Способ изготовления изделий сложной формы из металлического порошка
А, В. Хабаров, Г. М. Волкогон, B. П.
Е. П. Добряков, Ю. Я. Рябчиков и М.
{72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
СЛОЖНОЙ ФОРМЫ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА.1
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам и:-ь- . готовления изделий путем горячего динамического прессования.
Известен способ изготовления спечен5 ных изделий, включаюший формование заготовки, ее нагрев, помешение заготовки в матрицу и динамическое горячее прессование j1 ) .
Недостатки способа — неравномерное распределение остаточной пористости и возникновение трещин в получаемых иэделиях.
Наиболее близким х предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является способ изготовления изделий из металлических порошков, включаюший холодное прессование заготовки, спекание, нагрев и уплотнение динамичес- ур ким горячим прессованием путем осадки заготовки в закрытой полости штампа(2 )., Недостатки известного способа заключаются в разноплотности получаемых иэделий и склонности их к трешинообразованию, что объясняется различием в трении между частицами порошка и поверхностью деформирующего инструмента, а также в необходимости использования больших усилий для динамического горячего прессования при изготовлении изделий сложной формы.
Йель изобретения - повышение качеств ва изделий и снижение усилия прессования.
Для достижения поставленной цели способом изготовления изделий сложной формы из металлического порошка, включаю шим холоднс е прессование заготовки, спекание, нагрев и уплотнение динамическим горячим прессованием путем осадки в осевом направлении заготовок в закрытой полости штампа, перед осадкой производят предварительное уплотнение заготовки в радиальном направлении; уплотнение заготовки в радиальном направлении производят в цилиндрической или конической ма1 рице.
3 97711
П редварительное уплотнение заготовки в радиальном направлении позволяет получать плотную заготовку, так как процесс динамического горячего прессования является оптимальным, когда в нем реализует-5 ся схема закрытой осадки в условиях все стороннего равномерного сжатия и не происходит перемещения объемов в радиальном направлении.
Уплотнение заготовки путем обжатия 10 ее в цилиндрической матрице рекомендуется при незначительных перепадах объемов, ограниченных несколькими ступенчатыми поверхностями.
В случае больших перепадов по объемам необходимо осуществлять обжатие в конической матрице, что позволяет производить дифференццрованное изменение плотности каждого элементарного объема получаемой заготовки.
На фиг. 1 показана заготовка после холодного прессования и спекания; на фиг. 2 — то же, после обжатия в цилиндрической матрице; на фиг. 3 — то же, после. обжатия в конической матрице; на 25 фиг. 4 - изделие, полученное динамическим горячим прессованием осадкой в закрытой полости штампа.
Стрелками показано направление уплотнения.
Пример. Готовят деталь сложной формы, к которой предъявляется жесткое требование по механическим свойствам (6 = 40 - 45 кг/мм ), наружный диа 2 метр D указанной детали составляет
118 мм, высота Н„43 мм.
В качестве материала при изготовлении используют железный порошок марки
ПЖ4М с добавкой,стеарата цинка, прессование заготовки (фиг. 1) осуществляют 40 на гидравлическом прессе усилием 630 тс при удельном давлении 4-4,5 тс/см, 2 после чего полученную заготовку спекают в печи типа СЮЗХ-4.57.2/12-И1.
После спекания заготовку подвергают
45 обжатию в штампе с цилиндрической мат рицей, установленной на прессе усилием
1000 тс с обжатием Е = 14,5%, обжатие
22 02 определяют из соотношения E = .— н
Д2 50 х (00 /о .
В процессе экспериментальной обработки установлены оптимальные пределы обжатия в цилиндрической матрице, которые составляют 10 - 17%. 55
Пределы обжатия для конической матрицы составляют 5- 12%. В этом случае
1 4 обжа ие определяют из соотношения:
П )2
E = — аан аа а
Z)Q а где 2 - наружный диаметр заготовки после холодного прессования;
91 — наружный диаметр заготовки пос ле обжатия в цилиндрической мат рице;
Ц - средний наружный диаметр после обжатия в конической матрице. После обжатия заготовку нагревают в печи типа ВК)Э 04.017 до 1130-1150С подвергают динамическому горячему прессованию в штампе, установленном на прес» се. усилием 1000 тс, и механической обработке в соответствии с чертежами.
Изделия, полученные по описанному способу, имеют s = 50 — 52 кг/см и
Я плотность 7,7 - 7,8 г/см, т. е. максиз мально близки к свойствам заготовок, выполненным из компактного металла.
Кроме того, усилия при динамическом горячем прессовании по предлагаемому способу уменьшаются на 30%, вследствие чего удельные нагрузки на инструмент снижаются с 90.кгс/мм до 62 кг/мм и на 30% повышается стойкость штампового инструмента.
Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения изобретения по сравнению с базовым составит 180 тыс. руб.
Формула изобретения
1. Способ изготовления изделий, сложной формы, из металлического порошка, включающий холодное прессование заготовки, спекание, нагрев и уплотнение динамическим горячим прессованием путем осадки в осевом направлении заготовок в закрытой полости штампа, о т л и ч а»» ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения усилия прессования, перед осадкой производят предварительное уплотнение заготовки в радиальном направлении.
2. Способ по и. 1. о т л и ч а юш и и с я тем, что уплотнение заготовки в радиальном направлении производят обжатием в цилиндрической матрице.
3.Способно п. 1, отличаюш и и с я тем, что уплотнение заготовки в радиальном направлении осушествляют в конической матрице.
Источники информадии, принятые во внимание при акспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 555989, кл. В 22 Р 3/14, 1975.
977111
2. Дорофеев Ю. Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. М., Металлургия, 1977, c. 74»
77.
Составитель Д. Попов
Редактор А. Мотыль Техред М.Коштура Корректор О. Билак
Заказ 10597 Тираж 852 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
