Устройство для изостатического прессования длинномерных изделий из порошка

Устройство для изостатического прессования длинномерных изделий из порошка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН..SU 1219251

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„f3 л. (21) 3808438/22-02 (22) 30. 10. 84 (46) 23. 03. 86. Бюл. М 11 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) А.В.Степаненко, Л.С.Богинский, О.П.Реут и Л.Ф.Павловская (53) 621.762.4.07 (088.8) (56) Злобин Г.П. Формование изделий из порошков твердых сплавов. М.:

Металлургия, 1980, с. 155-156.

Уманский А.М. Изостатическое прессование. М.: 1971, с. 26. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА, содержащее сю В 22 Р 3/02 В 30 В 15/02 матрицу, верхний и нижний пуансоны, эластичную оболочку с размещенным в ней формукицим стержнем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоснловых затрат и повышения качества изделий, оно снабжено эластичным вкладышем, направляющими втулками и металлическими шайбами, причем вкладыш расположен между пуансонами, выполнен в виде тела вращения за одно целое с шайбами и имеет сквозное цилиндрическое отверстие, равное наружному диаметру эластичной оболочки, а направляющие втулки выполнены с кольцевыми или резьбовыми канавками на внутренней поверхности и жестко соединены с матрицей.

1219251

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для изостатического прессования длинномерных полых изделий из порошка.

Цель изобретения — снижение энергосиловых затрат процесса прессования и повышение качества изделий путем обеспечения равномерного распределения плотности по длине изделия.

На фиг. 1 показана схема устройства, на фиг. 2-4 — стадии процесса прессования.

Устройство состоит из матрицы 1„ эластичного вкладыша 2, выполненного в виде тела вращения за одно целое с металлическими шайбами 3 и имеющего сквозное цилиндрическое отверстие, вЕрхнего и нижнего подвижных металлических пуансонов 4, двух направляющих втулок 5, имеющих на внутренней поверхности кольцевые или резьбовые канавки 6, эластичной подставки 7. В сквозное цилинд— рическое отверстие вкладыша 2 уста- новлена эластичная оболочка 8 и формующий стержень 9 с уступом.

Полость между оболочкой и стержнем заполнена порошком 10. Формующий стержень центрируют относительно оболочки двумя эластичными шайбами

11 и поджимают шайбой 12 с гайкой ь

13. Для обеспечения устойчивости устройство устанавливают на эластич— ную подставку 7.

Эластичный вкладьпп изготавливают литьем жидкого полиуретана в матрицу 1, которая является формой для отливки вкладыша, а затем прессформой для осуществления процесса прессования. Внутренняя поверхность матрицы выполнена в виде тела вращения. Перед заливкой ее покрывают слоем смазки для предотвращения прихватывания полиуретана. Затем в матрицу вставляют нижний пуансон 4, две металлические шайбы 3, имеющие для прочности соединения с полиуретаном ряд цилиндрических резьбовых отверстий и металлический стержень, равный наружному диаметру эластичной оболочки и предназначенный для получения сквозного цилиндрического отверстия в эластичном вкладыше..

Металлические, шайбы прижимают с двух сторон направляющими втулками

5, которые крепят к матрице посред5

II 0 I5 ством резьбового соединения. Нижний пуансон и металлический стержень предварительно покрывают слоем смазки, а металлические шайбы обезжиривают для прочности соединения с полиуретаном. В процессе полимеризации полиуретан прочно охватывается с шайбами, так как он обладает большой адгезией к металлу. За счет слоя смазки наружная поверхность эластичного вкладыша не схваты— вается с внутренней поверхностью матрицы, т.е. вкладыш после отвердения сохраняет свою подвижность в матрице. Металлический стержень после отвердения полиуретана извле— .кают из эластичного вкладыша.

Устройство работает следующим образом.

На формующий стержень 9 устанавли— вают эластичную оболочку 8 и центрируют ее эластичной шайбой ii. Полость между оболочкой и стержнем заполняют порошком 10. Сверху также устанавливают эластичную шайбу 11 и прижимают шайбой 12 с гайкой 13.

Затем эластичную оболочку с формующим стержнем и порошком вводят в сквозное цилиндрическое отверстие эластичного вкладыша 2 и устанавливают в крайнее положение (фиг.2).

В дальнейшем происходит сжатие вкладыша подвижными пуансонами 4, перемещающимися вдоль оси матрицы от силового органа. Эластичный вкладыш за счет геометрической формы и толщины стенок перераспределяет давление на эластичную оболочку равномерно со всех сторон в пределах уровня А-А. Это вызывает радиальное сжатие оболочки и уплотнение порошка в указанных пределах. Дальше указанного уровня существенной передачи давления от вкладыша на оболочку и, следовательно, уплотнения порошка не происходит из — за гео— метрической формы вкладыша и защемления его торцовых поверхностей металлическими шайбами. В крайних точках эластичного вкладыша давления стремятся к нулевому значению, чему способствует выполнение вкладыша за одно целое с металлическими шайбами. Кольцевые или резьбовые канавки в направляющих втулках воспримут на себя осевую деформацию эластичной оболочки. После снятия внешней нагрузки эластичный вкладыш под действием упругих сил возвращается в исходное положение (фиг.4).

Эластичная оболочка упруго выпрямляется и принимает прежние размеры и форму. При этом между спрессованной заготовкой и внутренней поверхностью оболочки образуется зазор.

Затем спрессованная на формующий стержень заготовка вместе с оболочкой перемещается из зоны деформации на определенный шаг, меньший уровня А-А. После этого процесс прессования повторяется, т.е. к эластичному вкладьппу прикладывается внешняя нагрузка и находящийся за уровнем

А-А порошок уплотняется, образуя следующую часть ранее спрессованной заготовки. Процесс прессования заканчивается после прохождения всей эластичной оболочки через цилиндрическое отверстие эластичного вкладыша.. Таким образом, при прессовании заготовок в данном устройстве уплотнение порошка осуществляется не во всем объеме иэделия сразу, а последовательно по частям попе-. рек движения оболочки, т.е. поперек продольной оси прессовки.

Пример. Проводят прессование трубных заготовок длиной L э

= 600 мм с внутренним диаметром

d „= 34 мм и наружным — d = 40 мм.

В качестве исходного матерйала для прессования заготовок выбирают медный порошок ПМС-1 (ГОСТ 4960-75).

Эластичный вкладыш и эластичную оболочку изготавливают иэ литьевого

1 полиуретана марки Адипрен Л-167 со следующими размерами: диаметр отверстия вкладыша Р = 65 мм, наружный диаметр оболочки 0 „ 64,5 мм, внутренний — Пь„ = 45 мм, длина оболочки L g = 630 мм. Процесс прессования осуществляли следующим обра19251 4 зом. В эластичную оболочку вставляют формующий стержень диаметром 0

34 мм, который соответствует внутреннему диаметру готового изделия и центрируют его эластичной шайбой.

Полость между оболочкой и стержнем заполняют порошком. Сверху устанавливают вторую эластичную шайбу и прижимают шайбой с гайкой. Затем элас10 тичную оболочку с формующим стержнем и порошком вводят в сквозное цилиндрическое отверстие эластичного вкладыша и устанавливают в крайнее положение. Прессование производят на гидравлическом прессе. При давле" нии прессования 12 кН получают прессовку с относительной плотностью

0 5. Неравномерность распределения плотности по длине прессовки 0 5-1Х.

В таблице приведены данные, показывающие снижение энергосиловых затрат и повышение качества изделий при прессовании их на предлагаемом

25 устройстве по сравнению с известным.

Как следует из таблицы, предлагаемое устройство позволяет снизить силовые затраты на 60Х и повысить равномерность распределения плотности по длине изделия в 1,3 раза.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получать длинномерные иэделия с равномерным распределением плотности в поперечном и продольном направлениях и обеспечивает снижение энергосиловых затрат, Кроме того, оно позволяет формовать изделия не только кольцевого сече40 ния, но и более сложного профиля, а также может быть использовано для нанесения порошкового слоя на поверхность компактных иэделий и для получения многослойных пористых труб.

1219251

Показатели

Относительная плотность изделия

Снижение

Изменение

Усилие

1,0

54,5

31,0

3,2

0 5

0,6

60,7

29,4

1,5

5,1

0,7

2,3

7,3

67,6

31 5

Известное устройство прессова- плотности ния,Р,кН по длине иэделия,7.

Предлагаемое устройство

Усилие Изменение прессова плотности ния, P по длине кН иэделия,Я усилия прессования, 7

Снижение неравномерности распределения плотности, Ж

1219251

Составитель Л.Гамаюнова

Редактор С.Патрушева Техред М.Надь Корректор И.Муска

Заказ 1190/16 Тираж 757 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