Устройство для центробежного формования трубчатых изделий из металлического порошка

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, содержащее разъемную матрицу с заглушками и центральным стержнем и привод вращения матрицы, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности изготовления изделий и расширения технологических возможностей, оно снабжено источниками регулируемого постоянного электромагнитного поля, установленшлни вдоль оси матрицы, последняя размещена между источниками , а стержень выполнен из ферромагнитного материала. /% сд 1 4 fffufef О) D

„„SU„„1154046

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5Ц В 22 F 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«\ " %Q ю..« зЖ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3670372/22-02 (22) 08. 12. 83 (46) 07..05.85. Бюл. В 17 (72) В.М. Канцевич, P.Р. Шумейко, В.А. Миронов и А.Е. Камцев (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (53) 62 1.762.4.04(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 441102, кл. В 22 F 3/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 422534, кл. В 22 F 3/06, 1972. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМОВАНИЯ ТРУБЧАТЫХ. ИЗДЕЛИЙ ИЗ

МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИОРОШКА, содержащее разъемную матрицу с заглушками и центральным стержнем и привод вращения матрицы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьипения точности изготовления изделий и расширения технологических возможностей, оно снабжено источниками регулируемого постоянного электромагнитного поля, установленными вдоль осн матрицы, последняя размещена между источниками, а стержень выполнен из ферромагнитного материала.

Ме«

54046

Нг г

2 ганов

4 11

Изобретение. относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для центробежного формования иэделий трубчатой формы иэ металлических порошков.

Известно устройство для центробежного прессования изделий иэ порошковых материалов, включающее цилиндрическую форму, вал с приводом, питатель и приспособление, создающее дополнительное давление на заготовку

Недостатками устройства являются недостаточная точность получаемых размеров и формы внутренней поверхности трубчатых иэделий, что требует калибровки этой поверхности и ограниченные технологические возможности при получении трубчатых изделий со сложной внутренней поверхностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для центробежного формования трубчатых изделий из металлического порошка, содержащее разъемную матрицу с заглушками и центральным стержнем и привод вращения матрицы (2 3.

Однако для устройства характерны недостаточная точность полученных размеров и формы внутренней поверхности трубчатых изделий, что требует калибровки этой поверхности. В случае изготовления тонкостеннных и длинномерных трубчатых изделий, а также пористых изделий из порошкового материала, процесс калибровки недопустим; ограниченные технологические возможности, так как для обеспечения равномерной плотности изделия и получения высокоплотных изделий значительной толщины, необходимо использовать оборудование с высокой скоростью вращения, что требует тщательной балансировки вращающихся орЦель изобретения — повышение точности изготовления изделий и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для центробежного формования трубчатых изделий иэ металлического порошка, содержащее разъемную матрицу с заглушками и центральным стержнем и привод вращения матрицы, снабжено источниками регулируемого постоянного электромагнитного поля, установленными вдоль оси матрицы, последняя размещена между источниками, а стержень выполнен из ферромагнитного материала.

На фиг. 1 изображено устройство, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сбоку.

Устройство для центробежного формования изделий из порошковых ма1п териалов содержит привод (не показан), разъемную матрицу I, центральный стержень 2, выполненный из ферромагнитного материала,, заглушки 3, 4 и неподвижные верхний 5 и нижний 6 злектромагнитны.

Устройство работает следующим образом.

В матрицу 1 вставляют заглушку 3 и центральный ферромагнитный стержень 2, затем в свободный объем матрицы засыпают необходимое для изготовления изделия количество порошкового материала. Матрицу закрывают заглушкой 4 и полученную сборку устанавливают в приводе.

В начале вращения матрицы 1 с заглушками 3 и 4 и порошковым материалом напряжение подается на обмотку электромагнита 5, при этом центральный ферромагнитный стержень 2 взаимодействует с верхним электромагнитом 5, Сила взаимодействия определяется зависимостью где Н вЂ” напряженность магнитного поля;

r — расстояние между магнитом и центральным стержнем.

Равнодействующая сила со стороны центрального стержня на формуемый ! материал определяется из формулы

Ррйвн=Р м F u,ен где P — вес центрального стержня;

Г „ — центробежная сила.

В результате этого взаимодействия центральный ферромагнитный стержень

2 преодолевает действие собственного веса и центробежной силы и располагается на высоте Н от поверхности изделия и не вэаимодейсгвует с ним.

Величина Н определяется по формуле

Н

Э где I — величина силы тока в обмотке электромагнита.

1 1 54046

Внутренний диаметр матрицы, D мм

Лиаметр центрального стержня, 0, мм

100

10

Рф Рцентр+ Р.

60

15

40

40

20

20

25

Ррo,âí Р м Рцентр

Затем после равномерного распределения формуемого материала в полости матрицы, уменьшают величину маг- нитного поля путем уменьшения тока в обмотке электромагнита 5..При этом давление формования увеличива— ется. После отключения обмотки верхнего электромагнита 5 на формуемый материал действует сила F, равная

Увеличение давления формования происходит в результате взаимодействия центрального ферромагнитного стержня 2 с электрическим магнитным полем .нижнего электромагнита 6 при подключении к электрической сети его обмотки.

Сила, действующая при этом со стороны центрального стержня на формуемый материал, определяется по формуле

Благодаря тому, что центральный стержень не закреплен и имеет возможность свободного вращения вокруг своей оси, силы трения скольжения в процессе формования отсутствуют, изделие получают с равномерным порораспределением, достигнутым при центробежном формовании самого материала.

Заключительную стадию формования осуществляют при уменьшенном давлении со стороны центрального стержня на формуемый материала (ве.личина давления может равняться О).

Этот период формования соответствует выхаживанию поверхности изделия, или ее калибровке, что позволя" ет повысить точность изготовления длинноиерных и тонкостенных трубчатых иэделий иэ порошкового материала в четыре раза.

Иэделия после формования извлекают из разборной материцы. Сформованное иэделие направляют на пос ледующее спекание, а в матрицу загружают очередную порцию порошка.

Сравнительные испытания проводят на порошках железа ПЖ4МЗ и меди ПИС-1 фракций 0,1-0, 125 мм и 0,2-0,25 мм, в оснастке, номинальные размеры ко- торой приведены в таблице.

Точность образцов, полученных иа. предлагаемом устройстве, в среднем в четыре раза выше точности образцов, полученных на известном устрой,стве, благодаря наличию процесса выхаживания поверхности .образца.

После спекания полученных образцов выборочно определяют их плотность

35 путем гидростатического взвешивания.

Результаты, полученные для образцов с одинаковой толщиной стенки, показывают, что формование толстостенных

40 образцов. высокой плотности на известном устройстве затруднего и с учетом материала и размера частиц при определенном соотношении величины зазора между.матрицей и центральным стержнем к диаметру этого стержня формования образца не происходит, что объясняется недостаточным давлением формования. Аналогично объясняется и ограничение плотности образцов, полученных на известном устройстве.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для центробежного формования иэделий труб55 чатой формы из порошковых материалов обладает рядом преимуществ.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность изготовления изделий, в среднем в четыре раза

54046

Составитель Г. Загорская

Редактор А. Шандор ТехредМ.Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 2582/10 . Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

333035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

3 11 за счет регулирования давления формования на порошковый материал со

1стороны центрального стержня; позволяет.расширить технологические возможности, в частности, обеспечивает получение изделий с увеличенной толщиной стенки и повышенной плотностью (до 80X) в то время, как нзвестное устройство позволяет получать изделия с плотностью 70-75.

Кроме того, имеет место простота

5 изготовления устройства и безопасность при эксплуатации, так как про" цесс формования протекает при небольших скоростях вращения.