Устройство для прессования биметаллических изделий из порошков

 

Изобретение относится к порошковой металлургии , в частности, к устройствам для прессования биметаллических изделий из порошков. Цель изобретения - повышение качества изделий. Порошок засыпают в полости, образованные стенками матрицы, торцами пуансонов 1, стенками перегородок 7, 8 и торцами плунжеров 13, 14. При предварительном прессовании порошка происходит смещение поверхностных слоев на величину С = 0,08-0,12 толщины соответствующего слоя отпрессованного брикета, за счет чего возникают сдвиговые деформации на границе слоев, вызывающие интенсивное разрушение окисных пленок и шлаковых включений на частицах порошка. Затем пуансонами 1 осуществляют окончательное прессование брикета, в котором прочность сцепления отдельных слоев увеличена по сравнению с известными устройствами, что обеспечивает повышение качества и увеличение срока службы изделий. 5 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕ тСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕ(ЖИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 22 Р 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1„

20—

20 ——

1

ГОСУДЛРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4342848/31 02 (22) 14.12.87 (46) 15 ° 09.89. Бюл. N 34 (71) !(оммунарский горно-металлургический институт (72) М.Т.Брежнев> А.И ° Беседин, В.Н.Бутенко, В.А.Луценко

И А.Г.Гречихин (53) 621.762.4.07 (088.8) (56) Патент США М 3859016, кл. 425-78, 1975.

Авторское свидетельство СССР и 988455, кл. В 22 Г 3/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВЛПИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШ!(ОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для прессования билет",ëëèческих изделий из порошков. Цель изобретения - повышение качества из„„SU.,„, l 5О7538 A 1

2 делий. Порошок засыплют U полости, образованные стенками матрицы, торцами пуансонов 1, стенклми перегоро" док 7, 8 и торцами плунжербв 13, 14.

При гредварительном прессовании порошка происходит смещение поверхностных слоев на величину С, равную 0,08"

0,12 толщины соответствующего слоя отпрессованного брикета, за счет чего возникают сдвиговые леформации на границе слоев, вызывакя ие интенсив ное разрушение окисных пленок и шлаl(cBblx включений на частицах порошка.

Затем пуансонами 1 осушествляют окончателы ое прессование брикета, в котором прочность сцепления отдельных слоев увеличена по сравнению с из" вест,ыми устройствами, что обеспечивает повышение качества и увспичение срокл службы изделий. 5 нл, 1 табл.

38

3 1 079

11 )< !,,(. <) «<1е Г)т <

Цсг<ь>< изг б)ретения является повышение кач(е. т ла иэделий.

Нэ фиг .1 схематично показано np r\лагаемое устройство после засыпки порошка, гоперечный разрез; на фиг. 2 .10 то )<(<, г) ко

Устройство содержит пуансоны 1 и матрицу, состоящую из корпуса 2, сер;«с 3 и нижней 4 плит, связанных ,!сжду собой шпильками 5. Внутри матр<<ць! псрпс!<дикулярно плоскости В, 20 проходящей через ось пуансонов 1, по обе сторон« установлены в шахматном порядке с возможностью возвратнопоступатсльного перемещения по на.>равляющ<<и шпонкам 6 перегородки 7 25 и 8.

На боковых поверхностях перегородок 7, не соприкасающихся со стенками матрицы, установлены на упругих элсментах 9 планки 10, которые свои- 30 ми Т-образными зацепами 11 входят в соответствующие пазы 12 перегородок

7, при этом зацепы входят в пазы перегородок с образованием зазора между дном паза и торцом зацепа, определяемого по формуле (0,08 - 0,12)i) + Л; где ll — толщина соответствующего слоя отпрессованного брикета, мм; величина перекрытия торца 40 планки 10 с торцом перегородки 8, мм.

Величину и принимают равной 12 мм для компенсации смещения осей перегородок 7 и 8 друг относительно

45 друга >1 предотвращения при этом просыпания пор-).<:êe в зазоры между торцами перегородок 7 и 8, а псрвос слагаемое формулы (0,08 - О, 12)1! = С, где С вЂ” смещение поверхностей каждого слоя порошка, прилегающего к планкам, относительно повсрхностей слоев порошка, находящегося между перегородками без планок.

В зазорах между перегородками 7 и

8 устэ<<овлены плунжеры 13 и 14, причем нэ бн<ковых поверхностях г<лунжеров

1 С, прил;.< г<> <!аченные для предотврангенин утечки порошка в процессе предварительного прессования, которые своими зацепами 17 входят в соответствующие пазы 18. Перегородки 7 и 8 и плунжеры 13 и 14 связаны со штоками гидроцилиндров 19 и 20.

На верхней плите 3 по осям плунжеров 13 и 14 выполнены загрузочные окна 21, в которых раэмеще>(ы съемные заглушки 22, а в направляющих 23 установлены с возможностью возвратнопоступательного перемещения доэаторы 21! .

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент перегородки

7 и 8 гидроцилиндрами 20 перемещают в крайнее положение навстречу друг другу до vх соприкосновения в плоскости B. В этом положении торцы перегородок 8 соприкасаются в плоскости В с торцами планок 10. Затем вклю" чают привод перемещения пуансонов

1 (не показан) и вводят последние в матрицу др соприкосновения с крайними перегородками 7 и 8, при этом плунжеры 13 и 14 при помощи гидроци" линдров 19 отведены в крайнее положе" ние от плоскости В. После этого снимают заглушки 22, открывая загрузочные окна 21, и по направляющим 23 дозаторы 24 перемещают к загрузочным окнам 21, через которые порошок загружают в замкнутые полости> образованные стенками матрицы, торцами пуансонов, стенками перегородок и торцами плунжеров. Затем дозаторы

24 возвращают в исходное положение и загрузочные окна 21 закрывают заглушками 22. Начинают период предварительного прессования порошка, для чего в гидроцилиндры 19 и 20 привода плунжеров 13 и 14 и перегородок

7 и 8 подают рабочую жидкость под давлением, обеспечивающим усилие предварительного прессования. При этом происходит перемещение плунжеров 13 и 14 в направлении плоскости

В, что ведет к уплотнению порошка в замкнутых полостях, а это вызывает появление бокового давления Р на планки 10 и торцы перегородок 7 и 8.

При этом боковое усилие, действующее на планки 10 со стороны порошка вы.>

538

Затем перегородки 7 и 8 идроци линдрами 20 перемещают в крайнее положение навстречу друг другу до их соприкосновения в плоскости В, при котором торцы перегородок 8 соприкасаются в плоскости В с торцами планок 10, а плунжеры 13 и 14 с помощью гидроцилиндров 19 отводят в крайнее положение от плоскости В и пуансоны

1 вводят в матрицу до соприкосновения с крайними перегородками 7 и 8, после чего цикл прессования повторяют.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять эапрессовку отдельных слоев друг в друга на величину С, равную 0,08-0,!2 толщины соответст вующего слоя отпрессованного брикета, в результате чего на поверхностях контакта отдельных слоев возникают значительные силы трения, вызывающие сдвиговые деформации, что приводит к интенсивному разрушению окисных пленок и шлаковых включений на частицах порошка, а также к интенсивному взаимному перемешиванию частиц порош" ка, находящихся в поверхностных слоях, и увеличению сцепления отдельных слоев брикета за счет увеличения металлического контакта между частицами порошка, находящегося на соединяемых поверхностях, и, следовательно, повысить качество отпрессованных биметаллических брикетов.

При значениях С, меньших О,ОВ толщины соответствующего слоя отпрессованного брикета, уменьшается интен" сивность разрушения окисных пленок и шлаковых включений из-эа недоста" точного удельного давления между отдельными слоями, необходимого для их разрушения, что уменьшает прочность соединения слоев друг с другом.

Увеличение значения С больше 0,12 толщины соответствующего слоя отпрессоэанного брикета практически не вли" влияет на увеличение интенсивности разрушения окисных пленок и шлаковых включений и не приводит к заметному увеличению прочности связи отдельных слоев отпрессованного биметаллического брикета °

Пример. Устройство опробовано при прессовании биметаллического брикета, состоящего иэ четырех слоев с толщиной каждого слов 50 мл, наружные слои которого состоят иэ железного порошка марки Ж 90-76, а внутренние - из железного порошка ПЖ2)!1.

5 1507 эывает деформацию упругих элементов

9, максимальная величина которой равна У, в результате чего между боковыми стенками перегородок 8 и планками 10 перегородок 7 образуется зазор C (фиг.4), что приводит к смещению поверхностей каждого слоя порошка, прилегающего к планкам 10, относительно поверхностей слоев порошка, находящегося между перегородками 8.

Одновременно планки 16 плунжеров

13 под действием упругих элементов

15 находятся в постоянном контакте с планками 10 перегородок 7. 15

При достижении максимального предварительного усилия прессования со стороны плунжеров 13 и 14 полости гидроцилиндров 20 привода перегородок 7 и 8 соединяют со сливом, при 2О этом перегородки 7 и 8 под действием постоянно действующеro на них давления со стороны плунжеров 13 и 14 через предварительно спрессованные слои порошка начинают перемещаться в нап- 25 равлении от плоскости B а сами слои движутся навстречу друг другу. Наличие указанного смещения С поверхностей каждого слоя порошка друг относительно друга приводит к запрессовке одно- З0

ro слоя в другой. В результате на этих поверхностях возникают значительные силы трения, вызывающие сдви" говые деформации, приводящие к интенсивному разрушению окисных пленок и шлаковых включений на частицах порош- З5 ка> а также к интенсивному взаимному перемешиванию частиц порошка, находящихся в поверхностных слоях.

Период предварительного прессова40 ния (запрессовка отдельных слоев друг в друга) продолжается до тех пор, пока торцы перегородок 7 и торцы плунжеров 13 не совпадут с плоскостью окна матрицы Г, а торцы перегородок

8 и торцы плунжеров !4 - с плоскос45 тью окна матрицы Д. После этого начин:,ется период Окончательного прессования пуансонами 1 от гидроцилиндров устройства (не показан) до получения

50 конечной высоты биметаллического брикета, равной Н „.

Затем полости гидроцилиндров 19 привода плунжеров 13 и 14 соединяют сО сливом, Один иэ пуансонов 1 ОтвО дят иэ матрицы в крайнее положение, а другим осуществляют выталкивание отпрессованного брикета, поспе чего и выводят из матрицы, 7538 родку, установленную в матрице с возможностью возвратно-поступательного перемещения, дозаторы и привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества иэделий, оно снабжено дополнительными перегородками, плунжерами, планками и упругими элементами, перегородки установлены с возможностью воэвратнопоступательного перемещения перпендикулярно плоскости, проходящей через ось пуансонов, в шахматном по-. рядке по обе стороны, плунжеры раз» мещены в зазорах между перегородками, планки опираются на упругие элементы, установленные на сопрягающихся боковых поверхностях плунжеров и перегородок, и выполнены с Т-образными выс20 тулами, а перегородки и плунжерыс Т-образными пазами, при этом высту" пы планок размещены в пазах плунжеров и перегородок с образованием торцового зазора.

6, МПа G, МПа

С, мм

Устройство

Известное

Предлагаемое

2(0,05) 3,2(0,08) 4,8(0,12) 6 (0,15) П р и м е ч а н и е. С - смещение поверхностей каждого слоя порошка, прилегающего к планкам, отно". сительно поверхности слоев порошка, на-. ходлщегосл между перегородками беэ планок; h — толщина слоя в брикете; с.прочность на разрыв; 6< - прочность на сдвиг слоев друг относительно друга.

7 150

Усилие предварительного прессолания 150 кП, а усилие окончательного прессования 1000 кН. После прессования брикеты подвергались термообработке при 1000"С в течение 30 мин, В таблице приведены сравнительные результаты испытаний.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет улучшить механические свойства спрессованного биметаллического брикета за счет повышения прочности сцепления отдельных слоев, в результате чего повышается качество готовых иэделий, а следовательно, увеличивается срок их службы примерно в 1, 5 раза.

Формула изобретения

Устройство для прессования биметаллических иэделий из порошков, содержащее матрицу, пуансоны, перего1

3

2

1

3

2

3.

2

80,4

80,1

80;5

110,1

115,1

107 2

130,4

129,1

132,1

133>1

131,1

132,4

132,8

136,6.

135,2

48,3

47,8

48,4

60,1

61 2

59,8

70,2

70,0

70,6

71,1

70,4

70,6

70,7

72,1

71,6

1507538

13

puzZ

10 и

Корректор О Ципле, деактор А.Лежнина

Заказ 5496/17 Тираж 711 Подписное НИ1П1И Госуда. ственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иоскйа Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

1роизводственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Соста вит ель Г. 3а горская

Техред М.Ходанич

lZ