Способ прессования порошковой композиции в деформируемой электропроводящей оболочке (варианты)



Способ прессования порошковой композиции в деформируемой электропроводящей оболочке (варианты)
Способ прессования порошковой композиции в деформируемой электропроводящей оболочке (варианты)
Способ прессования порошковой композиции в деформируемой электропроводящей оболочке (варианты)
B22F2003/208 - Порошковая металлургия; производство изделий из металлических порошков; изготовление металлических порошков (способы или устройства для гранулирования материалов вообще B01J 2/00; производство керамических масс уплотнением или спеканием C04B, например C04B 35/64; получение металлов C22; восстановление или разложение металлических составов вообще C22B; получение сплавов порошковой металлургией C22C; электролитическое получение металлических порошков C25C 5/00)

Владельцы патента RU 2651094:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" (RU)

Изобретение относится к прессованию изделия из порошковой композиции. Загружают порошковую композицию в электропроводящую трубчатую оболочку, обжимают её и снимают оболочку с изделия. Перед загрузкой порошковой композиции в трубчатую оболочку с одной из ее сторон устанавливают заглушку, после загрузки порошковой композиции устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима. Согласно способу по варианту 1 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят энергией импульсного магнитного поля и одновременно с помощью волочения. Согласно способу по варианту 2 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально импульсным магнитным полем, а затем путем волочения. Согласно способу по варианту 3 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально путем волочения, а затем импульсным магнитным полем. Скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения с обеспечением перекрывания зон деформирования. Обеспечивается повышение эффективности прессования порошковых композиций путем обеспечения продольно-радиального деформирования. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий магнитно-импульсным прессованием порошка.

Технический прогресс современного машиностроения требует разработки и использования новых материалов, из которых изготавливаются ответственные изделия специального назначения. Например, таким материалом является композиционный материал «алюминий-бор». После эксплуатации изделий из таких материалов стоит задача их утилизации.

Одно из решений такой задачи - в дроблении фрагментов изделий, дальнейшее их измельчение до порошков с размерами частиц до 100 нм, их прессование, спекание до получения изделий нового применения. Так, предполагается применение порошковой композиции «А1- В» для получения, например, шлифовального инструмента, элементов радиационной защиты и других целей. Основным технологическим процессом в описываемой технологической цепочке получения новых изделий является процесс прессования порошка.

Известен способ прессования порошковой композиции с помощью устройства для магнитно-импульсного прессования порошка (авт. свидетельство на изобретение №464384, МПК B22F 3/087, опубл. 25.03.1975), по которому на индуктор устанавливают скобу, внутрь индуктора помещают электро- и теплоизоляционную трубку, например из кварцевого стекла. При помощи заглушек порошок уплотняют в оболочке так, чтобы заглушки вошли внутрь оболочки. Затем заглушку устанавливают в отверстие скобы, а заглушку - в отверстие замыкающей втулки. Втулка и второе отверстие скобы снабжены резьбой, которая фиксирует оболочку с порошком внутри индуктора. После этого через индуктор разряжают батарею конденсаторов. Импульсный разряд сжимает оболочку в радиальном направлении и уплотняет порошок.

Недостатком этого способа является недостаточное качество уплотнения.

Известен также способ магнитно-импульсного прессования изделий из порошковых материалов (авт. свидетельство на изобретение №425734, МПК B22F 3/02, опубл. 30.04.1974), включающий загрузку порошка в электропроводящую оболочку, обжатие его энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, при этом перед загрузкой на поверхность оболочки наносят промежуточный слой из легкоплавкого материала и обжатие порошка осуществляют при передаче давления через расплав материала этого слоя.

Недостатком описанного способа, принятого за прототип изобретения, являются существенные энергетические затраты.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности прессования порошковых композиций путем обеспечения продольно-радиального деформирования.

Поставленная задача решается за счет того, что согласно способу прессования порошковой композиции, включающему загрузку порошковой композиции в электропроводящую оболочку, обжатие его энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, перед загрузкой порошковой композиции в оболочку, с одной из ее сторон устанавливают заглушку, затем, после того как композиция загружена, устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, после чего производят обжатие оболочки с порошковой композицией не только энергией импульсного магнитного поля, но и с помощью статического нагружения, производя операцию волочения.

Поставленная задача решается и за счет того, что согласно способу прессования порошковой композиции, включающему загрузку порошковой композиции в электропроводящую оболочку, обжатие его энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, перед загрузкой порошковой композиции в оболочку, с одной из ее сторон устанавливают заглушку, затем, после того как композиция загружена, устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, после чего производят обжатие оболочки с порошковой композицией первоначально импульсным магнитным полем, а затем операцией волочения, причем скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения таким образом, чтобы зоны деформирования перекрывались.

Поставленная задача решается и за счет того, что согласно способу прессования порошковой композиции, включающему загрузку порошковой композиции в электропроводящую оболочку, обжатие его энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, перед загрузкой порошковой композиции в оболочку, с одной из ее сторон устанавливают заглушку, затем, после того как композиция загружена, устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, после чего производят обжатие оболочки с порошковой композицией первоначально операцией волочения, а затем импульсным магнитным полем, причем скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения таким образом, чтобы зоны деформирования перекрывались.

Работа устройства для реализации способа изображена на следующих чертежах:

на фиг. 1 изображена гибридная схема прессования порошков, где индуктор установлен до волока;

на фиг. 2 изображена гибридная схема прессования порошков, где индуктор установлен после волока;

на фиг. 3 изображена гибридная схема прессования порошков, где индуктор установлен внутри волока.

Устройство содержит переднюю заглушку 1, установленную в электропроводящей оболочке 2, волок 3, порошковую композицию 4, индуктор 5, подключенный к магнитно-импульсной установке, и заднюю заглушку (на чертежах не показана).

Реализацию способа прессования порошковой композиции в деформируемой электропроводящей оболочке осуществляют в изобретении следующим образом.

Предлагается гибридная технология, сочетающая статическое и магнитно-импульсное нагружения. Суть предложения в совмещении операций волочения тонкостенной трубы, заполненной порошком, (статическое нагружение) и одновременно магнитно-импульсном радиальном ее обжатии (динамическое нагружение). При этом возможны следующие варианты осуществления последовательности этих операций:

- магнитно-импульсный обжим - волочение (фиг. 1);

- волочение-магнитно-импульсный обжим (фиг. 2);

- одновременно волочение и обжим (фиг. 3).

Реализация таких схем определяется местом размещения индуктора 5 (впереди, позади волоки 3 или его встраиванием непосредственно в волоку 3). Индукторы 5 соединены с магнитно-импульсной установкой. Варьирование места расположения индуктора 5 дает возможность изменять очаг деформации, напряженно-деформированное состояние материала оболочки 2 и порошка 4 в нем, механизм уплотнения.

Скважность магнитно-импульсного воздействия должна быть увязана со скоростью волочения таким образом, чтобы зоны деформирования перекрывались. Это особенно важно для технологических схем в первых двух вариациях.

Согласно способу в оболочку 2 устанавливают переднюю заглушку 1 путем магнитно-импульсного обжима, затем засыпают порошковую композицию 4, после чего устанавливают заднюю заглушку и начинают процесс обжима образца с помощью индуктора 5 и волока 3.

Пример реализации способа.

В качестве оболочки выбрана медная (МО) трубка диаметром 18 мм с толщиной стенки 1,9 мм и рабочей длиной мм. С одной из сторон трубы закреплялась заглушка, выполняющая одновременно роль закованного перед волочением конца трубы. Засыпается порошковая композиция «А1-В» и устанавливается заглушка с другой стороны трубки. Сборка трубки с заглушками осуществлялась с помощью магнитно-импульсного обжима при значении энергии разряда W=2,6 кДж. Используемые в эксперименте стальные волоки имели диаметры 16 и 17 мм. Процесс волочения осуществлялся на гидравлической испытательной машине. Магнитно-импульсный обжим реализовывался на магнитно-импульсной установке с основным параметрами: Су=253,3 мкФ; Ly=110 мГн; f0=30 кГц. Спекание образцов осуществлялось при Т=600°С и выдержке 60 минут после выхода печи на заданный режим. Металлографические исследования осуществлялись на электронном микроскопе. В процессе волочения порошковая композиция измельчается до 50-20 нм. Причем плотность по сечению неравномерна. Большая плотность порошка наблюдалась с наружной поверхности, то есть со стороны воздействия на порошок металлической оборочки. Установлено, что оба нагружения вносят свою долю в уплотнение порошка. Предположительно меняется механизм уплотнения при продольном и радиальном деформировании. Плотность порошка после гибридной обработки составляет 91-93%.

1. Способ прессования изделия из порошковой композиции, включающий загрузку порошковой композиции в электропроводящую трубчатую оболочку, обжатие её энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, отличающийся тем, что перед загрузкой порошковой композиции в трубчатую оболочку с одной из ее сторон устанавливают заглушку, после загрузки порошковой композиции устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, при этом обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят энергией импульсного магнитного поля и одновременно с помощью статического нагружения в виде волочения, причем скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения с обеспечением перекрывания зон деформирования.

2. Способ прессования изделия из порошковой композиции, включающий загрузку порошковой композиции в электропроводящую трубчатую оболочку, обжатие её энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, отличающийся тем, что перед загрузкой порошковой композиции в трубчатую оболочку с одной из ее сторон устанавливают заглушку, после загрузки порошковой композиции устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, при этом обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально импульсным магнитным полем, а затем путем волочения, причем скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения с обеспечением перекрывания зон деформирования.

3. Способ прессования изделия из порошковой композиции, включающий загрузку порошковой композиции в электропроводящую трубчатую оболочку, обжатие её энергией импульсного магнитного поля и снятие оболочки с изделия, отличающийся тем, что перед загрузкой порошковой композиции в трубчатую оболочку с одной из ее сторон устанавливают заглушку, после загрузки порошковой композиции устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима, при этом обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально путем волочения, а затем импульсным магнитным полем, причем скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения с обеспечением перекрывания зон деформирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению контактных вставок токоприемников троллейбусов. Порошковые композиции на основе углерода из контейнера пресса выдавливают через мундштук с получением полуфабриката в виде двух обращенных друг к другу своими подошвами и разделенных рассекателем заготовок вставок с противолежащими профильными рабочими поверхностями.

Изобретение относится к получению дисперсно-упрочненного композиционного материала методом, сочетающим горение в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) c последующим высокотемпературным пластическим деформированием продуктов синтеза, и может быть использовано для получения электродов для электроискрового легирования и электродуговой наплавки.

Изобретение относится к изготовлению редкоземельного магнита. На первом этапе получают прессованную порошковую деталь из порошка, включающего в себя основную фазу RE-Fe-B, где RE является по меньшей мере одним из элементов Nd и Pr, и фазу межзеренной границы вокруг основной фазы в виде сплава RE-X, где X является металлом.
Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе никеля включает перемешивание порошков для приготовления матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.
Настоящее изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения композиционного материала на основе железа включает перемешивание порошков для матрицы материала и дисперсного порошка оксида металла, механическое легирование полученной смеси, компактирование и прокатку полученного сплава.

Изобретение относится к прессам, в частности к пресс-инструменту для прессования порошковых пиротехнических материалов. Пресс-инструмент для проходного прессования содержит примыкающую к объемному дозатору, расположенному под окном загрузочного бункера с пиротехническим составом и соосную пуансону, матрицу.

Изобретение относится к литейному и металлургическому производству, в частности к получению модификатора для алюминиевых сплавов. Способ включает смешивание порошка носителя с ультрадисперсным модифицирующим порошком в планетарной мельнице и прессование полученной композиции.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов с металлической матрицей из алюминия или его сплавов, армированных керамическим наполнителем из нитридов или карбидов бора и вольфрамом.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению контактных вставок токоприемников троллейбусов. Порошковую композицию на основе углерода выдавливают из контейнера пресса через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности вставки и последующим делением полученного полуфабриката на отдельные заготовки.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию литейных алюминиево-кремниевых сплавов доэвтектического состава. .

Изобретение относится к электроимпульсной консолидации порошков твердых сплавов. Проводят спекание изделий из порошков твердых сплавов группы WC-Co путем электроимпульсного прессования при давлении 50-500 МПа, плотности импульса тока 50-500 кА/см2 и длительности импульса тока не более 10-3с с последующим охлаждением.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ спекания изделий из порошков твердых сплавов группы WC-Co включает электроимпульсное прессование при давлении 50-500 МПа, плотности импульса тока 50-500 кА/см2 и длительности импульса тока не более 10-3 с.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Заготовки из порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде, получают путем горячего прессования порошка с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в течение 2,9…3,1 минут при температуре 895…905°С.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при послойном нанесении материала по аддитивной технологии. Проводят предварительное механическое легирование исходной порошковой смеси из порошков титана и элементов, способных образовывать с ним твердые растворы замещения, в инертной среде в мельнице с дозой энергии от 5 до 15 кДж/г, достаточной для образования гранул из указанного твердого раствора замещения.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Металлический порошок засыпают в матрицу.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам электроимпульсного прессования порошка, и служит для изготовления плотных изделий из электропроводных порошков или частиц.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению ферритов. Может использоваться в электронной и радио промышленностях.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии получения объемных ультрадисперсных и наноматериалов путем электроимпульсной консолидации порошков.

Изобретение относится к способу получения железоуглеродных наночастиц, характеризующемуся тем, что гранулы железа обрабатывают импульсными электрическими разрядами в реакторе в дисперсионной среде октана или декана.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии изготовления цельнопрессованных втулок подшипников скольжения. .

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в узлах трения без дополнительной смазки и при высоких температурах. Способ изготовления гибкой ленты тонколистового антифрикционного материала для узла трения без дополнительной смазки включает проведение укладки металлической сетки в виде гибкой металлической ленты в пресс-форму по фторопластовой прокладке, размещение в каждой ячейке металлической сетки по стальному шарику, нанесение слоя фторопласта-4 по поверхности уложенных шариков и разравнивание его.

Изобретение относится к прессованию изделия из порошковой композиции. Загружают порошковую композицию в электропроводящую трубчатую оболочку, обжимают её и снимают оболочку с изделия. Перед загрузкой порошковой композиции в трубчатую оболочку с одной из ее сторон устанавливают заглушку, после загрузки порошковой композиции устанавливают заглушку с другой стороны с помощью магнитно-импульсного обжима. Согласно способу по варианту 1 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят энергией импульсного магнитного поля и одновременно с помощью волочения. Согласно способу по варианту 2 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально импульсным магнитным полем, а затем путем волочения. Согласно способу по варианту 3 обжатие трубчатой оболочки с порошковой композицией производят первоначально путем волочения, а затем импульсным магнитным полем. Скважность магнитно-импульсного воздействия увязывают со скоростью волочения с обеспечением перекрывания зон деформирования. Обеспечивается повышение эффективности прессования порошковых композиций путем обеспечения продольно-радиального деформирования. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх