Устройство для формования порошковых материалов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для формования порошковых материалов. Цель изобретения - повышение производительности процесса и плотности изделий. Экструдируюш,ему элементу 3 от привода через червячное колесо 4 сообш,ается вращательное движение. Одновременно из бункера 8 в винтовую канавку элемента 3 поступает порошок, который захватывается витками экструдируюшего элемента и перемеш,ается вдоль корпуса 1 и неподвижного стержня 5. Вследствие того, что согласно изобретению ширина витков экструдируюш,его элемента возрастает в направлении экструзии , а на расстоянии, равном шагу винтовой линии от начала схода витка на торцовую поверхность экструдируюшего элемента , наружный диаметр стержня выполнен меньшим относительно внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента, достигается увеличение жесткости и прочности экструдируюшего элемента в соответствии с возрастанием плотности порошка в его канавке, что повышает производительность процесса за счет устранения заклинивания порошка в канавке более жесткого экструдируюш,его элемента, а плотность получаемых изделий за счет возможности увеличения усилия прессования без разрушения экструдирующего элемента. 1 ил., 2 табл. i сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<5114 В 22 F 3/02, 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4264 109/31-02 (22) 16.06.87 (46) 39.12.88. Бюл. № 48 (71) Витсбский технологический институт легкой промышленности (72) А. В. Степаненко, С. С. Клименков, Г. P. Райхельсон, A. H. Красновский и В. В. Петухов (53) 621.762.4.045 (088.8) (56) Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов. — М., Госхимиздат, 1962, с. 171 — 176.

Автооское свидетельство СССР № 1289603, кл. В 22 F 3, 02 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для формования порошковых материалов.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и плотности изделий.

Экструдирующему элементу 3 от привода через червячное колесо 4 сообщается вращательное движение. Одновременно из бун„„SU„„1447573 A 1 кера 8 в винтовую канавку элемента 3 поступает порошок, который захватывается витками экструдирующего элемента и перемешается вдоль корпуса 1 и неподвижного стержня 5. Вследствие того, что согласно изобретению ширина витков экструдирующего элемента возрастает в направлении экструзии, а на расстоянии, равном шагу винтовой линии от начала схода витка на торцовую поверхность экструдирующего элемента, наружный диаметр стержня выполнен меньшим относительно внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента, достигается увеличение жесткости и прочности экструдирующего элемента в соответствии с возрастанием плотности пооошка в его канавке, что повышает производительность процесса за счет устранения заклинивания порошка в канавке более жесткого экструдирующего элемента, а плотность получаемых изделий за счет„возможности увеличения усилия прессования без разрушения экструдирующего элемента. 1 ил., 2 табл.

1447573

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для непрерывного формования порошковых материалов методом экструзии.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и плотности изделий.

На чертеже представлено устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1, к торцу которого крепится матрица 2. Внутри корпуса установлен экструдирующий элемент 3, посредством червячного колеса 4 соединяющийся с приводом (не показан) . Площадь поперечного сечения канавки экструдирующего элемента на его длине остается постоянной, а ширина витка возрастает в направлении экструзии в соответствии с соотношением

Sê.= =(2 —:3) S-, где Sê — ширина витка в конце винтовой поверхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направлении;

S H — ширина витка в начале винтовой поверхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направлении.

Внутри экструдирующего элемента размещен стержень 5 с коническим наконечником 6, выходящим в зону формования матрицы. Стержень и экструдирующий элемент выполнень ступенчатыми и сопряжены таким образом, что на расстоянии, равном шагу винтовой линии от начала схода витка на торцевую поверхность экструдирующего элемента, наружный диаметр стержня меньше внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента и составляет 0,6 — 0,7 последнего.

На оставшейся длине экструдирующего элемента внутренний диаметр его винтовой поверхности равен наружному диаметру стержня. От смещения в осевом и радиальном направлениях стержень зафиксирован подпятником 7. В верхней части корпуса размещен загрузочный бункер 8. Подпятник и корпус установлены на основании 9.

Устройство работает следующим образом.

Экструдирующему элементу 3 от привода через червячное колесо 4 сообщается вращательное движение. Одновременно с этим из загрузочного бункера 8 в винтовую канавку экструдирующего элемента поступает порошок. Порошок захватывается витками экструдирующего элемента и вследствие разности относительных движений экструдирующего элемента 3, корпуса 1 и стержня 5 перемещается в направлении выдавливания.

Под действием сил трения порошка по поверхностям корпуса и стержня порошок начинает уплотняться еще в канавке экструдирующего элемента и в уплотненном

55 виде поступает в зону формования матрицы 2. При этом коническая поверхность наконечника 6 выполняет функции направляющей при перемещении слоев материала в зоне формования. В зоне формования матрицы порошок получает окончательное уплотнение и выдавливается из ее отверстия в виде прутка.

Ширина витка экструдирующего элемента возрастает в направлении экструзии при постоянной на длине экструдирующего элемента площади поперечного сечения канавки, в результате чего достигается увеличение жесткости и прочности экструдирующего элемента в соответствии с возрастанием плотности порошка в его канавке.

В месте, где на экструдирующий - элемент действуют максимальные напряжения, т. е. на длине его последнего витка, прочность и жесткость экструдирующего элемента также являются максимальными.

Таким образом, повышение жесткости и прочности экструдирующего элемента позволяет повысить производительность процесса за счет устранения заклинивания порошка в канавке более жесткого экструдирующего элемента, а также плотность получаемых изделий за счет возможности увеличения усилия прессования без разрушения экструдирующего элемента.

Используют экструдирующие элементы, имеющие одинаковые наружный (ф 100 мм) и внутренний (ф 60 мм) диаметры винтовой поверхности. Ширина витка в начале винтовой поверхности экструдирующего элемента составляет не менее

20 мм в осевом направлении. В качестве исходного материала применяют пластифицировапный порошок меди ПМС 1. Полученные длинномерные изделия (Я 50 мм) разрезают на образцы необходимой длины и спекают.

Результаты эксперимента представлены в табл. 1.

В табл. 2 приведены результаты влияния степени изменения ширины витка экструдирующего элемента на технологические параметры процесса.

Экспериментально установлено, что степень изменения ширины витка экструдирующего элемента непосредственно влияет на величину технологических параметров процесса. Так, в диапазоне SK=(2 —:3) S. скорость экструзии принимает максимальные значения, что связано с увеличением жесткости экструдирующего элемента. При дальнейшем увеличении соотношения между

Ь и SH, усилие прессования увеличивается, но снижается производительность, что объясняется более активным влиянием проскальзывания порошка с экструдирующим элементом в связи с более интенсивным ростом угла подъема его винтовой линии. Удовлетворительное сочетание технологических параметров процесса наблюдается в диапазоне SK= (2 —:3) SH, l447573

Формула изобретения

Таблица 1

Устройство Скорость Усилие прес- Плотность экструзии, сования, кН изделий, Е мм/мин

13

Известное

85-89

90-95

16-17

114-1 26

Предлагаемое

Таблица 2

Скорость Усилие пресэкстру- сования, кН зии, мм/мин

Степень изменения ширины витка экструдирующего элемента

13

8х он

S„= 2S„

114

126

38н

S» = 48»

133

Составитель А. Наймушин

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 6716/14 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Предлагаемое устройство позволяет за счет увеличения жесткости и прочности экструдирующего элемента на 25Я повысить усилие прессования и плотность получаемых изделий, а также на ЗОЯ производительность процесса.

Устройство для формования порошковых материалов, включающее бункер, корпус с выходным отверстием, привод и экструдирующий элемент с винтовой поверхностью и с неподвижно размещенным в нем стержнем, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса и плотности изделий, экструдирующий элемент и стержень выполнены ступенчатыми, ступени меньшего диаметра расположены со стороны выходного отверстия корпуса, диаметр меньшей ступени стержня выполнен меньше внутреннего диаметра винтовой поверхности экструдирующего элемента, ширина витка экструдирующего элемента выполнена возрастающей в направлении выходного отверстия корпуса и определена соотношением

S-= (2 — 3) ° S-, где SH u SK — ширина витков соответственно в начале и в конце винтовой поверхности экструдирующего элемента, измеренная в осевом направлении, а длина меньших ступеней стержня и экстру15 дирующего элемента выполнена равной ширине последнего витка экструдирующего элемента.