Способ изготовления длинномерных биметаллических изделий из различных по пластическим свойствам порошков
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам производства длинномерных биметаллических изделий из различных по пластическим свойствам порошков. Цель изобретения - упрощение технологии при сохранении стабильной прочности сцепления элементов по всей длине изделия и равномерной толщины элементов. Для изготовления биметаллического изделия холодным прессованием раздельно изготавливают элементы изделия, причем элемент из материала с низкой пластичностью изготавливают в виде стакана и V-образного элемента при соблюдении условия, что отношение объема порошка, формирующего дно стакана или V-образного элемента, к объему уплотненного материала, заполняющего коническую часть матрицы при экструзии, не превышает единицы. Затем элементы собирают, нагревают и экструдируют без оболочки. При этом достигается стабильные значения толщины стержня по всей длине и высокая прочность сцепления элементов. 4 ил.,1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ВСЕ1 И,"ЗНя!
llATEHTl:.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Б Б,:,, „,.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ,. СССР (21) 4221561/3)-02 (22) 03.04.87 (46) 07.05.89. Бюл. !! 17 (71) Ереванский политехнический ин ститут им.К.Маркса (72) Г.Х.Карапетян, С.Г.Агбалян, Н.Л.Акопов, А.В.Геворкян и P.Ã.Ñàìâåëÿí (53) 621.762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1206005, кл. В 22 F 3/12, 1986.
Авторское свидетельство СССР
У 1234048, кл. В 22 F 3/20, )986. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ПО ПЛАСТИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам производства длинномерных биметаллических изделий из различных по пластическим свойствам порошков.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления биметаллических длинномерных изделий из разнопластичных материалов.
Цель изобретения — упрощение технологии при сохранении стабильной прочности сцепления элементов по всей длине изделия и равномерной толщины элементов..
На фиг.! изображена сборная биметаллическая заготовка, где втулка выполнена в виде стакана; на фиг.2— то же, при выполнении стержня в виде 1-образного элемента; на фиг,3-—
ЯО 14 2524 (51)4 В 22 F 3/20 3/!2 7/00
Цель изобретения — упрощение технологии при сохранении стабильной прочности сцепления элементов по всей длине изделия и равномерной толщины элементов. Для изготовления биметал- лического изделия холодным прессова-, нием раздельно изготавливают элемен- ты изделия, причем элемент из материала с низкой пластичностью изготавливают в виде стакана и I -образного элемента при соблюдении условия, что отношение объема порошка, формирующего дно стакана или 1-образного элемента, к объему уплотненного материала, заполняющего коническую часть матрицы при экструзии, не преф вышает единицы. Затем элементы собирают, нагревают и экструдируют без оболочки. При этом достигаются стабильные значения толщины стержня пб всей длине и высокая прочность сцепления элементов. 4 ил, 1 табл. схема экструзии биметаллической заготовки; на фиг.4 - экструдированное биметаллическое изделие, сечения А-,А
5-Б, Б-В °
Обозначения, принятые.на фиг.1-4:
1 †.втулка, 2 — стержень, 3 - пуансоН 4 - контейнер, 5 — заготовка, 6 — матрица.
Способ осуществляют следукицим образом, На гидравлическом прессе производят двустороннее статическое холодное прессование втулки с наружным ди"
: аметром 30 мм в виде стакана из по1477524 рошка стали 40Х под давлением 500—
550 МПа до пористости 207 и стержня из медного порошка ПМС-1 диаметром
15 мм под давлением 250-300 МПа до пористости 20Х. Высота втулки (включая дно) 40 мм, стержня — 36,,2 мм.
Необходимую толщину дна втулки рассчитывают по формуле
1 L
h (R — — )
3 „Cgl Л выведенной из условия .Ч „/Ч 1 для цилиндрических профилей, где Ч „объем порошка формирующего дно стакана, V < — объем уплотненного материала, заполняющего коническую часть матрицы при экструзии. Для любых других профилей (при условии Ч /Ч
1) производится соответствующий расчет толщины дна h. В формуле обозначены: т — относительная плотность стального порошка после формования, — угол матричной воронки, R - - радиус контейнера,,L — - внутренний радиус матричной воронки, 3 — коэффициент вытяжки.
После сборки заготовку экструдируют по режиму: температура нагрева
950 k 25ОС, продолжительность нагрева 0,5-0,75 ч, коэффициент вытяжки 4.
Аналогичным образом изготавливают биметаллическое изделие, состоящее из из стального (сталь 40Х) стержня и медной втулки, выполненной в виде стакана, а также из алюминиевого стержня и втулки из меди (менее пластичный металл).
Для сравнения изготавливали аналогичное изделие по известному способу, включающему раздельное прессование элементов, сборку в оболочке, нагрев и экструзию заготовки при отношении диаметра сердечника к наружному диаметру втулки ) 0,5, но 0,8.
В таблице приведены диаметры .,стержня (стального или медного, а также алюминиевого) и прочность сцепления втулки и стержня.
Как следует из таблицы, получить равномерную толщину стержня и высокуЮ прочность сцепления элементов биметаллического изделия можно или при изготовлении изделия по известному способу с экструзией в оболочке из стали, или при изготовлении изделия ,с прессованием элемента с малой пла10 стичностью в виде стакана или 1 -образного элемента при отношении Ч,/Ч, =
=1. Но в последнем случае из-за отсутствия оболочки происходит значительное упрощение технологии.
15 При условии V /V (1 происходит разрыв дна стакана и неравномерное истечение элементов биметалла.
При условии V /V,, 7 1 равномерность толщины стержня по длине экс20 трудированного изделия гарантируется, но происходит перерасход металла из-за значительной толщины дна стакана.
25 Формула изобретения
Способ изготовления длинномерных биметаллических иэделий из различных по пластическим свойствам порош
3р ков, включающий раздельное прессование до одинаковой пористости элементов из порошков, их сборку, нагрев и экструзию в матрице с конической частью, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии при сохранении стабильной прочности сцепления элементов по всей длине изделия и равномерной толщины элементов, элемент из менее пластичного порошка прессуют в виде стакана или
1-образным при соблюдении условия
Vi — 1, Ча где Ч, — объем порошка, формирующего
45 дно стакана или 1-образного элемента;
V — объем уплотненного материала, заполняющего при экструзии коническую часть матрицы.
1477524 стержня
Медь
ПМС-1
Сталь
40Х
Алюминий
Медь
Медь
Сталь
Алюминий
Медь
Способ изготовления длинномерного биметаллического изделия
Способ, включаниций изготовление малопластичного элемента в виде стакана или 1-образного элемента при V,/×, = 1
Известный способ
Диаметр стержня, мм
7 5 в начале образца, 7,5 в конце образца, 7,5 в центре образца
7,5 в начале образца, 7,5 в конце образца
7,5 в середине образца
7,5 в начале образца, 7,5 в конце образца, 7,5 в середине образца
7,5 в начале образца, 7,5 в конце об° разца, 7,5 в середине образца
Прочность сцепления, МПа
280-300
280-300
280-300
110-)30
110-130
110-130
280-300
280-300
280-300
110-130
110-130
110-130
1477524
А4 Б Б В-В
Составитель В. Еременко Редактор В.Данко Техред А. Кравчук Корректор В.Романенко
Заказ 2194/14 Тираж 712 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
