Капсула для прессования труб из порошковых материалов

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки дпя прессования порошковых материалов на основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов. Целью изобретения является повьппение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых изделий. Для получения прессовки под экструзию берут капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирального свернутого листового материала. Во внешней оболочке размещена внутренняя оболочка 2 с образованием кольцевого зазора. i СО со Oi ;о О5 05 О5 см

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„$0„„136 6

А3 (51)4 В 22 F 3/20 3 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2841453/22-02 (22) 25.10.79 (31) P 2846658.2; P 2846659.3;

P 2846660.6 (32) 27.10.78 (33) DE (46) 23.01.88. Бюл. М 3 (71) Грэнгес НЮБЮ АБ (SE) (72) Кристер Ослунд, Оке Окерман, Ханс Эрикссон, Бенни Флодин и Класс Торнберг (SE) (53) 621.762.4 045:621.762.4.07 (088.8) (56) Патент Японии У 49-148977, кл. В 22 F 3/20, 1979.

Кузянов В.Г. Изостатическое прессование порошковых материалов.-N.:

ЦНИИ "Электроника", 1976, с. 26-28. (54) КАПСУЛА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ТРУБ

ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки для прессования порошковых материалов на основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов.

Целью изобретения является повышение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых изделий. Для получения прессовки под экструзию берут капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирального свернутого листового материала. Во внешней оболочке размещена внутренняя оболочка 2 с образованием кольцевого зазора.

1369666

15

Со стороны задних концевых участков оболочек зазор перекрывают вкладышем

4 с крьппкой 6, которые образуют дно капсулы Вкладьпп 4 кольцевой или воронкообразной формы, выполненный из стали с низким содержанием углерода, размещают в крышке 6 и сваривают сборку с внешней и внутренней оболочками. Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошком, подвергают виброуплотнению. Затем со стороны передних концевых

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки для формирования в оболочках из порошкового материала на основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов труб процессами холодного прессования и экструзии.

Целью изобретения является повышение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых иэделий.

На фиг. 1 представлена капсула с насадками, имеющими профиль сечения в форме дуги; на фиг. 2 — вариант выполнения капсулы, имеющей острый профиль поперечного сечения насадки со стороны поверхности, примыкающей к внутренней оболочке; на фиг. 3 — вариант выполнения капсулы с насадками, контур поперечного сечения которых представляет собой зеркальное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков.

Капсула (фиг.1) состоит иэ внешней I и внутренней 2 оболочек. На концевых переднем и заднем торцовых участках между внешней и внутренней оболочками размещены насадки, выполненные в виде вкладьппей 3 и 4 и крышек 5 и 6. Насадки могут быть выполнены из железа или подобного металла. Крышка 5 имеет цилиндрический внутренний 7 и цилиндрический внешний

8 участки. Крьппка 6 имеет внутренний цилиндрический уяасток 9. В местах участков оболочек размещают насадку в виде воронкообразного вкладьппа 3 с крышкой 5 и соединяют точечной сваркой. Крышку 5 приваривают герметично к внешней и внутренней оболочкам. Внешняя оболочка имеет переменный профиль по высоте и выпуклую часть между промежуточными участками, что позволяет после прессования получить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

2 окончания цилиндрических участков

7-9 крышек находится сварной шов для приваривания крышек к внешней и внутренней оболочкам. Поверхность вкладышей 3 и 4, а также крьппек 5 и 6 выполнена в виде дуги окружности. Внутренние концевые части крьппек со стороны цилиндрических участков 7 и 9 плотно соединены с внутренней оболочкой окружным сварным швом. 1!ереход цилиндрических участков крышек и вкладышей в дугообразные выполнен по радиусу. Внешняя оболочка 1 выполнена с переменным по высоте профилем, причем ее средняя часть выполнена выпуклой по отношению к концевым участкам 10. Выпуклость внешней оболочки 1 прямо противоположна усадке порошкового материала при холодном изостатическом прессовании. Внешние торцовые поверхности вкладьппей 3 и 4 выполнены плоскими, а в местах контакта с внешней оболочкой 1 скошены или скруглены так, что отбортованные края внешней оболочки 1 усаживаются до линии 11, которая соответствует идеальной цилиндрической форме. В соответствии с этим концевые цилиндрические участки во внешней оболочке

1 обжаты вальцеванием до совпадения с линией 11. Для исключения складок и получения более точной центровки заготовки прессуемого материала, согласно изобретению, изменение диаметра внешней оболочки ограничено в зоне вкладышей 3 и 4.

Между концевыми участками внешней оболочки в зоне контакта с насадка3

136966 ми и средней выпуклой частью этой оболочки имеются промежуточные участки 12, выполненные выпуклыми в направлении средней части и вогнутым

5 профилем, вступающие в концевые участки. Средняя часть внешней оболочки между промежуточными участками имеет постоянный диаметр. Промежуточные участки 12 имеют форму усеченного конуса и выполнены в виде зеркального отображения профиля поперечного сечения дугообразных поверхностей вкладышей. Линия 11 представляет собой ось зеркальной симметрии. Угол с — угол изгиба внешней оболочки уменьшен вследствии усадки по сравнению с углом — углом изгиба соответствующей насадки.

Вариант выполнения капсулы 20 (фиг. 2), отличается от первого варианта (фиг. 1) тем, что вкладьппи 3 и 4 и крышки 5 и 6 имеют острый профиль поперечного сечения в месте перехода цилиндрических участков в дугообразные (под углом). Дугообразная поверхность вкладышей и крышек Соответственно простирается непосредственно до внутренней оболочки 2 и образует с ней тупой угол р .

В данном варианте выпуклыми могут быть выполнены внешняя и/или внутренняя оболочка. Выпуклыми могут быть выполнены оболочки, изготовленные по спирали сваренной в трубу полосы

35 иэ листового материала.

Отличие конструкции капсулы (Фиг.3) состоит в том, что вкладыши 3 и 4 герметично сварены с внешней 1 и внутренней 2 оболочками. Конструкция

40 исключает наличие крышек на вклады— шах. Выпуклость внешней оболочки постепенно и непрерывно увеличивается в осевом направлении к средней (цилиндрической) части оболочки. Контур поперечного сечения насадок представ45 ляет собой зеркальное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков внешней оболочки, что отражается на линии ll однако вытянуто в радиальном направлении, 50 причем величина растяжения соответствует примерно отношению разности между внешним и внутренним диаметром прессуемой заготовки к усадке диамето р капсулы, предпочтительно с учетом изменения площади сечения с уменьшенным радиусом. Сваривание насадок с внешней и внутренней оболочками производится на концевых участках оболочек. Насадки могут быть выполнены из спрессованного порошкового материала.

Работа капсулы поясняется следующим примером.

Пример. Для изготовления прессовки с внешним диаметром 144мм для экструдирования трубы иэ нержавеющей стали с внешним диаметром

50 мм и толщиной стенок 5 мм используют капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирально свернутого листового материала. Внешняя оболочка имеет длину 600 мм, внешний диаметр 154 мм, толщину стенки 1,5 мм. На обоих концах оболочка обжата вальцеванием или приложением давления во время вращения таким образом, чтобы на концах образовались цилиндрические участки с внешним диаметром 144 мм, к которым примыкают промежуточные участки.

Затем концы внешней оболочки шлифуют.

Внутри внешней оболочки размещают внутреннюю оболочку 2, образующую кольцеобразный зазор. Со стороны задних концевых участков оболочек зазор перекрывают вкладышем 4 с крьппкой 6, которые образуют дно капсулы. Крышку

6 выполняют из листового материала, плотно прилегающей к внешней и внутренней оболочкам. Внутреннюю оболочку выполняют из трубы длиной 590 мм, сваренной вдоль, с толщиной стенки

1,5 мм и внутренним диаметром 40.мм.

Вкладыш 4 кольцевой или воронкообразной формы выполняют из стали с низким содержанием углерода (примерно

0,004X), размещают в крышке 6 и сваривают сборку с внешней и внутренней оболочками. Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошковым материалом, подвергают виброуплотнению до относительной плотности 687 при частоте вибрации 80 Гц.

Затем в капсуле со стороны передних концевых участков оболочек размещают верхнюю насадку в виде воронкообразного вкладьппа 3 с крышкой 5. Насадку вдвигают под давлением в зазор между внешней и внутренней оболочками.

Крышку 5 выполняют из листового материала, а вкладьпп 3 подобно вкладышу 4.

Точечной сваркой приваривают воронкообразный вкладыш 3 к крышке 5, а последняя приваривается герметично

13696 и внутренней оболочкам

Формул а изобретения к внеп|ней (фиг. 1).

Собранную капсулу подвергают холодному изостлтическому прессонанию н ноде при давлении 4700 бар до плотности 887. При этом капсула обжимлется до внешнего диаметра 144 мм, т.е. до размера цилиндрических кон— ценых участков внешней оболочки. Раз-, мер 144 мм соответствует внутреннему диаметру контейнера экструзионного пресса. 3а счет этого обеспечинлется точная центровка. После прессования внутренний диаметр прессовки с доста-,„ точной точностью составляет 40 мм. и

После индукционного нагрева до 1200 Г проводят экструдирование прессовки в желаемую бесшовную трубу. Необходимость н последующей обработке отпадает. Передний участок трубы, состоящий из низколегированной стали отрезают. Часть трубы, состоящая из спрессованного порошкового материала из быстрорежущей стали, не имеет

5 повреждений. Потери материала эа счет этого снижаются до минимума.

Выполнение внешней оболочки с переменным профилем по высоте и выпуклой частью между промежуточными уча30 стками позволяет после прессования получить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами, благодаря чему создается возможность поньппения точности получаемых после экструдирования труб, улучшается их качество и повышается выход годного за счет исключения дополнительной обработки труб.

Вследствие незначительных допускон в размерах прессовки улучшаются

40 условия смазки н экструдере, что сказывается на качестне поверхности получаемых изделий.

Предложенное техническое решение позволяет выдерживать размеры прессуемых труб с отклонением + 0,1 мм, что имеет решающее значение при зкструдиронании изделий из порошковых материалов, в частности труб без повреждений.

50 спллнон, н частности, из жаропрочных спллнов ля теплообменникон, например, из высоколегиронлнных никелевых спллнон с содержанием 807. никеля и

207, хрома, включающая внутреннюю и внешнюю оболочку, выполненную иэ тонкого, предпочтительно толщиной 1-2мм. стального листа с содержанием угле— рода н материале последнегс менее

0,015K, н частности, меньше 0,004 "., и установленные с кольцевым зазором, размещенные нл концевых торцовых участках оболочек и перекрывающие их кольцевой зазор насадки, о т л и ч л ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности размерон, снижения брака и улучшения качества прессуемых иэделий, по меньшей мере внешняя оболочка выполнена с переменным профилем по нысоте, ее средняя часть выполнена выпуклой по отноп|ению к концевым участкам и соединена с последними промежуточными коническими участками, выполненными выпуклыми н направлении средней части и вогнутым профилем, вступающим в концевые участки, а насадки имеют вкладыши из сплошного или спрессованного из порошка материала, проходящие по высоте промежуточных участков н зазор между внешней и внутренней оболочками.

2. Капсула по и. 1, о т л и ч аю щ л я с я тем, что насадки выполнены конической, полусферической или воронкообразной формъi и имеют центральное отверстие для приема внутренней оболочки.

3. Капсула по пп. 1 и 2, о т л ич а к1 щ а я с я тем, что по крайней мере насадка со стороны одного торцового участка капсулы выполнена с центральным отверстием и с плоской торцовой поверхностью, при этом ограничивающая поверхность насадки между стенкой центрального отверстия и наибольшим наружным диаметром насадки имеет профиль поперечного сечения, подобный дугообразному, л центры этого профиля находятся н области кругообразной линии среза между плоской торцовой понерхностьк1 и центральным отверстием или внутри этого круга.

° Капсула по

55 ч л ю ш а я с я спрессованного из млтериллл вкладыши из сплошного или порошкообраэного

1. Капсула для прессования труб из порошковых материалов, преимущестненно длинномерных типа стержней и подобных иэделий иэ нержавеющей стали и высоколегированных никелевых пп. 1 — 3, о т л и тем, что выполненные

)369666 ных участков насадок имеют контур по поперечному сечению, подобный зеркальному отображению контура конических промежуточ5. Капсула по ч а ю щ а я с я выполнены в виде пп. I 4, о т л итем, что насадки вкладьлпей и крьппек.

1369666

Фиг. 3

Составитель Л. Гамаюнова

РедактоР Г. ГеРбеР ТехРед 11.Коданиц . Корректор С. Шекмар

Заказ 320/58 Тираж 739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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