатываются в противоположном направлении.

Для обеспечения подачи всех частиц из литателя в зону деформации питатель установлен со смещением от наивысшей образующей цилиндрической поверхности к очагу деформации. Причем экспериментально установлено, что при смещении питателя на величину дуги меньше 10 часть частиц ска0 тывается в направлении, противоположном направлению перемещения их к очагу деформации, а при смещении пи20 тателя на величину дуги больше 15 частицы попадают из питателя на нак-. лонную плоскость и раскатывания в направлении вдоль оси валка не происходит.

Радиус цилиндрической поверхности выбирают в пределах 408дщ,фй4 608 О, так как при Р меньше 402, длина части цилиндрической поверхности ма1 ла и отдельные частицы из питателя попадают не на цилиндрическую поверхность, а на наклонную плоскость. . Увеличение радиуса сверх 608 ö, конструктивно не оправданно из-за увеличения габаритов устройства. Максимальное количество подаваемых через канал частиц определяется исходя -иэ необходимости обеспечения при .раскатывании расстояния между соседними частицами LО70 (где В длина волокна ), Если подавать из пи- 40 тателя более 10 частиц, это требование не соблюдается. Для подачи указанного количества частиц диаметр питателя должен быть не боль-. ше 48„„„„.

Минимальное количество подаваемых частиц ничем не регламентировано и зависит только от диаметра последних. Поэтому уменьшение диаметра канала по сравнению с указанным 50 значением допустимо, но нецелесообразно, так как это приводит к снижению производительности устройства в результате уменьшения количества подаваемых в единицу времени через 55 один канал частиц.

Экспериментально определено, что для исключения попадания частиц при

88п раскатывании в зону соседних каналов расстояние между последними должно быть не меньше 406щ . Увеличение указанного расстояния приводит к снижению производительности устройства путем уменьшения общего количества частиц порошка, подаваемых с единицы длины питателя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из вертикально установленного питателя 1 с диаметром каналами < ФД, расположенного в верхней зоне рабочего элемента 2, выполненного в виде части круговой цилиндрической поверхности радиусом 403,и„ й4 60с „„„„ с горизонтальными образующими, ограниченной вертикальной плоскостью, проведенной ,через ось этой поверхности, и касательной плоскостью, наклоненной под углом d. =70-80 к горизонтальной плоскости таким образом, что частицы ска тываются по ней в очаг деформации. .В нижней зоне наклонной плоскости ус тановлен горизонтально расположенный вращающийся валок 3 на расстояа(п+ Ы) нии 5 . измеренном вдоль траектории скатывания частиц (где 3— диаметр частиц порошкового материала), Устройство работает следующим образом.

Порошок засыпают в питатель 1.

Через канал питателя частицы попадают на цилиндрический участок рабочего элемента 2. В результате соуда- рения с криволиненной поверхностью частицы раскатываются в разные стороны и по наклонной плоскости перемещаются в зону обкатки, где, попадая в зазор между неподвижной плоскостью и вращающимся валком в результате действия сил контактного трения начинают обкатываться и благодаря пластической деформации формируются.в металлические волокна.

Пример. Для получения волокон из меди используют сферический порошок со средним диаметром частиц равным 120 мкм. Питатель для подачи частиц устанавливают над участком радиусом 25 мм поверхности неподвижного элемента с зазором 80 мкм и со смещением в сторону очага деформации от наивысшей точки указанной поверхности на величину дуги 10 . Расстояние от выходной щели питателя до

)088880

ВНИИПИ Заказ 2782/ll Тираж 775 Поддисное

Филыал ШШ "Патент", г. Уагород, ул.Проектная,4 очага деформации 40 мм. Через канал питателя, диаметр которого 240 мкм, одновременно подают по 10 частиц, которые при соударении с криволинейным участком поверхности неподвиж- 5 ного элемента раскатываются в разные стороны и перемещаются по плоскости в зону обкатки. Минимальное расстояние между соседними частицами 730 мкм, максимальное 750 мкм. Горизонтально установленный валок диаметром 50 мм вращается в направлении перемещения частиц с окружной скоростью 0,90 м/с.

В результате обкатки порошка получают цилиндрические волокна дна- 15 метром 40 мкм и длиной 720 мкм.

Увеличение в 4 раза диаметра канала в 30 раз расширяет диапазон использования питателя вследствие обеспечения возможности подачи частиц с размером от З до 4 и и упрощает технологию изготовления канала, так как сверление каналов, диаметр которых равен диаметру частиц и как правило, не превышает

0,5 мм требует применения сверл с повышенными механическими и износостойкими свойствами.

Предлагаемае устройство позволяет обеспечить пораздельную обкатку сферических частиц широкого диапазона диаметров независимо от природы материала.

Экономический эффект от внедрения устройства составляет около

7300 руб.