Способ изготовления заготовок из металлических порошков
Изобретение относится к способу изготовления заготовок из металлических порошков, преимущественно крупногабаритных с соотношением высоты к радиусу не более единицы. Цель изобретения - повышение качества заготовок . Порошок засыпают в пресс-форму и прессутот в заготовку с плоскими торцами. Заготовку с торцов закручивают на уголо 1 рад. После закручивания заготовку деформируют в той же пресс-форме первоначально в цилиндр с торцами, поверхность одного из которых имеет форму воронки, а другого - форму купола, поверхность воронки и купола образована вращением вокруг оси симметрии заготовки ветви параболы, описьшаемой уравнением Z -l/2oi/hRCl/2R-r(l-l/2r/R)J , где d- угол закручивания торцов заготовки; h и R - высота и радиус заготовки; г - расстояние от оси симметрии заготовки до текущей координаты Z, поверхности , затем в цилиндр с плоскими торцами. 4 табл., 6 ил. СО СЛ СО 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3958836/31-02 (22) 02.10.85
:(46) 07.06.87. Бюл. Ф 21 (71) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) Ю.Н. Логинов и А.А; Богатов (53) 621.762.4.043(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 521998, кл. В 22 F 3/02, 1974.
Авторское свидетельство СССР
Ф 816695, кл. В 22 F 3/04, 1979. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к способу изготовления заготовок из металлических порошков . преимущественно крупногабаритных с соотношением высоты к радиусу не более единицы. Цель изобретения — повышение качества загото1
„„SU„„1315134
=-1/2Ы/hR51/2R-r(1-1/2r/R)) где — угол закручивания торцов заготовки; h u R — - высота и радиус заготовки; r — расстояние от оси симметрии заготовки до текущей координаты Z, по(О верхности, затем в цилиндр с плоскими торцами. 4 табл., 6 ил. 1 131513 Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть применено для изготовления заготовок из порошков методами обработки металлов давлением. 5 Целью изобретения является повышение качества заготовок. На фиг. 1 изображена схема процесса закручивания порошковой заготовки в контейнере двумя пуансонами; на 1О фиг. 2 — схема распределения перемещений частиц материала при деформации его фигурными пуансонами; на фиг. 3 — закручивание заготовки с фигурными торцами в контейнере, снаб15 женном пуансоном с плоскими торцами; на фиг.5 и 6 — конечный момент деформации пуансонами с плоскими торцами. Пример 1. Заготовку 3 (фиг.3), имеющую высоту }1=50 мм и радиус R= 50 мм, подвергают закручиванию в контейнере 4 на угол с(=l рад вращающимся пуансоном 1 относительно неподвижного пуансона 2. Степень деформации 25 сдвига после этой операции аЛ =.— r=0,02 r В центре заготовки при r=:0 дЛ!, ==О, на периферии при r=R аЛь„=1,0, сред- ЗО нее значение по сечению 4 Л =0,5; неравномерность деформации оценивают максимальным отклонением от среднего значения, отнесенным к среднему значению: (дЛ -дЛ )/йЛ}, =1,0 или 100Х. b» Ьс с После закручивания пуансоны 1 и 2 удаляют из контейнера 4 и заменяют пуансонами 5 и 6, имеющими фигурную рабочую поверхность, форма которой вокруг оси заготовки описывается вращением ветви параболы постоянной 1 1,0 1 1 по фбрмуле: Z.=. — — 50 — 50-rx 2 50 2 Профиль сечения показан в табл.1. Пуансонами 5 и 6 профилируют торцы заготовки (фиг. 4 ) нри этом сдвиговая деформация локализуется в центральной части заготовки (фиг.4) при этом двиговая деформация локализуется в центральной части заготовки. Пуансоны 5 и 6 заменяют на пуансоны 1 и 2 с плоскими торцами (фиг. 5) и деформируют заготовку с получением цилиндра с плоскими торцами (фиг.6). На этом этапе деформация также сосредоточена в центральной части заготовки. Общая степень деформации сдвига, полученная заготовкой в результате всех этапов деформации равна l =7,0. Поскольку эта величина не зависит от координаты r, неравномерность деформации равна нулю. Таким образом, неравномерность деформации снижена со 100Х до нуля. Пример 2. Заготовку с размерами }1=100 мм и радиусом Б.=300 мм подвергают закручиванию на угол Н= 0,5 рад. Приращение степени деформации сдвига на этой операции d 41 = 0,5 — . r=0,005 r, причем в центре заго100 товки при г=0 afig =0 на периферии Ц при r.=R аЛь„=1,5,, среднее значение по сечению zpg =0,75, неравномерность деформации 1,0 или 100%. После закручивания заготогку деформируют, не изменяя диаметра, сообщая ей форму цилиндра с торцами, поверхность одного из которых имеет форму воронки, образованной вращением вокруг оси симметрии заготовки ветви параболы, которая после подстановки паоаметров и упрощений приr 3 L нимает вид: Е=- -О 75 150-г(! — — )1 6003 представленный в табл. 2. Поверхность противоположного торf ца имеет форму купола, образованного вращением ветви параболы, описываемой тем же уравнением. После всех этапов деформации общая степень деформации сдвига Л =9,0, и не зависит от коор- >динат, поэтому неравномерность де- щ формации равна нулю. В качестве объекта сравнения выбран известный способ деформации порошковых заготовок. Как это показано в примерах реализации предлагаемого способа, при реализации по известно— му способу в заготовке имеются области, не подвергаемые сдвиговой пластической деформации, неравномерность распределения сдвиговых деформаций достигает 100%. Вместе с тем пластическая сдвиговая деформация порошковых заготовок способствует разрушению неметаллических включений, окисных и карбидных плен, в результате чего интенсифицируется прохождение диффузионных процессов и улучшается консолидация порошковых тел. Усредненные результаты замера твердости по Бринелю при нагрузке 2500 H изделий, полученйых предложен3 13 ным и известным способами, представлены в табл. 3. Данные являются уСредненными результатами трех-пяти измерений. Иэ табл. 1 видно, что при деформации беэ кручения твердость НВ распределена относительно равномерно по радиусу заготовки. После закручивания торцов заготовки на угол 0,78 рад на 143 возрастает твердость заготовки на периферии, однако в центре она остается прежней, так как середина заготовки не подвергается пластической деформации. По предложенному способу твердость выравнивается по радиусу, причем достигает значений, характерных для точек на периферии в случае деформации по известному способу. Приращение деформации сдвига Ль оценивается после кручения по формуC(1 ле йЛ =, а после применения предложенного способа по формуле Л= — R. С r, мм 0 10 20 .30 40 50 -Z, мм 12,5, 8,0 4,5 2 0,5 0 Таблица 2 r, мм 0 60 120 180 240 300 -Z, мм 113 72 42 18 5 0 Таблица3 Твердость НВ при относительной координате r/R, МПа Вариант деформации 0 0,33 0,67 1,00 Без кручения торцов 178 172 1?6 179 С кручением торцов (известный. способ) 178 186 I96 201 По предложенному способу 201 203 202 200 Результаты расчетов приведены в табл. 4. Из сравнения данных табл. 3 и 4 видно, что повышение равномерности распределения твердости происходит 15134 4 в результате повышения равномерности распределения сдвиговых деформаций. Формула изобретения Способ изготовления заготовок иэ металлических порошков, преимущественно крупногабаритных с соотношением высоты к радиусу не более едиf0 ницы, включающий засыпку порошка в пресс-форму, прессование в заготовку с плоскими торцами и закручивание ее торцов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за15 готовок, после закручивания заготовку деформируют в той же пресс-форме первоначально в цилиндр с торцами, поверхность одного из которых имеет форму воронки, а другого форму ку20 пола, поверхность воронки и купола образована вращением вокруг оси симметрии заготовки ветви параболы, описываемой уравнением 1 с Г1 I r 1 25 Z= — — R(—. R-r(1 — †. — )) 2 h 2 2 R J где - угол закручивания торцов заготовки; h u R — высота и радиус заготовки; r — расстояние от оси симметрии 30 заготовки до текущей координаты 2 поверхности, затем в цилиндр с плоскими торцами. Таблица! 1315134 Приращение Л при относительной координате 0,33 О,б7 1,00 С кручением тарцоэ (нзвестньй сцособ) 0 l,56 l,56 l.„56 1,56 Вариант де4юрмации По предложенному способу о (Таблица4 1 1 0,51 1„04 1,56 1315134 иа Составитель Т. Шевелева Редактор Г. Волкова Техред Д.Олийнык Корректор И. Муска Заказ 2239/9 Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
