Устройство для получения расходуемых электродов

Устройство для получения расходуемых электродов

Реферат

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения изделий уплотнение сыпучей среды, состоящей из металлических компонентов. Целью изобретения является повышение прочности электродов. В процессе послойного прессования электрода последний продвигается через первую направляющую втулку 3, снабженную внутренними ребрами 4. Угол наклона образующей ребер 4 к оси втулки 3 находится в пределах 0,5 - 8°, а высота нижнего основания ребра 4 составляет 0,01 - 0,08 диаметра отверстия втулки 3. Ребра 4 продавливают углубления по всей длине электрода, повышая при этом его прочность. 3 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения изделий уплотнением сыпучей среды, состоящей из металлических компонентов. Целью изобретения является повышение прочности электродов. На фиг. 1 изображено устройство для получения расходуемых электродов; на фиг. 2 - первая направляющая втулка, разрез; на фиг. 3 - то же, со съемными ребрами, вид сверху. Устройство для получения расходуемых электродов состоит из контейнера 1, в котором установлена матрица 2. К нижнему торцу матрицы 2 примыкает первая направляющая (калибрующая) втулка 3, снабженная конусообразными ребрами 4. За втулкой 3 установлена вторая направляющая втулка 5. Прессование осуществляют пресс-штемпелем 6. Угол наклона образующей ребер 4 к оси втулки 3 находится в пределах 0,5-8^о. Высота h нижнего основания ребра 4 составляет 0,01-0,08 диаметра d₁ отверстия втулки 3, который, в свою очередь, не более чем на 5 мм больше диаметрa d₂ отверстия матрицы 2. Устройство работает следующим образом. В полость матрицы 2 послойно засыпают шихту и осуществляют прессование пресс-штемпелем 6. По мере продвижения спрессованных в матрице прессовок через первую направляющую втулку 3, снабженную внутренними ребрами 4, последние с плавным нарастанием усилия продавливают участки поверхности прессовок, образуя углубления по всей длине электрода. В поверхностных слоях углублений элементы шихты получают дополнительное уплотнение и взаимосцепление. Кроме того, благодаря силам трения в углублениях происходит некоторое перераспределение элементов шихты, и на стыке прессовок поверхностные слои предыдущей прессовки переносятся на следующую прессовку, увеличивая силы сцепления между ними и устраняя поверхностные трещины и пустоты. Готовый расходуемый электрод имеет на боковой поверхности равномерно расположенные вогнутые ребра жесткости, повышающие его прочность. Конструктивное выполнение ребер первой направляющей втулки конусообразными с увеличением поперечного сечения к нижнему ее торцу обуславливает постепенное по направлению прессования увеличение сил трения и сжатия, воздействующих на шихту, что обеспечивает процесс упрочнения прессуемого электрода. Оптимальный угол наклона образующей ребра к оси лежит в пределах 0,5-8^о. При уменьшении угла менее 0,5^о не обеспечивается необходимое уплотнение поверхностных слоев, образующихся на электроде вогнутых ребер. При увеличении угла более 8^о силы трения возрастают до такой степени, что требуется дополнительное усилие прессования, приводящее к перепрессовке материала. Оптимальная высота нижнего основания ребра составляет 0,01-0,08 диаметра осевого отверстия втулки. При уменьшении высоты нижнего основания ребра менее 0,01 диаметра отверстия втулки упрочнение электрода не достигается из-за малой высоты ребра, соизмеримой с разницей диаметров выходного отверстия матрицы и входного отверстия первой направляющей втулки. При увеличении высоты нижнего основания ребра более 0,08 диаметра отверстия втулки в указанных пределах угла наклона ребра высоты его верхнего основания выходит за габариты выходного отверстия матрицы, что приводит к запирающему эффекту процесса. Количество ребер может быть различным. Например, при изготовлении электродов малых диаметров (менее 350 мм) достаточно 4 ребра, при изготовлении электродов средних диаметров (в пределах 350-600 мм) необходимо устанавливать 6 ребер, а при изготовлении электродов диаметром более 600 мм требуется 8 ребер. Конструктивно ребра могут быть съемными, что позволяет производить их замену при износе. В таком случае первую направляющую втулку изготовляют следующим образом. Заготовку растачивают на диаметр менее диаметра осевого отверстия втулки-матрицы на 35 мм. В теле втулки сверлом диаметром 10-80 мм под углом 0,5-8^о к оси высверливают необходимое количество глухих отверстий, не доходя до нижнего торца заготовки 5-30 мм, и затем в оставшейся перемычке под тем же углом сверлом диаметром в 2-5 меньше первого выполняют сквозное отверстие. Растачивают осевое отверстие втулки до диаметра на 5 мм больше диаметра осевого отверстия втулки-матрицы. В полученные гнезда вставляют термообработанные прутки, диаметр которых соответствует диаметру глухого отверстия, и обрабатывают их заподлицо с верхним торцом втулки. Далее сборку устройства для получения расходуемых электродов осуществляют известным способом. П р и м е р 1. Прессование расходуемого электрода диаметром 495 мм из сыпучих и кусковых компонентов титановой шихты производят на вертикальном специализированном гидравлическом прессе усилением 10000 т. Диаметр d₂ отверстия втулки-матрицы 2 равен 495 мм, диаметр d₁ отверстия первой направляющей (калибрующей) втулки 3 равен 500 мм. Первая направляющая втулка 3 из стали 5ХНМ снабжена шестью конусообразными ребрами 4, выполненными из стали ШХ15. Угол наклона образующей ребер к оси составляет 0,5^о; высота h основания ребра по нижнему торцу втулки равна 5 мм, что составляет 0,01 d₁. Ребра образованы высокопрочными термообработанными прутками диаметром 30 мм. Прессование электрода осуществляют следующим способом. Готовый электрод имеет на своей боковой поверхности шесть углублений - "вогнутых ребер жесткости" в виде уплотненных поверхностных участков шихты. Прочность полученного электрода в 1,2 раза превышает прочность электрода, отпрессованного на этом же прессе с помощью устройства-прототипа. П р и м е р 2. Прессование расходуемого электрода диаметром 650 мм производят на прессе усилием 10000 т (d₂ = 650 мм; d₁ = 660 мм). Первая направляющая (калибрующая) втулка снабжена восьмью ребрами ( = 8^о; h = 0,08; d₁ = 52,8 мм). Готовый электрод имеет 8 углублений. Прочность электрода повышается в 4-5 раз по сравнению с электродом, отпрессованным в устройстве-прототипе, что подтверждается статическим анализом случаев разрушения электродов в процессе прессования и последующих операций, связанных с его плавлением. П р и м е р 3. Прессование расходуемого электрода диаметром 515 мм производят на прессе усилием 10000 т. Первая направляющая (калибрующая) втулка, имеющая d₁ = 520 мм, снабжена шестью внутренними ребрами ( = 4^о; h = 0,03; d₁ = 15,6 мм). Прочность электрода по статистическим данным повысилась в 2,3 раза. Устройство для получения расходуемых электродов по сравнению с прототипом обеспечивает повышение прочности прессуемого электрода за счет дискретного уплотнения его поверхностных слоев непосредственно в процессе прессования, что сокращает количество лома и обрывов электродов и повышает надежность процесса их последующего переплава в вакуумных дуговых печах.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСХОДУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, содержащее контейнер, матрицу, пресс-штемпель и систему направляющих втулок, отличающееся тем, что, с целью повышения прочности электродов, первая направляющая втулка выполнена с внутренними конусообразными ребрами, угол наклона образующей которых к оси втулки находится в пределах 0,5-8^o, а высота ребер у нижнего основания составляет 0,01-0,08 от диаметра отверстия втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:Открытое акционерное общество "Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение"

Извещение опубликовано: 20.04.2005        БИ: 11/2005