Способ изготовления из порошковых материалов изделий сложной формы и устройство для его осуществления

 

1. Способ изготовления из порошковых материалов изделий сложной формы, включающий получение исходной заготовки, ее нагрев и накатку бокового профиля, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода годной продукции, заготовку перед накаткой подвергают обжатию с одновременным сдвигом ее поверхностного слоя. 2; Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее узел крепления заготовки, накатники, рабочая поверхность которых соответствует профилю получаемого изделия, и диски, закрепленные на накатниках, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода годной про (/) дукции, диски выполнены с коническими рабочими поверхностями, обращенными к накатнику и снабженными насечкой , причем диаметр дисков в 1,1-1,4 S раза превышает диаметр накатника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (2! ) 3720153/22-02 (22) 09.02.84 (46) 30.09.85. Бюл, ¹ 36 . (72) Ю.Г. Дорофеев, Г.А. Дреев, С.Г. Тишин, В.Н. Мищенко и Г.Г. Великохатный (71) Производственное объединение

"Ростсельмаш" им. Ю.В.Андропова (53) 621.762.8(088.8) (56) Патент Японии № 53 — 1911, кл, 53А20, 1978.

Типовой технологический процесс накатки, валки и оборудование для изготовления звездочек цепных передач. PTM 105-0-045-77 Ростов-на-Дону: изд-во.НИИТИ, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ ПОР0111КОВЫХ NATEPHAJIOB ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ изготовления из порошковых материалов изделий сложной

i формы, включающий получение исходной заготовки, ее нагрев и накатку бокового профиля, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения выхода годной продукции, заготовку перед накаткой подвергают обжатию с одновременным сдвигом ее поверхностного слоя.

2; Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее узел крепления заготовки, накатники, рабочая поверхность которых соответствует профилю получаемого изделия, и диски, закрепленные на накатниках, отличающееся тем, что, С с целью увеличения выхода годной продукции, диски выполнены с коническими рабочими поверхностями, обращенны- ( ми к накатнику и снабженными насечкой, причем диаметр дисков в 1, 1-1,4 Я раза превышает диаметр накатника.

1181775

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий сложной формы из металлического порошка.

Целью изобретенйя является увеличение выхода годной продукции.

На фиг. 1 показана схема устройства в момент начала проц1есса; на фиг. 2 - то же,,в момен окончания процЕсса, на фиг. Д вЂ” то же, вид 10 сверху.

Устройство для изготовления изделий сложной формы содержит узел 1 крепления заготовки, накатники 2,рабочая поверхность которых повторяет 15 профиль готового изделия, диски 3, жестко закрепленные на торцах каждо- . го из накатников 3, причем рабочая поверхность дисков 3 выполнена конической и снабжена мелкой насечкой. 20

Внешний диаметр дисков 3 в 1,1-1,4 раза превышает диаметр накатника 2 (привод вращения накатников 2 и заготовки не показан).

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Из порошка формуют заготовку с пористостью 17 7., а затем спекают о ее в защитной среде при 1000-1100 С в течение 4 — 7 ч, после чего графитизируют. Спеченную заготовку нагревают в индукторе ТВЧ до 1000 С и устанавливают в узел 1 крепления, затем приводят во вращение накатники 2 35 с дисками 3 и узел 1 крепления и начинают перемещать накатники 2 навстречу один другому. При этом скорость вращения V дисков 3 выбирают таки . образом, чтобы она превышала линей- <0 ную скорость V2 периферийной зоны заготовки, например, в 1,3-1,6 раза.

При соприкосновении конических поверхностей дисков 3 с поверхностью заготовки происходит смещение кон- 5 тактирующих с дисками микрообъемов материала усилием обжатия, при этом интенсивность смещения увеличивается в виду наличия мелкой насечки на рабочей поверхности дисков 3. Зкспе- 50 риментально установлено, что при соотношении диаметра дисков 3 и максимального диаметра накатников 2, равном 1, 1-1,4, достигается оптимальный режим перемещения частиц материа-55 ла, что выражается в уплотнении периферийной зоны заготовки и возникновении текстурированной структуры.

При контактировании накаTHHKoH 2 с заготовкой на боковой поверхности последней формируется рельеф, определяемый конфигурацией накатников 2, и происходит дальнейшее уплотнение деформируемой зоны. Б связи с тем, что периферийная зона заготовки уплотнена и имеет текстурированную структуру, значительно улучшающую условия сваривания микрообъемов металла, при формировании профиля практически любой конфигурации трещины не возникают, т.е, создаются наиболее благоприятные условия формирования профиля порошкового изделия.

После этого накатники 2 с дисками 3 отводят в исходное положение.

Готовое изделие снимают с узла 1 крепления и извлекают из рабочей зоны устройства.

Пример. Изготовление звездочки цепной передачи 54 †441 комбайна СК-5 "Нива" °

Деталь 54 †441 имеет следующие размеры и характеристики материала.

Число зубьев Z = 15.

Шаг 19,05 мм.

Диаметр окружности впадин

D. = 79,56 мм.

Диаметр делительной окружности

d<, = 91,62 мм.

Ширина внутренней пластины

Ь = 18,2 мм.

Профиль зуба по ГОСТ 591 — 69, Размеры и отклонения — ОН 13-219-59, Материалы ЖГр 1,5 (где железного порошка ПЖЧМЗ ГОСТ 9849-74-98,5 7., графита карандашного ГК-1 ГОСТ

4404-73-1,5 X) °

Остаточная пористость венца

П 3 X.

Остаточная пористость средней части детали П = 17 — 20 X. с

Пористость спеченной заготовки

П = 17 — 20 X.

Заготовку (9 104 мм) формуют на прессе-автомате К 8130 из порошка (ЖГр 1,5) с пористостью 17 — 20, Затем ее спекают в среде эндогаза с добавлением метана примерно при

1090 0 в течение 5,5 ч и покрывают слоем коллоидного графита толщиной 1012 мкм, который играет роль смазки.

После этого спеченную заготовку нагревают в индукторе ТВЧ до 1000 С и устанавливают в узел крепления предложенной установки. Затем приводят

11817

Фие, 8

ВНИИПИ Заказ 6035/11 Тираж 746 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 во праще накатники 2 (профиль по

ГОСТ 591-69) с дисками 3, диаметр которых равен 310-1. Диаметр накатника (в экспериментальном выполнении) составляет 258-0,1. Таким образом, соотношение диаметров дисков и накатника равно 1,2, Линейную скорость вращения V дисков 3 устанавливают равной 1,4 м/с, а линейную скорость периферийной зоны заготовки (путем придания вращения узлу крепления)

V - 0 95 — 1,1 м/с. При соприкосновении насеченных конических поверхностей дисков 3 с поверхностью заготовки производится смещение контакти- 15 рующих с дисками микрообъемов материала усилием обжатия. Смещение увеличивается ввиду наличия насечек на рабочей поверхности дисков 3. Затем накатники 2 подводят к заготовке и 2п осуществляют формирование рельефа (ГОСТ 991-69) на боковой поверхности

75 4 заготовки. Весь проц .сс фс рмопзменсния производят н тсченне 25-35 с.

После этого готовую деталь 54-44 192 подвергают рекристаллизационному отжигу при . - 650 в течение 15 мин и закалке в воде.

Выход годной продукции (деталей без наличия сети мелких трещин на

l поверхности) составляет 97,1-97,6 7 (при изготовлении аналогичных деталей известным способом выход годной продукции не превышает 90,6 7) .

Таким образом, описанное техническое решение позволяет расширить номенклатуру изготавливаемых порошковых деталей (главным образом, крупномодульных зубчатых колес и подобных изделий)..При этом достигается значительное повышение выхода годной продукции за счет исключения трещин и неравномерной или низкой плотности на формуемой части изделия °