Способ получения композиционных заготовок и устройство для его осуществления

 

1. Способ получения композиционных заготовок, включающий размещение в эластичном контейнере разделительных перегородок, засыпку вертикальными слоями порошков разного материала, удаление перегородок} и прессование, отличающийс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, перед прессованием проводят, предварительное смещение поверхностных слоев засыпного материала . в направлении касательных к направляющей контейнера , 2. Устройство для получения композиционных заготовок , включающее эластичньш контейнер, установленный в держателе, отличающееся тем, что,оно снабжено неподвижными вертикальными опорами и закрепленными на них гибкими тягами , соединенными с контейнером, держатель выполнен с полостью некругового , например эллиптического. сечения и установлен с возможностью вращения относительно контейнера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН @ В 22 F 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3770095/22-02 (22) 31.07 ° 84 (46) 23.12.85. Бюл. 9 47 (71) Институт горного дела СО

АН СССР (72) Е.И.Шемякин, А.Ф.Ревуженко, А.П.Бобряков и В.Н.Пронин (53) 621.762.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 677814, кл. В 22 F 7/04, 1979.

Патент Великобритании Ф 1383429, кл. С 7 D, опублик. 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ

ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ получения композиционных заготовок, включающий разме, щение в эластичном контейнере разделительных перегородок, засыпку вертикальными слоями порошков раз„„SU„, 11 452 А ного материала, удаление перегородок и прессование, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, перед прессованием проводят предварительное смещение поверхностных слоев засыпного материала:. в направлении касательных к направляющей контейнера, 2. Устройство для получения композиционных заготовок; включающее эластичный контейнер, установленный в держателе, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, оно снабжено неподвижными вертикальными опорами и закрепленными на них гибкими тягами соединенными с контейнером, t держатель выполнен с полостью некругового, например эллиптического сечения и установлен с возможностью вращения относительно контейнера.

t 11

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении слоистых композиционных заготовок со слоями сложных конфигураций, например, чередующихся по спирали с широким диапазоном толщин слоев.

Структура получаемых заготовок состоит. из матричной части и спиральной прослойки, причем исходными компонентами могут быть различные материалы: порошки .разнородных металлов,. вязкие жидкости .а также пластичные материалы."

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей.

На чертеже изображено устройство для получения композиционных заготовок, общий вид.

Устройство содержит эластичный контейнер 1, установленный в держатель 2-, выполненный в виде полого цилиндра, внутренняя полость которого в сечении отличается от круга, например представляет собой эллипс.

Держатель 2 установлен на платформе 3 с возможностью вращения на подшипнике 4. Платформа 3 соединена с приводом 5 и двигателем 6 с помощью фрикционной передачи: обрезиненного ролика 7, насаженного на ось привода 5, взаимодействующего с обрезиненным кольцом 8, приклеенным к краю платформы 3. К оболочке эластичного контейнера 1 крепятся гибкие тяги 9, противоположные концы которых закреплены на непод-. вижных вертикальных опорах 10.

Устройство работает следующим образом.

Эластичный контейнер 1 устанавливают во внутреннюю полость держателя 2, выполненную эллиптической формы, закрепляют на контейнере 1 гибкие тяги 9, при этом контейнер принимает форму эллиптического цилиндра. В эластичный контейнер помещают перегородку в виде пластины.

По обе стороны от перегородки засыпают порошковый материал. После загрузки перегородку удаляют, включают двигатель 6. Вращение двигателя через привод 5 и обрезиненный ролик

7, через кольцо 8 передается платформе 3, которая начинает вращаться на подшипнике 4. Держатель 2 вращается вокруг неподвижного контейнера

1. Гибкие тяги 10 препятствуют вращению контейнера t, что приводит

99452 2

1О

20

"случае выполнения держателя в виде

55 к его деформированию деформация последнего передается порошковому материалу и происходит периодическое растягивание — сжатие с одновременным изменением направления действия напряжений. В результате этого про-. исходит направленное внедрение одного материала в другой.

В зависимости от количества оборотов может быть получен различный . профиль распределения слоев. Материал в оболочке находится в условиях сложного нагружения: ось наибольшего сжатия непрерывно поворачивается относительно деформируемого материала. 3а один оборот материальные точки описывают почти замкнутую траекторию, но в первоначальное положение не возвращаются. В результате вращения держателя материал, загруженный в контейнер, вертикальными слоями деформируется так, что частицы материала, контактирующие с внутренней оболочкой контейнера, смещаются вдоль направляющей контейнера. В эллиптического цилиндра ось наибольшего сжатия постоянно перемещается в направлении вращения его вокруг контейнера с порошковым материалом.

При таком смещении частицы сыпучих материалов подвергаются знакопеременному сдвигу, что приводит к одновременному эффективному уплотнению и устранению дефектов на границе раздела сыпучих материалов после удаления перегородок.

Пример. В качестве исходных материалов берут два сорта алюминиевых порошков: порошок марки ПА-4 со сферической формой частиц и опытный сорт стареющего алюминиевого сплава с частицами игольчатой формы с химическим составом, соответствующим марке Д16. Порошки засыпают в эластичный контейнер цилиндрической формы диаметром 65 мм. В контейнер предварительно помещают перегородку, расположенную вдоль. оси контейнера. По одну сторону перегородки засыпают порошок марки

IIA-4, а с другой стороны порошок с частицами игольчатой формы. После засыпки перегородку удаляют и включают привод. Держатель имеет коэффициент искривления К = 0.86 и со-. вершает 100й20 оборотов.

В результате такой обработки порошок игольчатой формы располагаетТермообработка

Относительное удлинение, X

Материал, сорт порошка

Временное сопротивление, кг/мм

Алюминий IIA-4

Сплав Ä16

Не подвергался

После старения

12

Композиционный материал

После старения

36

Составитель Л.Гамаюнова

Техред Т.Дубинчак Корректор R.Сирохман, Редактор- M. Бланар

Заказ 7764/13 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская а у н б., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ся в виде тонкой многовитковой спирали.

Эластичный контейнер с порошком извлекают из держателя,. герметизируют, помещают в гидростат и прессуют при давлении 4 кбар. Затем заготовку спекают при 520 С в течение

3-х ч в вакууме и подвергают термообработке старением.

Данные механических испытаний трех образцов из полученной заготовки приведены в таблице.

Таким образом, как следует из приведенных в таблице данных, полу1199452 4 ченный композиционный материал обла .. дает характерными для данного класса материалов свойствами.

Предлагаемый способ и устройство позволяют получать композиционные слоистые материалы спиральной формы с толщиной слоев от сколь угодно ма1 ! лых до сколь угодно больших разме ров. Такие изделия после прессова10 ния и спекания приобретают свойст" ва, присущие слоистым композиционный материалам, изменяется соотношение механических свойств вдоль и поперек оси цилиндрической заготовки.: