Установка для прессования металлических порошков

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для прессования металлических порошков. Цель изобретения - повьшение качества издел гй за счет равномерного распределения плотности. Предварительное прессование осуществляется шнеком 16, который нагнетает порошок в зазор между торцами пуансона 19 и плунжера 11. Затем матрн

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AВТОРСКОМУ СВМДЕТЯЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21). 4256977/31-02 (22) 04.06.87 (46) 23.11.88. Бюл. Р 43 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) М.Т. Брежнев, В.Н. Бутенко, А.И. Пологович и А.Г. Гречихин (53) 621.762.4.043(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 893575, кл. В 30 В II/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1122421, кл. В 22 Р 3/02, В 30 В 11/08., 1984.

«..8К. 1438924 А1 д11 4 В 22 F 3/02, В 30 В 11/08 (54) УСТАНОВКА ДПЯ ПРЕССОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для прессования металлических порошков. Цель изобретения— повьппсние качества иэделий за счет равномерного распределения плотности, Предварительное прессование осуществляется шнеком 16, который нагнетает порошок в зазор между торцами пуансоча 19 и плунжера 1I Затем матри1438924 цу 3 с помощью штоков 10 опускают до введения в зацепление винтовой нарезки 5 с винтовой нарезкой 17 шнека 16.

При этом происходит вытеснение порошка из витков шнека 16 в полость матрицы 3. После опускания матрицы 3 в крайнее нижнее положение пуансоном 19 осуществляют выдавливание предвари тельно спрессованного порошка из цилиндрической расточки 18 шнека !6 в

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к установкам для прессования металлических порошков.

Цель изобретения - повышение ка- 5 чества изделий эа счет равномерного распределения плотности.

На фиг. 1 изображена установка, продольный разрез, с левой стороны показано взаимное положение злементов10 установки перед началом предварительного прессования, а с превой — в конце предварительного прессования на фиг, 2 то же, с левой стороны показано взаимное положение элементов в конце окончательного прессования, а с правой - в момент удаления отпрессованного изделия, на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 1.

Установка содержит станину 1 с ° . 2О закрепленным на ней столом 2, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения матрица 3, связанная со столом при помощи направляющих шпонок 4, служащих для предотвращения поворота матрицы 3 относительно стола 2. В верхней части матрицы 3 выполнена винтовая нарезка 5 и боковое отверстие 6, предназначенное для подачй.. порошка в полость матрицы 3 и связанное через отверстие 7 стола 2 с загрузочным бункером 8. Для осуществления перемещения матрицы в столе 2 установлены гидроцилиидры 9 35 ео штоками 10. В нижней части установки расположен плунжер ll с приводом от гидроцилиндра (не показан), предназначенный для создания усилия противодавления в период предваритель- 4О объеме предварительного, спрессованного порошка, находящегося в полости матрицы 3. Прессование с вытеснением дополнительного объема порошка приводит к перемещению предварительно подпрессованного порошка из центральной зоны матрицы 3 к ее периферии и уплотнению периферийной зоны порошка без трения о стенки матрицы.

3 ил. 1 табл. ного прессования и служащий одновременно дном матрицы Э.

В верхней части установки в направляющих 12 станины 1 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения ползун 13, связанный со штоками 14 гидроцилиндров (не показаны) На ползуне 13 установлен с возможностью вращения от привода 15 подающий шнек 16, винтовая нарезка 17 которого соответствует винтовой нарезке 5 матрицы 3. По оси шнека 16 выполнена цилиндрическая расточка 18, внутри которой установлен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения пуансон 19, связанный со штоком 20 гидроцилиндра 21, закрепленного на ползуне 13, при этом отношение площади поперечного сечения пуансона 19 к площади поперечного сечения матрицы 3 составляет 0,3-0,4.

Установка работает в следующей последовательности.

В начальный момент матрица 3 находится в положении, при котором оси отверстий 6 и 8 совпадают, при этом плунжер ll занимает крайнее верхнее положение, .а подающий шнек 16 с пуансоном 19 введены в полость матрицы Э и занимают крайнее нижнее положение, при котором их торцы находятся в одной плоскости и образуют зазор б с торцом плунжера 11, при этом витки шнека 16 введены из зацепления с нарезкой 5 матрицы Э. давление масла в гидроципиндре плунжера 11 и. гидроцилиндре 21 вйбирают. таким, что усилия противодавления, создаваемые пуансоном 19 и плунжером lll, равны н соответствуют эаз 143892 данному значению. Затем в бункер 8 засыпают дозированный объем порошка и включают привод 15 вращения подающего шнека )6. При этом порошок из бункера через отверстия 6 и 7 посту5 пает к шнеку, который нагнетает его в зазор d между торцами пуансона !9 и плунжера 11. Начинается период предварительного прессования, при ко- )0 тором под давлением порошка создаl ваемым шнеком, плунжер 11 опускается вниз на заданную величину, равную высоте готового изделия Нг, после чего слив масла иэ его гидроцилиндра перекры-t5 вают и перемещение плунжера прекращается, а пуансон 19 поднимается вверх до окончания нагнетания порошка шнеком и порошок, преодолевая усилие противодавления, действующее на него со 20 стороны пуансона и плунжера, заполняет полости матрицы 3 и цилиндрической расточки 18. На этом заканчивается период предварительного прессования порошка и начинается период 25 окончательного прессования порошка, Не отключая привода вращения шнека

16, подают масло в верхнюю полость гидроцилиндра 9, при этом матрица 3 с помощью штоков )О начинает опус- 30 каться вниз и входит в зацепление своей винтовой нарезкой 5 с винтовой нарезкой )7 шнека, вытесняя при этом порошок, находящийся в витках шнека, в полость матрицы. После опус- З5 кания матрицы в крайнее нижнее положение при котором порошок полностью вытесняется иэ витков шнека в ее полость, отключают привод 15 вращения шнека 16 и прекращают подачу масла 4О в гидроцилиндр 9. Затем подают масло в верхнюю полость гидроцилиндра 21 с давлением, необходимым для осуществления процесса прессования, осуществляя выдавливание пуансоном 19 всего 45 объема предварительно спрессованного порошка из цилиндрической расточки

18 в объем предварительно спрессованного порошка, находящегося в полости матрицы. На этом заканчивается период окончательного прессования.

После окончания процесса прессования верхнюю полость гидроцилиндра

21 и нижнюю полость гидроцилиндра плунжера II соединяют со сливом, вклю-55 чают привод 15 шнека в сторону, противоположную нагнетанию порошка, и одновременно подают масло в нижнюю полость гидроцилиндра 9, осуществляя

4 подъем матрицы 3 в крайнее верхнее положение, при котором матрица полностью снимается между торцами пуансона 19, шнека )6 и торцом плунжера

)1. Затем отирессованную заготовку с плунжером )1 опускают в крайнее нижнее положение и заготовку свободно удаляют с его торца.

После этого плунжер 11 при помощи его цилиндра возвращают в крайнее верхнее положение, а матрицу 3 прн помощи гидроцилиндра 9 orускают в положение, при котором оси отверстий

6 и 7 совпадают. Затем цикл прессо.вания повторяется.

Таким образом, снабжение по оси цилиндрической расточкой и установка в ней пуансона с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отношение поперечного сечения которого к площади поперечного сечения матрицы составляет 0,3-0,4, позволяет получать дополнительный объем предварительно уплотненного порошка, отношение площади поперечного сечения которого к площади поперечного сечения порошка, находящегося в полости матрицы, составляет 0,3-0,4, и осуществлять в процессе окончательного прессования вытеснение дополнительного объема порошка в объем предварительного подпрессованного порошка, находящегося в полости матрицы, что приводит к вытеснению порошка, находящегося в центральной части матрицы к ее периферии и уплотнению периферийной зоны порошка без трения о стенки матрицы.

Это позволяет получать отпрессованные заготовки на предлагаемой установке с более равномерным распределением плотности по их объему по сравнению с известной установкой. При отношении площади поперечного сечения пуансона к площади попереченого сечения матрицы меньше 0,3 плотность периферийной зоны заготовки значительно ниже ее центральной части изза больших потерь на внутреннее грение между частицами порошка при движении его от центральной части к пе-. риферии, а при отношении этих площадей больше 0,4 плотность периферийной зоны заготовки также ниже плотности ее центральной части из-за появления-дополнительных потерь на внешнее трение порошка о стенки матрицы прн недостаточной удаленности вытесОтношение площади поперечного сечения пуансона к площади поперечного сечения матрицы

Коэффициент неравноплотности по

Установка Образец

Плотность у г/см

Порнстость

П, Х диаметру

Ж высоте

К(, 1

6,7

35,6

29,8

30,2

Известная

6,9

35,0

30, 6 28,2

6,8

34,9

29,6

31,1

6,7

36,!

30,5 28,8

6,4

32,!

8,2

9,6

Предлагаемая 1

0,2

6,8

29,6

8,4

9,4

6,7

32,4

8,1

9,0

9,2

6,9

30,0

8,3

6,9

30,1

4,6

О, 3-0,4

5,2 4,2

6,8

31,6

6,7

31,8

4,4

5,0

6,9 4,0

30,0

5,1

5 14389 няемого дополнительного обьема порошка от стенок матрицы., Пример. Установка опробована при прессовании цилиндрических заготовок диаметром 80 мм и высотой

70 мм из металлического порошка, при этом усилие противодавления состав- ляет 300 кН, а усилие прессования .!ООО кН. После прессования заготовки 10 .подвергают спеканию при 1000 С в течение 30 мин.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Иэ приведенных в таблице данных следует, что применение предлагаемой установки позволяет получать изделия высокого качества. Неравноплотность 20 по высоте и диаметру изделий уменьшается примерно на 257 при неизменной плотности и пористости. что позволяет увеличить срок службы готовыХ

24 6 изделий примерно в 2 раза по сравнению с изделиями, получаемыми на известной установке. формула из обретения ю

Установка для прессования металли-! ческих порошков содержащая бункер, стол, подающий шнек, гидроцилиндры со штоками, плунжер, пуансон и матрицу, установленную в столе, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет равномерного распределения плотности, матрица выполнена с боковым отверстием и винтовой нарезкой в верхней части, соответствующей нарезке подающего шнека, и установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, шнек выполнен с цилиндрической расточкой по оси, а пуансон установлен в расточке, при этом отношение площади поперечного сечения пуансона к площади поперечного сечения полости матрицы составляет 0,3-0,4.

1438924

У станов по соте

К, диаие

К

Отношение площади 00перечного сечения пуансона к плоаади поперечного сечения натрию

Ф

Ффициент не ноплотности

Продопкение таблицы

0,5

30,0

29,6

6,8

9,8 8,S

9,7 8,3

9,6 8,4

9,4 8,I

1438924

Составитель А. Скиба

Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши

Редактор Н. Бобкова

Заказ 6009/15 Тираж 741 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4