Контейнер для прессования заготовок из порошка

 

749570

Союз Соеетскик

Социапнстическиа

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-с ф Ф г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.04.78 (21) 2601680/22-02 (51) М. Кл.

В 22 С 3/18 с присоединением заявки Лв

Гооударстввнный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80, Бюллетень М27 по делам изобретений н открытий (53) УЛК 621. .762.047, (088.8) Дата опубликования описания 28.07.80

И. Н. Потапов, 5. А. Романцев, В. А. Попов, A. В. Гончарук и Н. М. Вавилкин (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) КОНТЕЙНЕР ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ИЗ ПОРОШКА

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к контейнерам для уплотнения заготовок из порошка, и может быть использовано при производстве проката из металлического порошка в станах поперечновинтовой и продольной прокатки..

Известен контейнер для прессования заготовок из композиционных материалов с помещенными внутри него чередующи10 мися между собой проволоками из вольфрама и нержавеющей стали или порошкового материала )1).

Недостатком данного контейнера яв- ляется непригодность его для деформирования в станах поперечно-винтовой или продольной прокатки, так как при этом во время деформирования вслед ствие значительных осевых усилий наполнитель выдавливается из контейнера.

Кроме того процесс прессования малопроизводителен и не обеспечивает достаточно хорошей проработки структуры материала. В результате неравномерного

2 течения в композиционном материале могут появляться внутренние дефекты: трещины, расслоения, поры.

Решением, наиболее близким предложенному по технической сущности и достигаемому аффекту, является контейнер для уплотнения заготовок из порошка, включающий корпус в виде стакана и крышку 12).

После вакуумирования контейнер с заготовкой подвергают прессованию в пруток со степенью деформапии 65-85%.

Однако механическая прочность полученных прутков невелика, пластические свойства понижены. Процесс прессования малопроизводителен, скорость прессования до 0,5 мlс. При деформировании такого контейнера в стане винтовой прокатки с целью увеличения производительности не удается достигуть положительного результата, так как уже при обжатии по диаметру 10% приваренная к контейнеру крышка отрывается ы порошок высыпается из контейнера. Однако

3 7495 для получения йрутка хорошего качества необходимо деформировать порошок с обжатием 60-909о.

Целью изобретения является улучшение качества прокатанных заготовок и повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что контейнер снабжен шайбой, установленной в корпусе перед крышкой, торцовые поверхности крышки выполнены в виде усеченного конуса с углом образующей 10-30О, причем крышка установлена . в корпусе наглубину 0,1-0,3 его высоты и большим своим основанием обращена к шайбе при этом корпус контейнера выпол1

15 нен с толщиной стенки по длине от его торца до внутреннего торца крышки большей толщины остальной части стенок корпуса на величину 0,5-1,0 внутреннего диаметра корпуса; контейнер выполнен с внутрещ им и наружным профилем в виде многогранника.

Сущность изобретения поясняется чертежом ° Контейнер для уплотнения заготовок из порошка состоит из выполненного в виде стакана корпуса 1 высотой Н, закрытого крышкой 2, и шайбы З„установленной в корпусе перед крышко@. Торцовые поверхности крышки 2 выполнены в виде усеченного конуса с углом образующей 10-30, при этом крышка установлена в корпусе на глубину 0,1-0,3 его высоты и обращена х шайбе большим своим основанием.

Угол образующей должен составлять

10-30о, поскольку лишь в этом случае он будет превышать значения угла трения и процесс прокатки станет возможен (коэффициент трения скольжения пар материалов, которые могут быть использованы при изготовлении контейнера, находится в интервале 0,2-0,6).

При установке крышки на глубину меньшую 0,1 высоты Н процесс прохатки идет нестабильно, имеет место вытал- 5 кивание крышки; установка крышки на глубину, большую 0,3 Н, целесообразна из-занерационального использования рабочего объема контейнера в этом случае.

Поскольку при прокатке труднодеформируемых порошковых материалов при больших обжатиях до 70-90% осевые усилия на крышку значительно возрастают и могут привести к выдавливанию ее из контейнера, необходимо, чтобы большее количество металла препятствовало вьщавливанию крышки. С атой целью корпус выполнен с толщиной стенки по длине от его

70 4. торца до внутреннего торца крышки большей, чем тощпина остальной части стенок на величину 0,5- 1,0 внутреннего диаметра корпуса . Тахим образом высота отхрытого конца контейнера Н равняется:

Н1= Н + (0,5-1,0) h.

Увеличение толщины стенки менее, чем на 0,5 внутреннего диаметра корпуса, не обеспечивает требуемой надежности протекания процесса, крышка частично выдавливается и ослабляется противодавление на порошок, что приводит к недостаточному уплотнению порошка.

Увеличение толщины стенки более, чем на величину внутреннего диаметра корпуса нецелесообразно, так как при этом металл заполняет всю внутреннюю полость контейнера и при дальнейшем увеличении диаметра идет на удлинение, т.е. в вытяжку.

В целях лучшей проработки материала по всему сечению как .внутренней, так и наружный профиль контейнера может иметь форму многогранника или какойлибо другой фигуры, при этом целесообразно утолщенную часть выполнять в форме круга для обеспечения захвата и равномерного воздействия на крышку.

Процесс прокатки происходит следующим образом: порошок помещают в полость корпуса, вахуумируют, заваривают крышку, . нагревают и задают в рабочие валки стана поперечно-винтовой прокатки открытым концом. При этом происходит редуцирование внутреннего отверстия и крышка 2 удерживается металлом от перемещения по ходу прокатки. В момент входа сечения заготовки, где расположена крышка, в контакт .с валками со стороны стенок контейнера на крышку будет действовать усилие редуцирования, и так как образующая крышка выполнена под углом к ее оси, большим угла трения, на крышку будет действовать осевое усилие, направленное против хода прокатки и создающее противодавление на порошок. Кроме того при деформации самой крышки она будет удлиняться и воздействовать на шайбу 3, создавая дополнительный эффект противодавления.

Пример. При прокатке в контейнере в качестве наполнителя используется порошок из быстродействующей стали Р6М8 и Мо. Прокатывают по 10 заготовок с каждым наполнителем. В случае использования в качестве наполнителя P6NG открытый конец контейнера изготавливают с диаметром, 5 7495 большим диаметра остальной его части на величину 0,7 внутреннего диаметра контейнера. Заготовки прокатывают в двухвалковом стане винтовой, прокатки с дисками с обжатием 52% на углах по5 дачи 20 . Скорость прокатки составляет

1,5 м/с. Процесс проходит стабильно, крышка надежно запирается металлом и оказывает эффект противодавления.

Плотность прутка после деформации составляет 99% от теоретической плотности, что превышает плотность прутков, полученных в известном контейнере. Микроструктура прокатаных заготовок имеет на 12-15% меньше пор, чем заготовок, полученных в известном контейнере.

Проводится опытная прокатка заготовок в цилиндрическом контейнере с квадратным внутренним отверстием. Использование такого контейнера позволяет повысить степень уплотнения материала на

0,5-0,6%. Еще более эффективной с точки зрения уплотнения прокатка контейнера прямоугольной формы с соотношением сторон 1: 1, 1. Внутренее отверстие квадратной формы. Уплотнение повышается на 0,9% по сравнению с использованием контейнера цилиндрической формы.

Таким образом использование предложенного контейнера позволяет применять при обработке высокопроизводительные методы прокатки и существенно повысить производительность процесса . За счет применения больших обжатий 50-90% за проход повышается плотность струк35 туры иэделия по сравнению с порошком, 70 6 прокатываемъп. в известном контейнере за 7-10 проходов.

Формула изобретения

1. Контейнер для уплотнения заготовок из порошка, включающий корпус в виде стакана и крышку, о т л и ч а ющ и и сятем,,что,,с целью улучшения качества прокатных заготовок и повышения производительности процесса, он снабжен шайбой, установленной в корпусе перед крышкой, торцовые поверхности крышки выполнены в виде усеченного конуса с углом образующей 10-30, причем крышка установ.".ена в корпусе на глубину 0,1-0,3 его высоты и большим своим основанием обращена к шайбе.

2. Контейнер по п. 1, о т л и ч а юшийся reM, что корпус выполнен с толщиной стенки по длине or его торца до внутреннего торца крышки большей толщины остальной части стенок корпуса на веллчину 0,5-1,0 внутреннего диаметра корпуса.

3. Контейнер по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что контейнер выполнен в виде многогранника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корнеев Н. И. и др. Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. М., " Металлургия", 1975, с.257.

2. Корнеев Н. И. и др. Обработка давлением тугоплавких металлов и сплавов. М., "Металлургия, 1975, с. 263.

БНИИПИ Заказ 4515/7 Тираж 889 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4