Способ изготовления изделий из порошка

 

Изобретение относится к способам изготовления изделий из порошка преимущественно с отношением высоты к диаметру 0,05 - 0,3. Сущность: из шихты предварительно прессуют заготовку с наружным контуром , повторяющим контур изделия, торцовыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми с образованием периодического профиля , и высотой h/y0, причем амплитуда А и период т профиля заготовки определяют из условий А (1,3- 1,5)h, т 2(1,3 - 1,5)h- h/y0 + (0,03 - 0,1)d, где d, h - диаметр и высота изделия, у0 - относительная плотность заготовки, а минимальный угол наклона а между касательной к профилю и осью заготовки составляет 45 - 60°. После этого осуществляют спекание и повторное прессование . 2 ил., 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 22 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4812905/02 (22) 09.04.90 (46) 07.05.92. Бюл. ¹17 (71) Научно-производственное объединение

"Темп" (72) И.М.Исмагилов и А.Ю.Репкин (53) 621.762.4 (088.8) (56) Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок, М,: Машиностроение, 1977, с.216. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОРОШКА (57) Изобретение относится к способам изготовления изделий из порошка преимущественно с отношением высоты к диаметру

0,05 — 0,3. Сущность: из шихты предвариИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам ripecсования порошковых изделий с h/d = 0,05—

0,3 по технологии двукратного прессования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изделий из порошка, включающий двукратное прессование и спекание, По рекомендациям работы оптимальной считается такая форма холоднопрессованной заготовки, которая при повторном прессовании обеспечивает равномерную высокую плотность всей детали в результате уплотнения осадкой. Таким образом, способ изготовления изделий из порошка с и/б = 0,05 — 0,3 включает прессование заготовки с наружным контуром, повторяющим контур детали, равномерным припуском по высоте и последующую осадку, „, Ы2«1731434 А1 тельно прессуют заготовку с наружным контуром, повторяющим контур изделия, торцовыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми с образованием периодического профиля. и высотой h/yp, причем амплитуда А и период г профиля заготовки определяют из условий А = (1,3- 1,5) h, Г= 2((1,3 — 1,5)h— и/yo + (0,03 — 0,1)d), где d, h — диаметр и высота изделия, у, — относительная плотность заготовки, а минимальный угол наклона а между касательной к профилю и осью заготовки составляет 45 — 600. После этого осуществляют спекание и повторное прессование, 2 ил„1 табл.

Недостатком рассмотренного способа является невозможность достижения высокой равномерной плотности и, следовательно, комплекса физико-механических свойств, поскольку в порошковых штамповках при уплотнении осадкой имеются зоны затрудненной деформации, Увеличение уси- 4Ъь лия штамповки не способствует достиже- (д) нию равномерной высокой плотности фь, заготовки, а лишь приводит к снижению стойкости инструмента.

Целе изобретения — повышение кечест! швшквЪ ва изделий за счет повышения плотности и снижение усилия повторного прессования.

Указанная цель достигается тем, что заготовку предварительно прессуют с торцевыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми, смещенными относительно друг друга вдоль оси заготовки на величину h/yo с образованием периодического профиля

1731434

10

25

45

55 при этом амплитуда и период профиля заготовки определяют из условий

А = (1,3 — 1,5)h, 2 ((1,3 — 1 5) h/yp + (О 03 — 0,1)d), (1) где d, h — диаметр и высота изделия;

yo — относительная плотность заготовки, а минимальный угол наклона и между касательной к профилю и осью заготовки составляет 45 — 60О, Такое исполнение операции прессования позволяет получить заготовку с торцевыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми. На операции повторного прессования указанной заготовки накладываются дополнительные сдвиговые деформации, В результате повышается качество прессовок за счет повышения плотности и снижения разноплотности.

На фиг.1 и 2 изображена схема повторного прессования с различными вариантами периодического профиля заготовки.

На фиг,1 приняты следующие обозначения: 1 — матрица, 2 — пуансон. 3 — выталкиватель, А — амплитуда периодического профиля, т — период профиля, а — угол наклона между касательной к профилю и осью заготовки, Ь/1 0 — толщина периодического профиля.

Способ осуществляется следующим образом.

Из подготовленной шихты предварительно прессуют заготовку с периодическим профилем. После спекания заготовка устанавливается в матрицу 1 повторного прессования и осаживается между пуансоном 2 и выталкивателем 3. Осадка осуществляется со степенью деформации 30 — 50 за счет спрямления периодического профиля. Первоначально деформируются области заготовки (, прилегающие к торцевым поверхностям инструмента. Далее очаг деформации распространяется на наклонные участки заготовки II, где реализуются условия деформации, близкие к чистому сдвигу.

Сдвиговые деформации способствуют уменьшению остаточной пористости, разрушаются оксидные пленки, обеспечивается высокая плотность изделия 97 — 99 % и комплекс физико-механических свойств.

Кроме того, схемы деформирования, близкие к чистому сдвигу, характеризуются снижением усилия деформирования и повышением стойкости штампового инструмента. При дальнейшем сближении пуансонов очаг деформации распространяется в радиальном направлении в зону III. На заключительной стадии процесса штамповки осуществляется калибровка изделия по плоскостям, Амплитуда периодического профиля заготовки выбирается из условия обеспечения степени деформации 30 —,50 % на повторном прессовании. При уменьшении амплитуды периодического профиля снижается интенсивность сдвиговых деформаций, снижаются плотность и комплекс физико-механических свойств изделия, При увеличении степени деформации более 50% на наклонном участке заготовки появляются трещины, что нашло экспериментальное подтверждение. Оптимальные значения угла наклона между касательной к профилю и осью заготовки аи периода профиля z выбраны экспериментально. При уменьшении угла наклона менее 45 либо при уменьшении периода менее рекомендуемого по формулам (1) в процессе повторного прессования образуется зажим, приводящий к браку. При увеличении минимального угла наклона а > 60 либо при увеличении периода профиля снижается интенсивность сдвиговых деформаций, что приводит к снижению свойств изделий, Пример, Проводили двукратное прессование детали "Седло" диаметром d = 58

MM. высотой 15 MM. Размеры заготовки по.сле первого прессования с периодическим профилем, выполненным по форме равносторонней трапеции. варьировались в диапазонах: А/h = I,2 — 1,6; а = 40 — 65 ; r =

=8.24 — 20,24 мм, Рекомендуемый интервал изменения периода г, рассчитанный по формулам (1), составляет 10,18 — 18,3 при

А/h = 1,4. Исходная плотность прессовки

1 о = 85 %, Прессование проводили из порошка ПЖР3.200 на прессе К20802 усилием

6,3 МН, Спекание осуществляли в печи СТН при 1150 С в среде водорода. Повторное прессование проводили на прессе К18020 усилием 8 МН с регистрацией усилия деформирования. На готовых изделиях определялась плотность и механические свойства, Одновременно осуществлялось двукратное прессование по известному cïoñîáó. Полученные результаты приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что повышается качество изготавливаемых деталей за счет повышения плотности и снижается усилие повторного прессования (опыты 2, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13, 14).

Формула изобретения

Способ изготовления изделий из порошка преимущественно с отношением высоты к диаметру 0,05 — 0.3, включающий предварительное прессование заготовки с

1731434 ба ППа ь

А

Примечание и ь мм

Удельное усилие штамповки, ИПа

Средняя плотность деталей

Опыт

Образование зажимов, брак

1200

1,4 14,24

1,4 14,24

1,4 14,24

1,4 14,24

1,4 14,24

260-290

8-10

93

98

45г

900

1400

210-230

5-6

1г 0-170

4-5

1400

90-91

300

250-230

3-10

260-290

3-10

270-200

9-11

50

900

1000

93 5

1400

1000

9.5

1 4 1С,18

1,4 14,24

1,4 18,5

14 19,С

12

13 ч

260-220 о 10

170-1ЧО

4-5

160-130

4-Г

1400

91-92

91 92

1400

16 (известный способ) 90

35 наружным контуром, повторяющим контур изделия, спекание и окончательное прессование, о тл и ч а ю шийся тем, что. с целью повышения качества изделий и снижения усилия окончательного прессования, заго- 5 товку предварительно прессуют с торцовыми поверхностями, образованными двумя параллельными периодическими кривыми с образованием периодического профиля и высотой h/уО, при этом амплитуда А и пери- 10

1,2 8,24

1,9 11,24

1,4 14,24

1,5 17,24

1, 6 20,24 од т профиля заготовки определяют из условий

А = (1,3 — 1,5)h;

2((13 — 1,5) h — h/)7o + (0,03 — 0,1) dJ, где d, h — диаметр и высота изделия;

)70 — ОтнОСительная плОтнОСть ЗагстОвки, а минимальный угол а наклона между касательной к профилю и вертикальной осью заготовки составляет 45 — 60 .

Высокое качество изготавливаемых деталей, допустимое усилие деформирования

Смкыение уровня свойств, повышение усилия штамповки, снимание стойкости инструмента

Сысокое качаствс изготавгиваемых деталей, допустимое усилие деформирсванкя

Образование трекин, разрушение заготовки

Образование замимов, брак

Высокое качество изготавливаемых деталей, допустимое усилие деформирования

Снижение уровня свойств, повышение усилия штамповки, сниыение стойкости инструмента

Высокое усилие штанповки, низкие плотность и уровень свойств

1731434

Рог.2

25

35

50

Составитель Г.Загорская

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С,Шевкун

Редактор В.Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1538 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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