Способ получения профильного порошкового проката

 

Способ получения порошкового профиля включает приготовление шихты, формующую прокатку в закрытом калибре до относительной плотности 90 - 97%. Затем сырой порошковый профиль транспортируется к калибрующей клети После этого к вчпкам калибрующей и формующей клети подводится электрический ток. Возобновляется процесс прокатки в формующей клети, и начинается прскаткэ з калибрующей клети, разогретой электрическим током до температуры спекания заготовки При необходимости передний конец, выходящий из валков калибрующей клети, удаляют для исключения брака Для повышения прочности порошкового прокатного профиля перед входом в очаг деформации производят формование электрическим током волокон ориентированных в направпении прокатки. 1 табл.

IW И Nl 2006И2СХ (52) 5 832 F 2

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „„,„ ™ "„"" „ БлиОТЕч, К ПАТЕНТУ

4Р

«4 (21) 5055562/02 (22) 21.07.92 (4B) 15.10.93 Бюл. Мо 37-38 (76) Голубчик Эдуард Михайлович; Бахматов Юрий

Федорович (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФИЛЬНОГО

ПОРОШКОВОГО ПРОКАТА (57) Способ получения порошкового профиля включает приготовление шихты, формующую прокатку в закрытом калибре до относительной плотности 90 — 9796. Затем "сырой" порошковый профиль транспортируется к калибрующей клети. Погле этого к валкам калибрующей и формующей клети подводится электрический ток Возобновляется процесс прокатки в формующей клети, и начинается прокатка в калибрующей клети, разогретой электрическим током до температуры спекания заготовки При необходимости передний конец, выходящий из валков калибрующей клети, удаляют лпя искл.счения брака Дпя повышения прочности порошкового прокатного профиля перед входом в очаг деформации производят формование электрическим током волокон, ориентированных в направлении прокатки f таб,".

2000887

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного производства прокатного профиля, Наиболее близким по техническому ре- 5 шению к предлагаемому является способ изготовления спеченного листа, включающий приготовление шихты, прокатку шихты в лист, спекание электрическим током, калибрование. Согласно этому способу с по- 10 мощью пары формующих валков изготовляют из порошка "сырой" лист, а затем его направляют в валки-электроды, с помощью которых подводят электрический ток. 15

Недостатком данного способа является низкая относительная и I0TH0cTb, а соответственно, и прочность получаемого проката из-эа того, что условия захвата и напряженно-деформированное состояние порошка в 20 формующей клети не позволяют достигать высоких значений относительной плотности в "сыром" листе. Помимо того, при дальнейшем спекании валках-электродах, когда электрический ток пропускают в направле- 25 нии, перпендикулярном направлению npîкатки, наиболее спеченный прокат будет находиться в нейтральном сечении ввиду того, что, во-первых, наибольшее уплотнение достигается в зоне отставания очага З0 деформации при прокатке и. во-вторых, иээа зависимости удельного электрического сопротивления от плотности иэделия. Кроме то о. при таком способе подвода электрического тока будет наблюдаться З5 значительный перепад температур по длине, очага деформации — от холодного состояния в момент входа в очаг деформации до температуры спекания в нейтральном сечении вблизи выхода проката иэ очага деформа- 40 ции. Такое распределение температурного ноля вызывает неравномерное распределение сопротивления пластической деформации вдоль очага деформации, что не позволяет значительно доуплотнить прокат 45 в валках-электродах. Кроме того, данным способом невозможно проводить спекание профильного проката, так как в случае калиброванных валков последние будут играть роль шунта и разогреть заготовку до 50 температуры спекания будет невозможно, т.е. произойдет короткое замыкание в цепи.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ получения профильного порошкового проката с высокой 55 относительной плотностью и прочностью.

Для этого в известном способе получения порошкового проката, включающим приготовление шихты, прокатку шихты в заготовку, спекание. калибрующую прокатку, согласно изобретению шихту прокалывают в заготовку в закрытом калибре до относительной плотности 90-97 (. а спекание производят путем пропускания электрического тока в направлении прокатки. Кроме того, перед входом в очаг деформации проводят формование шихты электрическим током в волокна. ориентированнЫе в направлении прокатки, Данный способ позволяет получать высокоплотный (с плотностью до 97-99ф, от теоретической) с повышенной прочностью прокат. Необходимость проведения формующей прокатки в закрытом калибре обьясняется. во-первыу, необходимостью получения, требуемой формы, точной геометрии проката. отсутствия заусенцев, усов и, во-вторых, необходимостью достижения высокой плотности выходящей иэ валков формующей клети заготовки за счет создания высокого значения гидростатической составляющей тензора напряжения. Высокая относительная плотность заготовки (90977;) обеспечивает воэможность транспортировать ее от прокатной формующей клети к калибрующей и пропускать электрический ток в направлении прокатки через заготовку, так как электрическое сопротивление заготовки в данном случае будет мало, что обеспечит прохождение электрического тока через порошковую заготовку значительной длины (1 м), Существует зависимость между плотностью порошкового проката и удельным электричвским сопротивлением, поэтому при относительной плотности порошкового профильного проката ниже 90 (,. проведение процесса становится практически невозможным, так как из-за незначительной прочности прокат при транспортировке разрушается. а удельное сопротивление в направлении прохождения электрического тока сформированной заготовки не позволяет разогреть ее до температуры спекания на значительной длине. Заготовка должна быть достаточно длинной, потому что это увеличивает нахождения ее при температуре спекания. Это приводит к выравниванию температуры по сечению заготовки, а следовательно, к более равномерному и продолжительному спеканию. При более продолжительном спекании за счет образования и роста "шеек" происходит увеличение плотности и прочности заготовок, т.е. происходит доуплотнение заготовки, что невозможно получить при пропускании электрического тока в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, из-за быстротечности процгссл спекания.

2000887

Процесс доуплотнения возможен в случае тесного физического контакта частиц порошка между собой. Поэтому необходимо значительное уплотнение порошка в формующей клети, Этим объясняется необходимость уплотнения порошка в формующей клети в закрытом калибре. обеспечивающем высокую гидростатику процесса прокатки, до плотностей 90-97 от теоретической. При таких плотностях и значительных касательных напряжениях происходит формирование текстуры прокатки с развитыми физическими контактами поверхностей частиц порошка.

Кроме того, так как профильная заготовка имеет равномерную r.лотность по всей длине, то при заявляемок1 способе подводэ электрического тока к неи градиент температуры по длине проката незначителен и обусловлен лишь перепадом температур поверхнос1и и внутренних слоев заготовки.

Следует отметить, что температура заготовки перед входом в очаг деформации калибрующей клети практически равна температуре спекания (0,7-0,9 температуры плавления). Следовательно, сопротивление пластической деформации уже фактически спеченной заготовки мало, что обеспечивает ее значительное обжатие (> 12 j) а валках калибрующей клети А это также приводит к повышению плотности до 9899;((от теорети еской) в готовом прокате.

Заявляемый способ подвода электрич ского тока в направлении прокатки позволяет осуществлять спекание практически любого порошкового профиля. Получать прокат требуется плотностью не ниже 90 /,, TBK как B противном случае будет наблюдаться разрушение проката при его транспортировке от формующей клети к калибрующей иэ-за незначительной прочности, а удельное электрическое сопротивление прокатанного профиля не позволит разогреть заготовку до температуры спокания. Получить профиль с плотностью выше 97",ь не представляется возможным из-за возникновения поперечных трещин.

Способ Осуществляют следующим образом.

Приготавливают порошковую шихту (при необходимости восстановление порошка, размол. сепарация: смешивание

45 компонентов и т.p) Затем >",роизлодат фор

Mующук прокатку в клети с за рытым калиб. ром На выходе из формующей клети

ПОЛУЧаЮт "СЫРУЮ" ЭаГОтОВКУ ПЛОтНОСтЬЮ 90ф,, При плотности ниже 90$ происходит разрушение проката при транспортировке. Затем транспортирук,- заготовку к калибрующей клети. Подводят злектрический ток к валкам формующей и калибрующей клетей, в результате чего происходит разогрев заготовки в межклетевом пространстве. Затем начинают прокатку в калибрующей клети с требуемым уровнем обжатия, Передний конец, выходящий из валков калибрующей клети, при необходимости удаляют для исключения брака. В случае не»,сдимссти защиты спекаемого проката о1 0кисления его можно помещать в эащитн,ю камеру, например керамическу о, чанг. з которую прпдува от защитный газ, например аргон.

Для повышения прочности получаемого проката перед в одом в очаг дефорк1ации проводят формование электрическим током волокон. Ориентированных в направлении прока1ки, В лаборатории порошковой металлургии были проведень экспериментальные !

1ссладовакил заявляемого способа.

П р и м ".. р. 5 ла приготовлена шихта из

=н-ифрит.ционнс О поро ивового материала

wvp3r15. Прокатка в формующей клети осуществлялась в эакрыптоM калибре itа валKОно .", комплекте дл- прскатки профилей из

ПОРОШКОВЫХ МатЕР,лаЛОВ. РЕжйм i ПРОВЕДЕния процесса в реэуглсьгате зкспери .енroe представлены в таблице.

На Основани . изложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ получения профильного порошкового проката работоспособен и устраняет недостатки, ИМЕЮЩИЕ МЕСТО В ПРО;ОтИПЕ, Чтс ПОДтВЕРждается примером конкретного выполнения, Соответственно, заявленный способ может быть применен для изготовления деталей машиностроения (поршневое кольцо), торцевых уплотнений роторно-поршневого двигателя, различного инструмеHTç l1 др. (56) Райченко А,И, Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тоха. — M.: Металлургия, 1987, с 59 -60

2000887

Суммарное обжатие.

Калибрующая клеть

Время наПримечание

Формующая клеть

Пример относительная плотность. хождения ширина, мм толщина, мм относительная плотность, шири- толна, щина, мм мм

89.2

Образец разрушился между .. етями при транспортировке

3.37 1.46

97

16

3,4

3,4

1080

7,21

1,20

0,013 70,0

0,013 70.0

1,44

136

90,3

96,9

3,37

337

Получить прокат в формующей клети с плотностью выше 97 (, не элось проводят пропусканием электрического тока в направлении прокатки, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед входом в очаг деформации проводят формование шихты электрическим током в волокна, ориентированные в направлении прокатки.

Составитель Э.Голубчик

Редактор А.Купрякова Техред М.Моргентал Корректор С. lUeKMap

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3101

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

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФИЛЬНОГО flOPOUjкового пРОкдтд, включающий приготовление шихты и прокатку шихты в заготовку, спекание и калибрующую прокатку, отличающийся тем, что прокэтывают шихту в заготовку в закрытом калибре до относительной плотности 90-977ь. а спекание

Температура образцов.

ОС

Скорость движения проката между клетями, м/с при температуре спекания, OC