Способ изготовления комбинированныхизделий из порошка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150179 (21) 2712680/22-02

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)808203 (51)М. Кл 3

В 22 F 7/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР но делам изобретеннй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02,81. Бюллетень ¹ 8 (53) УДК 621.762.4. . 04:621.762. 5 (088.8) Датаопубликованияописания 07.03 81

I ! !

1 ф1 аявитель

Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ KONBHHHPOBAHHblX ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОРОШКА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления комбинированных изделий, имеющих основание и выступы в направлении прессования из различных по составу порошков °

Известен способ получения изделий с выступами, заключающийся в засыпке порошка в пресс-форму и прессовании составными пуансонами при обеспечении независимого движения каждого из пуансонов. Для достижения равенства плотностей по изделию в этом способе необходимо соблюдение равенства коэффициентов (факторов) 15 обжатия (отношений высоты засыпок к высоте детали) во всех вертикальных сечениях изделия (13.

Однако этот способ не позволяет получать иэделия с основанием и:вы-. 20 ступами, входящими в тело основания, выполненными из разных порошков, так как соответствующее разделение порошков в объеме пресс-формы не может быть осуществлено даже постадийной засыпкой °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, изготовления комбинированных изделий, включающий загрузку в l0 пресс-форму порошка одного состава, формирование иэ него одной части иэделия путем подпрессовки, последующую загрузку порошка другого состава и окончательное совместное прессование частей f2).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает получение цельноспрессованных изделий с прочным соединением частей, так как при выпрессовке иэделий из матрицы пресс-формы происходит обламывание выступов, связанное с тем, что граница контакта частей проходит по линии геометрического раздела, являющейся ослабленным сечением вследствие концентрации напряжений., Цепь изобретения — обеспечение прочного соединения частей изделия за счет смещения границы контакта между частями от геометрической линии раздела.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе, включающем загрузку в пресс-форму порошка, формирование из него одной части изделия путем подпрессовки, последующую загрузку порошка другого состава и окончательное совместное прессование частей, подпрессовку осуществляют до состо808203 яния формуемости порошка и затем производят выдвигание подпрессованной части из формующей полости пресс-форMbl e

Окончательное прессование проводят при независимом перемещении пуансонов на величину, определяемую из соотношения 3 (k 1) 1 (kp в) где ks — промежуточное значение коI. эффициента обжатия порошка одной час" ти изделия - выступов

Кв= »;

0СР— коэффициент обжатия порошка другой части изделия -основания (отношение конечной плотности к насыпной); 6» — коНечная плотность подпрессованной части изделия — выступов;

Ъ > — плотность формуемости порошка (минимальная плотность, при которой материал сохраняет форму после извлечения из пресс-Формы) подпрессованной части изделия — выступов;

h — высота подпрессованной части изделий — выступов-„

h — глубина захода осйований подпрессованной части в другую часть — основание — изделия.

Кроме того, выдвигание подпрессованной части изделия производят на величину

"в.

На фиг. 1 изображена засыпка порошка выступов и подпрессовка; на фиг. 2 — засыпка порошка основания; на фиг. 3 — окончательное прессование изделия. .Устройство для осуществления способа состоит из матрицы 1, в которую входят верхне пуансон 2 и нижний пуансон, составные части 3 и 4 которого имеют возможность независимого относительного перемещения.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят засыпку порошка в полости, формующие выступы, замыкание их верхним пуансоном 2 и подпрессовку частями 3 нижнего пуансона до состдяния формуемости (фиг. 1). Затем по4арессованные выступы выдвигают из пресс-формы и засыпают материал основания (Фиг. 2), после чего производят. совместное прессование изделия при относительном перемещении составных частей 3 и 4 нижнего пуансона.

Кроме того, для обеспечения равномерной плотности по основанию изделия относительное перемещение сос- тавных частей пуансонов должно иметь фиксированную величину, определяемую свойствами порошков.

Перемещение элементов 4 пуансона, формирующих впадины изделия, по отношению к верхнему пуансону 2 (фиг.3) определяют по формуле

А1:= (11 + h>) (1 0 — 1) а перемещение элемейтов 3, формирующих выступы, из выражения

1 (0 ) (23,) (k . Относительное перемещенйе элементов пуансона определяют так — — (1 в 1) "х(1 0 ke,) °

Соблюдение этого соотношейия обеспечивает равную плотность по основанию изделия.

Кроме того, для обеспечения заданной величины вхождения выстУпов в

15 основание изделия их выдвигание должно быть произведено на величину

1 а

П р и и е р. Изготавливают сердечники торцовых электродвигателей, 20 имеющие форму колец 9 130 х 100 х 12 мм с 24 выступами (зубцами) высотой

24 мм. Материал сердечников — магнитодиэлектрик (спрессованный железный порошок, частицы которого покрыты

25 изолирующим. слоем). Для улучшения магнитныХ свойств сердечника его кольцевую часть (ярмо) изготавливают из порошка с вытянутой (чешуйчатой) формой частиц, а зубцы — из обычного порошка железа.

Прессование выполняют следующим образом.

Производят засыпку зубцов обычным порошком, подпрессовуют зубцы до состояния формуемости, выдвигают их

3S из формующих полостей, производят засыпку основания чешуйчатым порошком и выполняют окончательное сов местное прессование-изделия при относительном перемещении составных

40 частей, пуансона, формирующих зубцы и впадины.

Конечное усилие прессования

8 т/см . Для этого усилия плотность ,чешуек (материала основания) 7,1 г/см

4 а материала выступов б,8 г/ñì3. Плотность формуемости материала выступов

4,8 г/смЗ, насыпная плотность материала основания 3,5 г/см . По этим данным определяют К0 и Ке

$0 К= — — = 2 03

7 1

0 3,5

КэЩ = 1,42.

Глубину захода выступов в основание приняли равной 4 мм. При этом уh) =8ммю hg = 4мм; ЬЗ 24мм

Величина, на которую выдвигали подпрессованные зубцы

h = 4 х 1,42 = 5,7 мм.

При совместном прессовании обеспечивают относительное перемещение 0 частей пуансона, формующих впадины и выступы, определенное следующим образом

4 = 24 (1,42-1) — 4 (2-1,42)

24хО,42 — 4х0,58 = 10,1 — 2,3

65 = 7,8 мм.

808203

К Е

Т

fthm

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А.

Порошковая металлургия. М.,"Металлургия,",1972, с. 223.

60 2. Радомысельский И.Д. и др. Прессформы для порошковой металлургии.

Киев,"Техника, 1970, с. 15.

После термообработки прочность соединения зубцов с ярмом в полученных сердечниках соответствует прочности литого металла. Сердечники имеют равномерную плотность по основанию, глубина захода оснований зубцов в ярмо равняется заданной.

Попытка изготовления. таких сер- . дечников засыпкой порошка в полости, формирующие зубцы, последующей засыпкой чешуйчатого материала ярма и совместным прессованием не увенчалась успехом. Зубцы отламывались при выпрессовке изделия из матрицы, так как граница контакта материалов из разных порошков обладает ослабленными механическими свойствами.

Сочетание этого с тем фактором, что линия раздела-основание-выступы, является опасным сечение вследствие концентрации напряжений в этом месте, приводит к очень слабому механическому соединению выступов с основанием.

Увеличение прочности соединения выступов с основанием достигается увеличением площади контакта материалов выступов и основания, т. е. смещения границы контакта от линии раздела основание-выступы путем изготовления изделий с выступами, входящими в основание.

Использование предлагаемого способа обеспечивает воэможность изготовления изделий из металлических порошков, имеющих выступы со свойствами, отличающимися от свойств основания при прочном металлургическом соединении их между собой. Такие изделия могут быть необходимыми, например, в качестве режущего инструмента с рабочими частями, изготовленными из другого материала, изготовлении сердечников электрических ма- . шин, например торцовых, с зубцами " обладающими отличными от ярма магнитными свойствами, либо при совмест-. ном прессовании сердечников с элементами обмоток.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать указанные иэделия на существующем серийном оборудовании и избавиться от дополнительной сборки выступов с основаниями при изготовлении их раздельно. Возможность изготовления зон выступов и основания из разных материалов позволяет при высокой себестоимости материала, необходимого для обеспечения специальных свойств той или иной зоны, ликвидировать непроизводительные, sa. траты последнего.

Формула изобретения

1. Способ изготовления комбинированных изделий из порошка, преимущественно изделий с выступами в направлении прессования, включающий загрузку в пресс-форму порошка, формирование иэ него одной части иэделия путем подпрессовки, последующую за1 грузку другого порошка и окончатель- ное совместное прессование частей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения прочного соединения частей изделия за счет смещения границы контакта между частями от геометрической линии раздела, подпрессовку осуществляют до состояния формуемости порошка и затем производят выдвигание подпрессованной части из формучощей полости пресс э формы.

2 ° Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что окончательнЬе прессование проводят при независимом перемещении пуансонов на величину, 20 определяемую из соотношения

4 = h3 (kg» 1) h (k() kg) где kg — промежуточное значение коэффициента обжатия порошка одной части изделия- .

k - коэффициент обжатия порош30 ка другой части иэделияоснования (отношение конечной плотности к насыпной); < — конечная плотность подпрессованной части изделиявыступов; Дю - плотность формуемости порошка (минимальная плотность, при которой мате40 . риал сохраняет форму после извлечения иэ прессформы) подпрессованной части изделия-выступов; — высота подпрессованиой ча3 сти иэделий-выступов;

h - глубина захода оснований и подпрессованной части в другую часть — основание--изделия.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю щ m и с я тем, что выдвигание подпрессованной части иэделия производят на величину

hZ=h,-ав, I

808203 риие 8 (Риа 1 це. 3

Составитель Л.Гамаюнова

Редактор Ю.Ковач Техред Н.Келумак

Корректор В.Бутяга

Закаэ 10977/10 Тираж Зб9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППН Патент, г. Ужгород . Ул. Проектная,