Способ непрерывного формования порошков

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (д1 В 22 F 3/20

> ф(1 -«1Я f((p

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

h0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИИ (2 1) 3821938/22-02 (22) 15. 10. 84 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Витебский технологический институт легкой промышленности (72) С.С.Клименков, И.С.Алексеев, В.В.Пятов и О.Н.Ахтанин (53) 62 1.762.5.045 .(088.8) (56) Злобин Г.П. Формование изделий из порошков твердых сплавов.

Металлургия, 1980, с. 171-184.

Авторское свидетельство СССР

У 1049188, кл. В 22 F 3/20, 1982.

t (54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРЬЗНОГО ФОРМОВАНИЯ ПОРОШКОВ, включающий подачу порошка в зону предварительного формования и выдавливание через мундштук с приложением сдвигающих усилий, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий путем увеличения плотнооти и однородности, выдавливание осуществляют при изменении угла между направлением сдвигающих усилий и направлением выдавливания от о

75 на входе в зону предварительноа го формования до О на выходе из нее.

219253 2 частиц. Поэтому с ростом усилия прессования возможность смещения в незаполненное пространство имеют частицы порошка, находящиеся в наиболее благоприятных условиях, т. е. те частицы, на которые действует внешняя сила, совпадающая по направлению с направлением возможного смещения частицы. Арки разрушаются только в

10 одном направлении, а именно в направлении действия нормального уси.пия. Дальнейшее уплотнение изделия и разрушение оставшихся арок возможно при усилиях прессования, обеспечивающих пластическое деформирование частиц.

Укладка частиц порошка под действием сдвигающих усилий осуществляется за счет смещения близлежащих р0 слоев один относительно другого, что приводит к разрушению арок в плоскости относительного смещения.

Кроме того, в результате скольжения частиц друг относительно друга про25 исходит разрушение окисных пленок, следовательно, после укладки частицы имеют между собой металлический контакт, значительно повышающий прочность изделия.

Укладка частиц порошка в зоне предварительного формования А осуществляется под действием сдвигающих усилий„ которые более эффективны, чем нормальные усилия. Это объясняется тем, что под действием нормального усилия переупаковка частиц происходит интенсивно лишь в начале процесса уплотнения, когда частицы могут свободно перемещаться. С ростом усилия прессования возрастают контактные давления между частицами и их трение друг о друга, а следовательно, сопротивление смещению

Изобретение относится к порошко— вой металлургии, в частности к непрерывному формованию порошковых материалов.

Цель изобретения — улучшение качества изделий путем увеличения плотности и однородности.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа, на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1;. на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1.

Схема содержит приводной вал 1, диски 2, загрузочный бункер 3, матрицу 4, мундштук 5. На фиг, 1 обозначено: F,ä — сдвигающее усилие, — угол между направлением выдавливания порошка и направлением сдвигающих усилий, А — зона предварительного формования, Б — зона окончательного формования.

Способ осуществляют следующим образом.

Порошок засыпают в загрузочный бункер 3, откуда он затягивается вращающимися дисками 2 в полость матрицы. Под действием сдвигающих усилий, возникающих вследствие трения порошка о торцовые поверхности дисков 2, происходит интенсивная переупаковка частиц и их плотная в зоне предварительного формования А укладка. Одновременно за счет суммарного действия сдвигающих усилий в зоне окончательного формования Б порошок продавливается через отверстие мундштука.

Формование порошкового тела осуществляется за счет смещения отдельных частиц порошка .друг относительно друга и заполнения ими свободного пространства, а также после того, как достигнута максимально возможная для данной схемы нагружения уклаДка частиц за счет деформации частиц.

При действии на уплотняемое порошковое тело усилия прессования, направление которого неизменно по отношению к направлению выдавливания

35 порошка частицы находящиеся в блаЭ Ф гоприятных условиях, заполняют свободное пространство. Большинство из них смещается по направлению, совпадающему с направлением внешней силы. В то же время подавляющее

40 большинство других возможных направлений смещения частиц остается не реализованным, а это существенно снижает общую плотность укладки, следовательно, и окончательную

45 плотность изделий. В случае, когда каждая частица порошка испытывает на себе действие изменяющегося по направлению сдвигающего усилия, она в благоприятный момент, когда

50 направление возможного смещения совпадает с направлением действующего на нее сдвигающего усилия, сместится в незаполненное пространство °

Через какой-либо период времени, 55 по мере прохождения частицей зоны предварительного формования А она снова может оказаться в благоприятных условиях и сместиться уже в з l2 другом направлении. Поскольку в пред-т лагаемом способе сдвигающие усилия образуют с направлением выдавливания порошка угол, плавно изменяющийся от = 75 в начале зоны предварио тельного формования от = 0 в конце ее, то реализуются практически все возможные направления смещения частиц. Это приводит к максимально возможной плотности укладки частиц, соответствующей плотности гексагональной плотноупакованной решетки, и составляет 747 от плотности компактного материала. Так как сдвигающие усилия действуют по всей площади боковых граней уплотняемого тела, то и укладка частиц под действием этих усилий осуществляется равномерно по сечению иэделия. Любая частица независимо от ее положения в матрице за время прохождения от начала зоны предварительного формования до конца ее испытает на себе действие сдвигающего усилия, направление которого плавно изменяется на 75 . Под действием сдвигающих усилий смещаются частицы, находяшиеся в непосредственном соприкосновении с дисками, но из-за межчастичного трения движение передается частицам, находящимся в соприкосновении со смещающимися.

В конечном итоге это приводит к возникновению сдвиговых деформаций по всему объему порошкового тела. Cìåщение частиц происходит не только в определенном слое, но и между слоями, следовательно, носит объем— ный характер.

Так как процесс осуществляется непрерывно, обеспечивается равномер— ность плотности по длине изделия.

После максимально плотной укладки частиц порошка процесс дальнейшего уплотнения может осуществляться только за счет пластического деформирования частиц. Необходимое для этого усилие создается в зоне окончательного формования Б суммарного порошка тела, и при значительной площади боковых граней достигает весьма больших величин, что позволяет получить изделия, плотность которых приближается к плотности компактного, материала, Пример. Для получения изде лий используют порошок меди MIIC-1 °

Диски диаметром 400 мм приводят во! 9253

Предлагаемый способ позволит обеспечить непрерывное изготовление длинномерных иэделий, плотность которых составляет 95-98Х от плотности компактного материала и организовать их массовый выпуск.

Таблица 1

Показатели

Способ

Извест- Предлагаеный мый

Плотность изделий, 7

95-98

91-94

50 Разноплотность по длине изделия, 7.

4-8

Отсутствует

Разноплотность по поперечному сечению изделия, 7

8-12

1, 5-2,2 вращение с частотой 5-20 мин . Порошок из за грузочного бункера затягивается вращающимися дисками в полость матрицы, где под действием сдвигающих усилий, возникающих в результате трения порошка о торцовую поверхность дисков, происходит плотная укладка частиц и выдавливание порошка через мундштук. Поперечное

10 сечение матрицы 100 ° 1О мм, поперечное сечение отверстия мундштука

96 ° 6 мм. Усилие, развиваемое в зоне вьщавливания, 4-5 тс.

Сравнительные экспериментальные

t5 данные по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 1.

В табл. 2 представлены экспериментальные данные зависимости плотности получаемых изделий от величи20 ны угла между направлением выдавливания порошка и направлением сдвигающих усилий в начале эоны предваритеЛьного формования и в конце ее

Применение предлагаемого способа

25 позволяет увеличить плотность укладки частиц порошка, следовательно, и окончательную плотность изделия на 47, а также устранить неравномерность плотности по длине изделия

30 и уменьпйть в 5,3 — 5,5 раз неоднородность плотности по поперечному сечению.

1219253

Та блица 2

Величина угла в конце эоны предв арительного формования

90

75 0

95-98

66-69

95

90

75

60

95

90

75

60

20 в начале эоны предварительного формования

Плотность иэделий, 7.

Уплотнение отсутствует

72-76

Уплотнение отсутствует

68-70

84-87

58-60

Уплотнение отсутствует

58-60

77-79

48-50

) 219253

ФАЗ

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор С.Патрушева Техред N.Íàäü Корректор И.Муска

Заказ 1190/16 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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