Способ получения заготовок из металлического порошка

Авторы патента:

КАРЕЛИН ФЕДОР РОМАНОВИЧ

ЛЕШКЕВИЧ ГАЛИНА ГЕОРГИЕВНА

ПАНОВКО ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ

КОРНЕЕВ ЛЕВ ИВАНОВИЧ

МЕЛЕНТЬЕВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ

СКУРИХИН МИХАИЛ НИКОЛАЕВИЧ

УШАКОВ ВАЛЕРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

B22F3/24 - последующая обработка заготовок или изделий

B22F3/12 - уплотнение и спекание (ковкой B22F 3/17)

B22F3/02 - уплотнение

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 l ) 3739775/22-02 (22) 16.05.84 (46) 15.03.86.Бюл, Р 10 (71) Институт металлургии им,А.А.Байкова и Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) Ф.P.Карелин> Г.Г.Лешкевич, В Л.Пановко, Л.И.Корнеев, И.В.Мелентьев, N.Н.Скурихин и В.К.Ушаков (53) 621 . 762. 4 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 865530, кл. В 22 Г 3/12, 1980, Патент Японии Р 54-29168, кл. В 22 F 3/20, 1979. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА, „,Я0„„1217571 А

1 У 4 В 22 F 3/02, 3/24, 3/12 включающий засыпку порошка в капсулу, герметизацию, ее прессование в объеме контейнера, удаление материала капсулы и последующую деформацию отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в качестве капсулы берут металлическую тару разового пользования с наружным диаметром 0,75-0,96 диаметра контейнера, а прессование проводят до получения отношения

"Ih/ Р I 0-1 7 где Н вЂ” высота капсулы; высота заготовки;

Э вЂ” диаметр контейнера; вЂ” диаметр капсулы.

1217571

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к полу1 чению заготовок из металлических порошков . .Цель изобретения вЂ” расширение технологических возможностей.

Засыпают порошок в металлическую тару разового пользования диаметром 0,75-0,96 диаметра контейнера и горячим спрессовыванием в замкнутом объеме получают отношение высот капсулы и прессовки больше отношения квадратов диаметров контейнера и капсулы в 1,0-!,7 раза, Использование в качестве капсулы для засыпки порошка металлической тары разового пользования (кофейные, консервные, пивные банки, банки из-под масел, смазок и т.п.) становится возможным благодаря тому, что в условиях прессования в замкнутом контейнере при выбранных соотношениях между капсулой и контейнером разрушение стенки капсулы в процессе прессования не происходит, а перед дальнейшей деформацией стен-. ка полностью удаляется, Максимальный диаметр капсулы, равный 0,96 диаметра контейнера, выбирают во избежание застревания расширившейся при нагреве прессуемой заготовки при ее задаче в контейнер пресса.

Иинимальный диаметр капсулы, равный 0,75 диаметра контейнера, определяется условием предотвращения ее разрушения и резкого снижения качестна боковой поверхности порошковой составляющей при прессовании, что может привести к ее разрушению при последующей обточке и обработ.ке давлением.

Успешным процесс прессования можно считать в том случае, если прессуемая заготовка по всей своей высоте плотно прилегает к стенкам .контейнера, В противном случае операции обточки и последующей деформации затруднены из-за бочкообразования. Если капсула со свободно засыпанным порошком имеет диаметрд, высоту Н и суммарную плотность S0, прессовка имеет высоту, плотность, а диаметр контейнера Р условие постоянства массы при полном прилегании прессовки к контейнеру имеет вид 1 IH1 >D hPq или и . 3

1о

Исходная суммарная плотность капсулы с порошком Р меняется в о пределах 0,59-0,7, плотность прессовки может изменяться от1 до 1.

Если Р, =p, то н /q =)) /J, т.е. отношение высот капсулы и прессовки равно отношению квадратов диаметров контейнера и капсулы. В этом случае капсула с порошком в процессе прессования достигает стенок контейнера и компактирование происходит беэ уплотнения, Если P > g взаимосвязь между отношениями высот капсулы и прессовки и диаметрами контейнера и капсулы может быть различной, Предельное значение этой связи получают при минимальном j и максимальном р

При g, = 0,59 и = 1 отношение высот капсулы и прессовки в 1,7 раза больше отношения диаметров контейнера и капсулы, В этом случае капсула с порошком в процессе прессования достигает стенок контейнера и уплотняется до теоретической плотности.

В совокупности предлагаемые приемы существенно расширяют техноло-. гические возможности способа за счет упрощения этапа подготовки капсул под засыпку и утилизации металлической тары разовorо пользования.

Пример 1. Распыленный металлический порошок сложного состава, содержащий медь, алюмИний, марганец и ванадий, засыпают в банку из-под растворимого кофе (ф 75х х122 мм1, герметизируют> нагревают до 800 С и прессуют в замкнутом объеме контейнера диаметром 80 мм (отношение. диаметра капсулы к внутреннему диаметру контейнера 0,94) гидравлического пресса усилием

600 тс, так чтобы высота прессовки составляла 72 мм. При этих параметрах прессования отношение высот капсулы и прессовки в 1,5 раза больше отношения квадратов диаметров контейнера и капсулы. Полученную прессовку ф 80х72 мм обтачивают до удаления материала капсулы, разрезают но диаметру на два сегмента максимальной высотой 37 мм и п ока,тывают на стане дуо 320 при 800 С на высоту 10 мм.

3 1

Анализ физико-механических свойств проката показывает, что полученный предлагаемым способом. материал удовлетворяет требованиям соответствующих ТУ. Таким образом, экспериментально подтверждается возможность использования в качестве капсул для засыпки металлической тары разового пользования °

Пример 2. В качестве капсул для засыпки используют металлическую тару разового пользования. Прессование и деформацию (экструзию1 .ведут из контейнера ф 100 мм гидравлического пресса усилием 600 тс, что с учетом размеров металлической тары дает следующие значения отношения диаметра капсулы 4 к диаметру контейнера В (см.табл.l)

Капсулы всех типоразмеров засыпают распыленным порошком сталей

10Р6М5 и ШХ-15, герметизируют, нагревают 1100-1150 С в первом и о

950-1000 С во втором случаях. Прессуют в замкнутом объеме контейнера, выпрессовивают, удаляют материал капсулы обточкой и проводят экструзию с вытяжкой 6,25.

Экспериментами установлено, что капсулы с индексом 1(4/D = 0,67) разрушаются в процессе прессования (осадки) в замкнутом объеме контейнера из-эа черезмерного бочкообразония и возникновения значительных..растягивающих напряжений.

Капсулы с индексом 6 (d /Р =

= 0,98) застревают или перекашиваются при задаче в контейнер из-эа трения вследствие теплового расширения и образования окалины на поверхности при предварительном нагреве.

Капсулы с индексами 2 вЂ” 5 свободно устанавливаются в контейнер и не разрушаются при прессовании.

Таким образом, экспериментально подтверждается.воэможность получения заготовок иэ порошков по пред217571 4

50 лагаемому способу при отношении наружного диаметра капсулы к внутвЂ” .реннему диаметру контейнера 0,750,96.

Пример 3, Распыленный металлический порошок стали )OP6M5 засыпают в банки из-под растворимого кофе герметизируют,нагреваЭ о ют до 1100-1150 и подвергают прессованию в контейнере ф 100 мм гидравлического пресса усилием 600 тс, Высота засыпанных капсул во всех случаях 122 мм, диаметр 78 мм, отношение диаметра капсулы к диаметру контейнера 0,78, исходная плотность засыпки 0,59, отношения квадратов диаметров контейнера (Э) и капсулы(д)Р jg = 1,64. Прессование ведут так, чтобы взаимосвязь отношений высот капсулы и прессовки и диаметров контейнера и капсулы менялись в широких пределах (см.табл.2);

Опытами установлено, что прессование капсулы с порошком на высоту 41,3 мм (вариант 6) провести не удается из-за того, что в этом случае плотность материала должна была бы стать больше теоретической.

Прессовки высотой 93 0 мм (ваУ

1 риант 1) с соотношением(Н 1, /Р Jd ) меньше единицы имеют выпуклую бочку, что ухудшает операцию механического удаления материала капсулы и приводит к разрушениям материала в области бочки при последующей операции обработки давлением.

Заготовки, спрессованные до высоты 74,.4-43,6 мм (варианты 2-5 имеют цилиндрическую боковую поверхность и не разрушаются при удалении материала. капсулы -путем обточки. Варианты 2-5 после удаления материала капсулы обточкой были проэкстру; дированы на пруток 4 30 мм (вытяжка 11), на котором определяют структуру и механические свойства.

Исследования показывают, что свойства прутков, полученных предлагаемым способом, полностью отвечают требованиям ГОСТ.

121?57!

Таблица1

Н, мм

Индекс Наименование тары

Пиво "Золотое кольцо"

0,67

0,78

Кофе растворимый

Лосось дальневосточный 85 - 56

0,85

100