Способ производства цилиндрических поковок из скомпактированных спеченных заготовок металлических порошков



Способ производства цилиндрических поковок из скомпактированных спеченных заготовок металлических порошков

 


Владельцы патента RU 2529345:

Алдунин Анатолий Васильевич (RU)

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве цилиндрических поковок заданной плотности штамповкой скомпактированных спеченных заготовок, полученных из металлических порошков. Производят осадку в торец нагретой исходной цилиндрической заготовки в закрытом штампе. Готовую поковку извлекают из штампа с использованием выталкивателя и охлаждают. Деформирование заготовки осуществляют с соблюдением условия, выраженного в виде приведенного математического выражения, в которое входят относительное обжатие заготовки, ее относительная радиальная деформация, относительная плотность заготовки и относительная плотность поковки. В результате обеспечивается получение цилиндрических поковок с заданной плотностью, гарантирующей необходимый комплекс физико-механических свойств изготавливаемых из них деталей. 1 ил., 1 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для производства цилиндрических поковок заданной плотности из скомпактированных спеченных заготовок металлических порошков.

Уровень техники

Известен способ горячей штамповки поковок, который включает нагрев исходной заготовки, штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение поковки из штампа и охлаждение [Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. - М.: Машиностроение, 1986. - Т.2. Горячая объемная штамповка / Под ред. Е.И. Семенова, 1986. - С.171].

Известен также принятый заявителем за наиболее близкий аналог способ горячей штамповки цилиндрических поковок, включающий нагрев исходной цилиндрической заготовки, штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение поковки из штампа с использованием выталкивателя и охлаждение [Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. - Изд. 2-е. - М.: Машиностроение, 1976. - С.261-262, 279-280].

Недостаток известных способов заключаются в следующем.

Размеры исходной монолитной заготовки определяются из условия постоянства объема. Однако данное условие неприменимо при использовании пористой порошковой заготовки, так как не обеспечивает производство поковки с требуемой плотностью.

Указанный недостаток не позволяет определять деформационные условия штамповки, гарантирующие получение поковки с заданной плотностью, что не обеспечивают необходимую конструктивную прочность детали, изготавливаемой из такой поковки.

Описание изобретения

Техническая задача данного изобретения - получение цилиндрических поковок с использованием скомпактированных спеченных цилиндрических заготовок из металлических порошков с заданной плотностью.

Технический результат изобретения достигается предварительным определением необходимых парных значений высотной и радиальной относительных деформаций цилиндрической заготовки при штамповке в закрытом штампе осадкой в торец.

На чертеже изображена схема производства поковок, где 1 - исходная заготовка, 2 - штамп, 3 - поковка, 4 - выталкиватель.

Отличительные признаки

Способ отличается от известного тем, что для процесса пластического деформирования композиционных спеченных порошковых материалов в закрытом штампе используется условие сохранения постоянства массы:

Vi·ρi=const,

где Vi - объем заготовки или поковки; ρ i γ i γ м - относительная плотность заготовки или поковки; γ i - плотность заготовки или поковки; γ m - плотность металла, из которого изготовлен порошок.

Способ работает следующим образом.

Нагретую исходную цилиндрическую заготовку 1 штампуют в закрытом штампе 2 осадкой в торец. При этом деформационное условие процесса штамповки определяется по выражению:

( 1 ε ) ( 1 + ε r ) 2 = ρ 0 ρ 1 ,

где ε r = h 0 h 1 h 0 - относительное торцевое обжатие заготовки,

h0, h1 - высота исходной заготовки и поковки соответственно;

ε r = d 1 d 0 d 0 - относительная радиальная деформация заготовки,

d0, d1 диаметр исходной заготовки и поковки соответственно;

ρ0= γ 0 γ m - относительная плотность заготовки,

γ0 - плотность заготовки;

ρ1= γ 1 γ m - относительная плотность поковки,

γ1 - плотность поковки.

Из данного условия определяются размеры получаемой поковки: высота h1=(1-ε)·h0 и диаметр d1=(1+εr)·d.

Затем поковку 3 с использованием выталкивателя 4 извлекают из штампа 2 и охлаждают.

Данный способ производства обеспечивает получение цилиндрических поковок с заданной плотностью, гарантирующей необходимый комплекс физико-механических свойств изготавливаемых из них деталей.

Способ может быть реализован на промышленном агрегате, например гидравлическом прессе, укомплектованном нагревательной печью и закрытым штампом с выталкивателем.

Пример реализации.

Исходные цилиндрические заготовки высотой h0=13,9 мм, диаметром d0=38,1 мм и объемом V 0 = π d 0 2 4 h 0 = 15839,241 м м 3 = 15,839 с м 3 , полученные компактированием и спеканием из медного порошка ПМС-1, имели массу m=117,5 г и плотность γ 0 = m v 0 = 7,4189 г / с м 3 . При известной плотности меди γm=8,96г/см3 относительная плотность заготовки составила ρ 0 = γ 0 γ m = 7,4189 8,96 = 0,828 .

Для получения цилиндрической поковки диаметром d1,=42,5 мм посредством штамповки в закрытом штампе осадкой в торец с заданной относительной плотностью ρ1=0,900 радиальная относительная деформация будет ε r = 42,5 38,1 38,1 = 0,115 . Тогда деформационному условию удовлетворяет значение относительного обжатия ε=0,260:

( 1 0,260 ) ( 1 + 0,115 ) 2 = 0,828 0,900 = 0,92 .

Штамповку с ограничением высотных и диаметральных размеров поковок в закрытом штампе производили на универсальной гидравлической испытательной машине РМ-20 при скорости деформирования 3 мм/с. Получили десять цилиндрических поковок высотой h1=10,3 мм и диаметром d1=42,5 мм. Средняя плотность поковок составила γ1=7,9744г/см3 и ее относительная величина ρ1=0,89 (с отличием от заданной величины на 1,1%).

За счет соблюдения деформационного условия штамповки в закрытом штампе из скомпактированных спеченных цилиндрических заготовок металлических порошков производятся цилиндрические поковки с заданной плотностью, что гарантирует получение из них деталей с необходимым комплексом физико-механических свойств.

Способ производства цилиндрических поковок из скомпактированных спеченных заготовок из металлических порошков, включающий нагрев исходной цилиндрической заготовки, ее штамповку в закрытом штампе осадкой в торец, извлечение полученной поковки из штампа с использованием выталкивателя и охлаждение, отличающийся тем, что штамповку осуществляют с соблюдением следующего соотношения:
,
где - относительное обжатие заготовки, h0, h1 - высота исходной заготовки и поковки соответственно;
- относительная радиальная деформация заготовки, d0, d1 - диаметр исходной заготовки и поковки соответственно;
- относительная плотность заготовки, γ0, γм - плотность заготовки и металла порошка соответственно;
- относительная плотность поковки, γ1 - плотность поковки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изготовления заготовок из композиционных углерод-углеродных материалов и предназначено для изготовления фрикционных элементов тормозных дисков для авиационной техники и наземного транспорта.

Изобретение относится к электроду для поверхностной обработки с получением износостойкой пленки за счет энергии электрического разряда и к способу изготовления упомянутого электрода.
Изобретение относится к средствам управления положением стрелочного перевода железнодорожного, трамвайного пути, в частности к стрелочной гарнитуре. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к жаростойкому компоненту такому, как, например, лопатка турбины или рабочее колесо нагнетателя, подвергающемуся трению о другой компонент в условиях высокой температуры.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изготовления концевых фрез. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям зазоров проточной части турбомашин, длительно работающих в условиях повышенных температур и высокочастотных вибраций.

Изобретение относится к способу изготовления картера статора турбины, в частности, турбины авиационного турбореактивного двигателя. .

Изобретение относится к электроду для электроразрядной обработки поверхности, используемому в устройстве и способе электроразрядной обработки поверхности. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным сплавам на основе железа. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий со сложнопрофильной поверхностью. Исходную заготовку пластически деформируют за две операции.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при изготовлении погружных центробежных насосов (ЭЦН) для добычи нефти из скважин с высоким содержанием минеральных солей и высоким содержанием механических и абразивных примесей в пластовой жидкости.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, точнее к техническим средствам формообразования пластическим деформированием изделий с переменным сечением, например шатуны различных механизмов, наконечники и тяги подвески автомобилей, вилки и крестовины карданных валов, тяги и рычаги узла рулевого управления, рым-болты, молотки, кувалды, гаечные ключи, путем совмещения операций прокатки и штамповки на одной единице оборудования.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при штамповке выдавливанием деталей переменного сечения на гидравлических прессах.

Изобретение относится к цельному элементу конструкции для крепления на валу двигателя внутреннего сгорания, разъемному маховику и способу изготовления элемента конструкции.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении штампованных поковок объемной штамповкой. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей объемной штамповке поковок. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к горячей штамповке полых изделий с периодическим сечением наружной боковой поверхности. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении полых стальных деталей с наружным кольцевым элементом. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к изготовлению сектора газотурбинного двигателя. Способ изготовления сектора колеса газотурбинного двигателя (11), содержащего лопатки (9), установленные в полках (7, 8) лопаток включает изготовление лопаток (9) отдельно от полок (7, 8) лопаток; приготовление смеси металлического порошка с термопластическим связующим материалом; впрыскивание смеси в литейную форму для получения заготовок полок (7, 8) лопаток; удаление связующего материала из заготовок полок (7, 8) лопаток; соединение лопаток (9) с заготовками полок (7, 8) лопаток путем установки лопаток (9) между внутренней (8) и внешней (7) полками лопаток. Концы лопаток (9) устанавливают в ложементы, выполненные в полках (7, 8) лопаток; спекание с получением сектора колеса газотурбинного двигателя (11) соединенного сектора (11). Обеспечивается качественное соединение лопаток с полками лопаток колеса газотурбинного двигателя. 3 ил.
Наверх