Способ сборки капсулы для экструзии изделий из металлического порошка

 

Сущность изобретения: засыпают порошок в капсулу, выполненную в виде цельнотянутого стакана с тол щи ной стенки, равной 0,02-0,05 его наружного диаметра, и толщиной дна, равной (0,03-0,15) , где Vn - объем порошка в капсуле, после чего по периметру стакана размещают геттер в количестве , равном 0,4-1,0% от массы порошка . Далее осуществляют герметизацию капсулы поджатием крышки верхним краем капсулы. Затем капсулу нагревают и экструдируют. 1 табл., 1 мл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4852879/02 (22) 27.01.90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и Конструкторское бюро автоматических линий (72) В.И,Гулька, В.Л.Гиршов, Г.В.Семенова, Г.В.Масловский и В.Н.Белошицкий (56) Патент США

N 4038738, кл. В 22 F 3/20, 1977 г.

Авторское свидетельство СССР

N 417246, кл. В 22 F.3/20, 1972, Авторское свидетельство СССР

N- 884859, кл. В 22 F 3/20, 1980.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в производстве прутков иэ порошковой быстрорежущей стали, Известен способ изготовления порошковых изделий, где используется титановый геттер для дегазации порошковой массы.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает достижения стабильных результатов, т.к. не учитывает возможные сорбционные свойства геттера и соотношение массы геттера и металлического порошка с учетом содержания кислорода в порошке.

Известен способ изготовления металлокерамических изделий из быстрорежущих сталей, где порошок быстрорежущей стали, полученный распылением, загружают в металлическую капсулу, после чего капсулу вакуумируют и герметизируют заваркой, после чего нагревают до 1050-1150 С и подвергают экструдированию со степенью де Ж 1770088 А1 (54) СПОСОБ СБОРКИ КАПСУЛЫ ДЛЯ ЭКСТРУЗИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА (57) Сущность изобретения: засыпают порошок в капсулу, выполненную в виде цельнотянутого стакана с толщиной стенки, равной

0,02 — 0,05 его наружного диаметра, и толщиной дна, равной (0,03-0,15) A/ï, где Vn— й/ объем порошка в капсуле, после чего по периметру стакана размещают геттер в количестве, равном 0,4-1,0 от массы порошка. Далее осуществляют герметизацию капсулы поджатием крышки верхним краем капсулы. Затем капсулу нагревают и экструдируют. 1 табл., 1 ил, формации 70-90 . Недостатком этого способа являются высокое содержание остаточного кислорода в деформированном а металле, низкие механические свойства и высокая трудоемкость изготовления капсулы. Ф

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ изготовления изделий из быстрорежущих сталей, где при загрузке порошка в капсулу на дно и под ее крышку помещают губку титана в количестве 0,004 — 0,006 от массы ОО порошка; затем осуществляют холодное вакуумирование капсулы с порошком, ее герметизацию, нагрев . с выдержкой

1050 — 1150 С и деформацию, причем выдержку при нагреве под деформацию производят из расчета 0,6-0,8 мин на 1 см

2 поперечного сечения капсулы, Недостатком этого способа является высокая трудоемкость изготовления капсулы и невозмож1770088 ность автоматизировать процесс сборки рушения донной части капсулы в начальной капсулы, а также низкий выход годного. стадии экструзии. Применение капсул с толЦель изобретения -автоматизация про- щиной дна tg > 0-15V7 нецелесообразно. цесса сборки капсулы и повышение выхода т.к.увеличиваются отходы переднего конца, годного. 5 существенно уменьшается выход годного.

Достигаетсяэтотем,что порошок быст- На качество экструдированных прутков рорежущей стали засыпают в капсулу, вы- большое влияние оказывает содержание палненнуюв видецельнотянутогостаканас кислорода в порошке непосредственно в толщиной стенки. равной 0,02-0,05 его на- момент экструзии. ружного диаметра и толщиной дна, равной 10 Чем меньше содержание кислорода, tg = (0,03-0,15) 47„-, где щ — толщина дна тем выше качество готовой продукции. С корпуса; Ч вЂ” обьем порошка в капсуле. а целью исключения окисления порошка ос0,03-0,15 — предельные значения козффи- таточным кислородом, находящимся в капциента, при этом геттер размещают по пе- суле и поступающим из атмосферы через риметру стакана в количестве, равном 15 зазор между крышкой 4 и корпусом 1, коль0,4 — 1,0 j от массы порошка, а герметиэа- цеообразно по периметру крышки 4 размециюосуществляютподжатиемкрышкивер- щается геттер 3 из порошка титана или. хним краем капсулы. Порошок другого вещества, связывающего кислород. быстрорежущей стали автоматически дози- Геттер 3 реагирует с кислородом и исключаруется и засыпается в капсулу, Указанные 20 етокислениепорошка2.3кспериментально признаки отличают заявляемый способ от установлено;чтодляполнойзащитыпорошпрототипа, поэтому предлагаемый способ ка от.окисления количество геттера 3 должсборки капсулы обладает новизной. но составлять 0,4-1 от общей массы

На чертеже показана капсула для экс- металлического порошка в капсуле. При мас; трузии., . 25 се теттера менее 0,4ф защитные свойства

Она состоит из цельнотянутого тонко- геттера резко падают и качество экструдиростенногокорпуса1. металлического порош- ванных прутков неудовлетворительное. Иска2,геттераЗ.икрышки4,приэтомкрышка пользование массы геттера более 1,0ф

4 поджата завальцованным верхним краем приводит к.увеличению концевых отходов и корпуса 1 капсулы, Такая конструкция кап- 30 удорожанию продукции из-за высокой cTQ" сулы позволяет полностью автоматизиро- имости титанового порошка, Капсула после вать процесс ее сборки в условиях сборки нагревается до температуры 1000массовогопроизводства.т.к.легкоосущест- 1200 С. При нагреве происходит связывавляется подача элементов и дозировка по- ние остаточного кислорода, находящегося в рошка. Из условия получения 35 капсуле, геттером в виде порошка титана.. максимального выхода годного продукта Капсула при помощи пресса или другого мепри экструзии экспериментальна установ- ханизма выдавливается через матрицу, при лено оптимальное соотношение между тол- этом высокая температура и давление обесщиной стенки (тк) и диаметром (Рк) корпуса печивают разрушение окисной пленки час- . капсулы 49 тиц металла и образование монолитного т = (0,02-0,05)Р прутка с плотностью, близкой к теоретичеЗкструзия капсул со стенкой тоньше . ской. минимальной (t < 0.02Рк) сопровождается Пример осуществления способа. На преждевременным разрушением корпуса и . действующих автоматических роторных липродукция получается некондиционной. Ис- 45 ниях Ульяновского машиностроительного пользовать капсулы с толщиной стенки.бо- завода были изготовлены корпуса капсул . лее 0,05Рк экономически нецелесообразно, диаметром 26,5 мм, толщиной стенки 1,0 мм т.к. резко возрастаеттрудоемкость последу- и толщиной дна 2,0 мм. На быстродействующих операций удаления оболочки с прут- ющих кривошипах пресса в автоматических ка. При экструзии зйготовки в начальной 50 штампахизлистовогопрокататолщиной2,0 стадии деформации внутреннее давление мм были изготовлены крышки для этих каппорошка. резко возрастает и возможен про- сул. 8 условиях опытного производства рыв оболочки (корпуса) в области, прилега- ЦКИИМатериалов была проведена сборка ющей к отверстию в матрице, Чтобы капсул, включающаяследующиеоперации: исключить возможность прорыва, толщина 55 — дозировка и засыпка порошка быстродна корпусаопределяетсясоотношением режущей стали 10Р6М5 в количестве 90

tg= (0,03-0,15) H. грамм;

Опытным путем установлено, что если — дозировка и засыпка геттера (титаноtg < О,ОЗ А<, то имеют место случаи раз- ваго порошка) в количестве 0,6 г, при этом з геттер был размещен по периметру стакана;

1770088 — установка и подпрессовка крышки; — герметизация капсулы осуществлялась поджатием крышки верхним краем капсулы.

После этого капсулы были нагреты в электропечи до температуры 1150-1170 С и проэкструдированы на пруток диаметром 8 мм.

После отжига методом безцентровой шлифовки с прутков была удаленаоболочка.

Выход годного при этой технологии составил 80-90, что на 5-15$ выше по сравнению с традиционной экструзией.

Из полученных прутков были изготовлены сверла диаметром 5-6 мм и испытаны в производственных условиях для оценки их эксплуатационных свойств.

Испытания показали, что эксплуатационная стойкость сверл в 1,5-3 раза выше, чем у аналогичных сверл, изготовленных из стали PGIVl5 по традиционной технологии;

По результатам опытных работ разработан технический проект линии ЛАСКИ26, предусматривающий полную автоматизацию всех операций по сборке капсулы.

Таким образом, способ сборки капсулы может быть реализован на высокопроизводительном автоматическом оборудовании, т.к. капсула имеет простую конструкцию для изготовления, процесс экструдирования таких капсул протекает стабильно. Выход годного продукта увеличился на 5-15/, по сравнению с существующим способом-.

Следовательно, заявляемый способ сборки капсулы обеспечивает достижение положительного эффекта, указанного в цели изобретения.

5 Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит 1355 рублей на одну тонну монометаллических шлифованных прутков диаметром 6 — 8 мм из порошковой быстрорежущей стали (ПБС) и

10 приведен в таблице.

Экономический эффект рассчитан по сравнению с базовым объектом, за который принята действующая технология получения прутков по ТУ 3-549-88 на предприяти15 ях отрасли.

Формула изобретения

Способ сборки капсулы для экструзии

20 изделий из металлического порошка, включающий засыпку в капсулу металлического порошка, геттера и герметизацию капсулы крышкой. отличающийся тем, что. с целью автоматизации процесса сборки кап25 сулы и повышения выхода годного, порошок засыпают в капсулу. выполненную в виде цельнотянутого стакана с толщиной стенки, равной 0,02-0.05 его наружного уиаметра, и толщиной дна. равной 0,03-0.154Т где V>—

30 — обьем порошка s кKа п сcу л еe, при этом геттер размещают по периметру стакана в количестве. равном 0,4-1,07 от массы порошка, а герметизацию .осуществляют поджатием крышки верхним краем капсулы.

1770088

Составитель В.Гулько

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор Н.Кешеля"

Редактор Т.Иванова

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

Заказ 3699 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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