Способ горячей деформации порошковых заготовок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 22 F 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3744101/22-02 (22) 10.02.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) Запорожский ордена "Знак Почета" машиностроительный институт им. В.Я. Чубаря (72) В.А. Павлов, Б.В. Попов и Л.Г. Зырянов (53) 621.762.4.016(088.8) (56) Порошковая металлургия материалов специального назначения./ Под ред. Дж. Барка и В. Веиса. — М.:

Металлургия, 1977, с. 199-203.

Там же, с. 235-236., РЖ Металлургия, Р 1 1, 11Г335, 1972. (54)(57) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ

ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК, включающий

„„SU„„1222416 А нагрев, изостатическое прессование и экструзию, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения производительности и улучшения качества получаемых изделий, изостатическое прессование и экструзию проводят ступенчато путем последовательного их чередования с повышением температуры нагрева и дав» ления изостатического прессования на каждой ступени, причем на первой ступени деформацию проводят при приложении осевого усилия к торцам заготовки до захода ее заднего торца в. первое экструзионное очко с последую- I щим снятием усилия, прикладываемого к заднему торцу.

1222416

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам обработки давлением порошковых заготовок для получения изделий определенного профиля.

Цель изобретения — снижение энергозатрат, повышение производительности и улучшение качества получаемых изделий.

Пример. Порошковую заготовку иэ отсевов губчатого титана ТГ-1В с относительной плотностью 607 нагревают в герметичной капсуле до

428 С и подвергают экструзии со сте.пенью деформации 207., прилагая тянущее усилие с переднего торца заготовки и подталкивающее усилие с заднего торца. В начальный момент заготовка имеет прямоугольную площадь сечения 180 см и длину 100 см. После первой ступени экструзии заготовка имеет площадь сечения 144 см и относительную плотность 687. и попадает в первую камеру гидростата, .где подвергается нагреву до 555 С и гид-. ростатическому давлению 40ИПа, после

I чего сечение ее уменьшается до 116 см а относительная плотность возрастает до 757. Далее заготовку подвергают второй ступени экструзии со степенью деформации 207, после которой она имеет площадь сечения 93 cM и . относительную плотность 817.

При выходе из второго экструзион- ного очка заготовку подают во вторую камеру гидростата, где ее подвергают нагреву до 768 С и гидростатическому прессованию, в результате которо го сечение ее уменьшается до 75 см, а плотность возрастает до 85,67. Давление прессования во второй камере гидростата равно 60 МПа. Далее заготовку подвергают дальнейшей экструзии со степенью деформации 207, после чего она имеет площадь сечения

60 см по форме, близкой к двутавру, и относительную плотность 897.. При этом она поступает в третью камеру гидростата, где. ее нагревают до

906 С и подвергают гидростатическому прессованию при давлении 80 NIIa, после чего заготовка имеет площадь сечения 48 см и относительную плотность 937.. Заготовку подвергают экструзии со степенью деформации

197. и при входе в четвертую (последнюю) камеру гидростата она имеет ни; с — показатель прессования, определяемый экспериментально или выбираемый по табли= цам;

d — относительное контактное

К сечение порошкового тела.

Путем последовательных операций экструзии и изостатического прессования с небольшой степенью деформации достигается постепенная перегруппировка порошковых частиц и укладка их в наиболее плотную упаковку, которая.не достигается при экструзии или изостатическом прессовании с большой степенью деформации.

1 площадь сечения 39. < м н от«<>< нт<..«ь— ную плотность 967.

В последней камере гидростата заготовку нагревают до 1030 С, подвергают горячему гидростатическому прессованию давлением 100 MIIa и она перед последней .экструзией имеет площадь сечения 32 см и относитель— ную плотность 987. На последней сту10 пени проводят калибрующую экструзию со степенью деформации, близкой к

187, в результате которой получают . . компактное готовое изделие с площадью поперечного сечения 26,8 см с

15 точной геометрической конфигурацией сечения двутавра Р 20.

В зависимости от длины контейнера гидростата задний торец может находиться еще за пределами гидростата и к нему прилагается подталкивающее осевое усилие с одновременным тянущим усилием. При заходе заднего торца заготовки в первое экструзионное очко подталкивающее осевое- уси-.

25,лие снимают, оставляя только тянущее усилие. Температура нагрева порошковой заготовки на каждой сту> пени определяется исходя из предела текучести материала для монолита,.

30 относительной плотности и постоян. ных коэффициентов.

Давление изостатического прессования выбирается на основании полученной эмпирической формулы:

35 Р=(С о) („ „ -aê т где 8 — предел текучести металла при т данной температуре порошковой заготовки; и Q — начальная и конечная относи40 тельная плотность порошковой заготовки на каждой ступе1222416

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор И. Дербак Техред, М.Моргеитал Корректор Е. Рошко

Заказ 1646/11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,. 4

Использование одного изостатического прессования не,позволяет получать изделия с заданным профилем.

Использование одной экструзии в несколько стадий не позволяет осуществить процесс в одном контейнере матрицы, так как необходимо приложение тянущего и подталкивающего усилий на всех стадиях, что практически. осуществить невозможно.

По предлагаемому способу окончательной операцией является экструзия для формирования окончательного профиля. Постепенное повышение температуры на каждой ступени деформации ведет к снижению энергозатрат и повьш|ению скорости прогрева заготовки, так,как с увеличением плотности заготовки на каждой ступени возрастает температура и теплопроводность материала заготовки. . Стадийное повышение изостатического прессования связано с тем, что с ростом плотности заготовки увеличивается предел текучести,.который является определяющим в сдвиговой деформации, а последняя в свою очередь определяет процесс уплотнения.

Давление изостатического прессования при этом пропорционально произведению предела текучести на относительное контактное сечение.

Осевое усилие к обеим торцам заготовки прикладывают до захода ее заднего торца в первое экструэионное очко с той целью, чтоб обеспечить, прохождение всей заготовки через каждое следующее экструзионное очко., 5 После захода заднего торца в первое экструзионное очко усилие, прикладываемое к нему, снимают, так как в дальнейшем роль подталкивающего усилия выполняет изостатическое давление.

10 Способ обеспечивает снижение энергозатрат за счет исключения намеренного перегрева заготовок перед деформацией, что имеет место в известном способе для выравнивания. тем15 пературы. Кроме того, способ обеспе",÷èâàåò снижение осевых усилий, что влечет за собой уменьшение мощности прессового оборудования. Последнее

1приводит к созданию условий для повышения стойкости прессового инст.— румента (матриц) и для снижения возможности образования задиров, трещин .и расслоя.

По существу предлагаемого способа первые ступени изостатического прессования являются теплым прессованием, процесс сквозного прогрева ведется постепенно от ступени к ступени

Зв с одновременным повьппением плотности»

Кроме того, время прогрева снижается, в 10-40 раз, что повьппает производительность процесса и снижает его энергоемкость.