Устройство для экструзии порошка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1258625 A 1 (su 4 В 22 F 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3889539/22-02 (22) 24.04.85 (46) 23.09.86, Вюл. К - 35 (71) Витебский технологический институт легкой промышленности (72) С.С.Клименков, И.С.Алексеев и О.Н.Ахтанин (53) 621.762.4.04 (088.8) (56) Кипарисов С.С., Либенсон Г.А.

Порошковая металлургия. M.: Металлургия, 1980, с, 496.

Патент США У 4030919, кл. В 22 F 3/20, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ЭКСТРУЗИИ

ПОРОШКА, содержащее загрузочный бункер, матрицу и пуансон, о т л и— ч а ю m е е с я тем, что,с целью повышения качества изделий, пуансон выполнен с продольными пазами, площадь его поперечного сечения составляет 0,4-0,7 от площади поперечного сечения отверстия матрицы, а глубина одного из пазов равна радиусу пуансона, при этом последний установлен с возможностью поворота во вре360 мя холостого хода на — — где П

h число продольных пазов.

1258625

10

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления длинномерных иэделий экструзией порошков.

Цель изобретения — повышение качества изделий.

На фиг,1 представлено устройство, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг, 1.

Устройство для загрузки порошков состоит иэ матрицы 1, в верхней части которой расположен загрузочный бункер 2. пуансона 3, выполненного с продольными пазами, на пуансоне закреплен зубчатый венец 4, кинематически связанный с приводом вращения, например шаговым двигателем (не показан) через зубчатое колесо 5, Матрица закреплена на столе 6 пресса, а пуансон — на полэуне 7 пресса.

Устройство работает следующим образом.

Порошок иэ загрузочного бункера 2 поступает по продольным пазам пуансона матрицы 1, выходное отверстие которой заглушено. Во время рабочего хода пуансона 3 вниз к порошку прикладывается усилие прессования Р, сообщаемое ползуном 7 пресса. Порошок уплотняется и образует участок прутка. Во время холостого хода пуансона 3 при его движении вверх с одновремен0 ным поворотом на 60 (применительно к пуансону с тремя продольными пазами) происходит загрузка следующей порции порошка, и цикл повторяется.

Образовавшийся в первом цикле участок прутка после освобождения выходного отверстия матрицы 1 за счет трения о стенки матрицы служит упором для прессования последующих порций порошка. Вводимая в полость матрицы порция порошка на участках непосредственного контакта с торцом пуансона уплотняется под действием нормальных напряжений, возникающих при приложении к пуансону усилия прессования. На участках, не соприкасающихся с торцом пуансона, уплотнение осуществляется под действием сдвигающих напряжений, возникающих при взаимном смещении частиц друг относительно друга за счет сил межчастичного сцепления.

В следующем рабочем цикле, после поворота пуансона, на тех участках поперечного сечения образующегося прутка, на которых действовали

?О

45 нормальные напряжения, порошок уплотняется под действием сдвигающих напряжений. Соответственно на тех участках, где действовали сдвигающие напряжения, уплотнение осуществляется под действием нормальных напряжений, т,е. выполнение пуансона с продольными пазами и его поворот

360 эа время холостого хода на

2п обеспечивает взаимное смещение частиц порошка друг относительно друга в осевом направлении. А так как глубина одного иэ пазов пуансона равна половине его диаметра, то осевое смещение частиц порошка имеет место по своему поперечному сечению изделия, в том числе и в его центре.

Смещение частиц порошка друг относительно друга в осевом направлении приводит к разрушению арок, перегруппировке частиц порошка, их плотной укладке, снятию окисных пленок и образованию "мостиков" схватывания между частицами (явление холодной сварки), Отмеченные факторы приводят к значительному повышению плотности изделий, их прочности, а также к разрушению стыков между порциями порошка и соответственно к повышению однородности готовых изделий, Кроме того, так как пуансон выполнен с продольными пазами, площадь его поперечного сечения составляет 30-603 от площади поперечного сечения отверстия матрицы, Следовательно, при одинаковом усилии прессования пуансон с пазами создает большее давление прессования, чем сплошной пуансон. Это также приводит к повышению плотности изделий ° Отсутствие в рабочем цикле устройства времени на разгрузку позволяет повысить производительность устройства. !

Сравнительные экспериментальные

4 данные, полученные при формовании прутка = 20 мм иэ порошка железа на известном и предлагаемом устройствах представлены в табл.1.

Экспериментальные дачные зависимости качества изделий от отношения площади поперечного сечения пуансона к площади поперечного сечения отверстия матоицы представлены в табл.2, Экспериментальные данные зависимости качества изделий от угла поворота пуансона за время холостого хо1258625

Таблица 1

Формование прутка посредством устройства

Неравномерность плотности

НеравноОтносительная прочность

Плотность изделий,7. мерность плотности по длине, X по попесоедине+ ния, речному сечению,Е

7,5

2,7

0,37

Известного

2,4

0,94

Предлагаемого 94

% прочность стыка, отнесенная к прочности прутка на участке, не имеющем стыка.

Таблица 2

Плотность изделий,7.

Относ тельн

Отношение площади попрочн соеди ния перечного сечения пуансона к площади поперечного сечения отверстия матрицы

0,2

Изделие разрушается

0,3

0,42

1 ь8

3,5

0,4

1,2

0,71

3,0 да (пуансон с тремя пазами) представлены в табл,3.

Из представленных в табл.2 экспериментальных данных видно, что уменьшение отношения площади поперечного сечения пуансона к площади поперечного сечения отверстия матрицы менее 0,4 приводит к значительному снижению качества изделий, и при отношении, равном 0,2, изделие разрушает- 10 ся, так как пуансон не уплотняет порошок, а прошивает уплотняемое порошковое тело. Увеличение отношения более 0,6 также приводит к снижению качества изделий, поскольку уменьша- 15 ется влияние сдвигающих напряжений в процессе уплотнения порошка.

Из представленных в табл.3 данных видно, что наиболее оптимальным углом поворота пуансона перед каждым рабочим ходом является угол 60 . При о такой величине угла поворота пуансона в любой точке поперечного сечения изделия за два рабочих цикла поочередно действуют нормальные и сдвигающие напряжения.

Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить плотность изделий в 1,3 раза и относительную прочность соединения отдельных порций порошка в 2,5 раза, снизить неравномерность плотности изделий по поперечному сечению в 2,4 раза, à по длине — в 3,1 раза.

1258625

0,94

2,4

0,55

0,74

0,6

2,0

5,5

0,44

2,0

0,7

2,4

0,38

0,8

7,6

2,7

0,37

0,9

Неравномерность

НеравноMPPHOCTb

ПЛОТНОСТЬ изделий,7 плотности по поперечному сечении,%

3,4

0,33

2,1

1,9

0,44

3,2

0,78

1,5

0,94

0,65

2,7

75

0,49

2,0

Угол поворота пуансока, град!

Относительная прочность соединения

Прополжение табл.2

Та блиц а 3 плотности

I по длине, 7.

А — А

Фиг.2

Составитель Г,Загорская

Техред M.Ìàðãåíòàë

Редактор А.Сабо

Корректор С.Мекмар

Заказ 5069/15 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4