Способ изготовления плоскихзаготовок из металлическогопорошка

Способ изготовления плоскихзаготовок из металлическогопорошка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф" ,4 л (61) Дополнительное к авт. свид-ву1 (22) Заявлено 170979 (21) 2841215/22-02

Р1)М. Кл.э

В 22 F 3/18 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СС С P но делам изобретений и открытий (23) Приоритет»

Опубликовано 230581. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 2305,81 (53) УДК 621. 762.4. .04:621.762.8 (088. 8 ) (72) Авторы изобретения

В. Б. Громов, Н.И. 3 арипов, Ю. A. Ковалевич, Е. Б. Ложечников, Н.Н. Максимов, В.В. Просянюк, Г.В. о и Ю.Н. Юрченко

1т ° - ",-..., Белорусский ордена Трудового Крас4адО,Знаменй политехнический институт " - !:.2 " "

i (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

ПОРОШКА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления тонколистовых плоских изделий из.металлического порошка.

Известен способ изготовления заготовок прессованием порошка в прессформе, включающий засыпку порошка в полость матрицы пресс-формы, уп,лотнение одним или двумя пуансонами и выпрессовывание иэ матрицы (11 .

Однако из-за сил трения, возникающих на поверхностях контакта уплотняемого порошка с инструментом (пресс-формой, пуансонами), а также сложной кинематики движения в объеме уплотняемого цорошка, плотность заготовок при прессовании их в закрытой пресс-форме неравномер- на, причем она увеличивается с увели« чением степени неравноосности заготовки

Наилучшими геометрическими условиями уплотнения, например, цилиндрической заготовки является условие

Н/О 1, где Н вЂ” высота, à D - диаметр прессовки. С увеличением или уменьйением отношения Н/D неравномерноств плотности заготовки увеличивается, причем при H/D> 1 наиболее существенной является неравномерность плотности по высоте,. а при H/3<, 1 - в радиальном направлении. Особую трудность представляет получение тонких заготовок с Н/D C 50. Это обусловлено необходимостью равномерной засыпси порошка на нижний пуансон прессформы. Однако и при равномерной засыпке порошка в процессе прессования происходит перераспределение его к периферии, в результате. чего центральная часть заготовки имеет. меньшую, а кромки — большую плотность, при этом заготовка теряет плоскостность

1з (происходит выпучивание центральной части).

Таким образом, этот способ не позволяет получить качественные плоские тонкие заготовки.

20 Известен способ изготовления заготовок из металлического порсшка, включанхяий прокатку порошка в ленту, обрезку кромки ленты в отходы, спекание и повторную прокатку(2) .

Способ позволяет использовать отходы прокатки, так как обрезки ленты подвергают измельчению в порошок и повторно прокатывают.

Недостатком способа являются or30 раниченные его возможности, так как

831365 согласно ему невозможно получение иэ ленты заготовок различной конфигур ации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эФфекту является способ изготовления плоских заготовок из металлического порошка „включающий плокатку последнего в ленту-rzoxty4>a6pHzaT формирование из ленты заготовок вырубкой и отделение заготовок от отходов ленты f3 ), Ленточный прокат из порошка обладает равномерной плотностью и толщиной по длине и ширине, что обеспечивает получение из него штамповкой высококачественных заготовок. Образующиеся после штамповки неспеченные листы отходов раэмалываются любым из известных способов в порошок.

Однако настройку прокатного стана на получение ленты с точно заданными толщиной и плотностью осуществить весьма трудно иэ-за влияния на процесс захвата и уплотнения порошка многочисленных факторов: диаметра валков, жесткости рабочей клети стана, свойств порошка, температуры и влажности атмосферы и др.

Порошок, получаемый в результате размола отходов, особенно высокоплотных, имеет отличные по сравнению с исходным порошком свойства. Он коагулирован в конгломераты, наклепан, намагничен, имеет большую насыпную массу и т,д. Это требует при повторной его прокатке или изменение настройки прокатного стана, что затруднительно в условиях производства, или проведение отжига порошка с последующим era раэмолом и просеиванием. При этом возможны изменения химического состава порошковой композиции при наличии в ней разлагаемых или вступающих друг с другом в реакцию компонентов.

Недостаткаьпт этого способа является низкая точность размеров заготовок без дополнительной настройки прокатного стана и низкий выход годного.

Цель изобретения — повышение точности размеров заготовок и увеличе-. ния выхода годного.

Эта цель достигается тем, что в способе, включающем прокатку порошка в ленту-полуфабрикат, формирование заготовок иэ ленты и отделение их от отходов ленты, прокатку осуществляют в ленту с плотностью

50-75В, а формирование заготовок проводят деформированием и уплотнением отдельных участков ленты с приложением к последней одностороннего или двухстороннего усилия, причем деформирование ленты проводят между плитой и пуансоном или между двумя пуансонами, а для улучшения качества боковой поверхности, Низкая плотность и незначитель45 ная прочность, в основном механического сцепления часТиц порошка отходов ленты-полуфабриката, обеспечивает получение размолом порошка, по свойствам незначительно от5р личающегОся оТ исхОднОГО, Соотношение между толщиной и плотностью прокатываемой ленты и требуемой заготовки определяется иэ условия постоянства массы

65

40 формирование з а гот о в о к про водят вырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице.

Порошок прокатывают в ленту-полуфабрикат наименьшей для данного порошка плотностью, но большей, чем требуется для заготовки толщины, производят деформирование части ленты, соответствующей по контуру заготовке, до требуемых толщины и плотности между параллельными поверхностями и отделяют заготовку от лентыполуфабриката, отходы которой подвергают раэмолу. Деформирование участка ленты может быть осуществлено между плитой и пуансоном, или между двумя пуансонами, форма торцов которых соответствует форме заготовки. Для улучшения качества боковой поверхности заготовки вначале вырубкой производят отделение заготовки от лентыполуфабриката, а затем осуществляют деформирование заготовки до требуемых толщины и плотности между поверхностями пуансона и выталкивателя в вырубной матрице.

Сочетание операций прокатки с уплотняющей деформацией позволяет ис-.

Пользовать преимущества обоих способов формования. При прокатке обеспечивается равномерность распределения порошка по поверхности заготовки с предварительным его уплотнением, препятствующим перераспределению в радиональном направлении в процессе последующего уплотнения. Деформацией уплотненного в ленту порошка достигается требуемая точность по толщине и плотности заготовки.

При необходимости получения заготовок, точных по толщине, деформация осуществляется до упора, а точных по плотности — по заданному давлению. где а> и tt - толщина и плотность заготовки, ï, и — толщина и минимальная или близкая к минимальной (большая) по условиям формуемости, плотность ленты.

Толщина ленты и относительна» nr=831365

65 формация уплотнения заготовки (б) определяется из выражений

Плот ност ь ленты-полуфабриката должна находиться в пределах 50-75%.

Нижний предел плотности ленты обусловлен ее прочностью и должен обеспечивать транспортирование полуфабриката от прокатного стана на операцию. Уплотнения. Использование ленты-полуфабриката относительной плотностью выше 75% затрудняет размол отходов, что значительно снижает коэффициент использования материала.

В процессе уплотнения заготовки

1 в ленте 2 между пуансоном 3 и пли-. той 4 (фиг. 1) происходит вдавливание пуансона в ленту, в результате чего определяется контур более плотной заготовки, по соединяющей с лентой поверхностью которой в результате сдвиговой деформации образуются разрывы, отделяющие уплотненную часть от неуплотненной.

При деформации заготовки 1 в ленте 2 между двумя пуансонами 3 (фиг. 2) . внедрение двух пуансонов в ленту обеспечивает лучшее качество боковой поверхности заготовки за счет двухстороннего образования разрывов, При штамповке-вырубке заготовки с последующей ее уплотняющей деформацией из ленты 1 пуансоном 2 и матрицей 3 вырубаются заготовки 4 (фиг. 3) . Для улучшения качества и точности среза вырубаемая часть ленты прижимается к пуансону выталкивателем. Вырубленная заготовка между пуансоном и выталкивателем деформируется до требуемой толщины и плотности, а затем выталкивается иэ матрицы (фиr. 4).

Пример. Для производства деталей диаметром 50 мм, толщиной 0,5 О, 05 мм и относительной плотностью 0,8+0,01 из порошковой композиции, содержащей металлы и неметаллические соединения, заготовки прессуют в закрытой пресс-форме, прокатывают с последующей вырубкой и прокатывают с последующим уплотнением между пуансоном и плитой.

При прессовании в закрытой пресс-форме расчетное по массе заготовки количество порошка распределяют через сито равномерным (отклоненией0,5 мм) слоем на нижнем пуансоне, а затем про зводят уплотнение до заданной толщины (до упоуа пдлзуна гидравлического пресса) .

Полученные заготовки со средней относительной плотностью 0,8+0,03 имеют плотность краев .0,83+0, 1 (образцы для измерения плотности вырезки у края размером 5 5 мм), а центра — О, 76+0, 01. Толщина краев составляет 0,54+0,01, а центра — 0,52+

tO 01 мм

Прокаткой в валках диаметром

150 мм получают ленты толщиной

0,5+0,03 мм, относительной плотностью 0,8i0 02, из которых в штампе вырубают заготовки диаметром 50 мм.

Отклонение от номинальной толщины одной заготовки находится в пределах «+ О, 01 мм, а плотности + О, 005.

При прессовании все заготовки были отбракованы, а при прокатке с после15 дующей вырубкой годными признано 86% заготовок (размер партии — 100 з аготовок) .

Образовавшиеся после вырубки отходы проката раэмалывают в течение

6 ч в шаровой мельнице. Просеиванием полученного порошка выделяют 8% крупной фракции. При повторной прокатке этого порошка при тех же условиях (скорость, раствор валков, положение шибера в бункере с порошком ) получают ленту толщиной 0,54+

"0,04 мм, плотностью 0,84 -0,02.

Для достижения первоначальной толщины и плотности проката необходимо выполнить трудоемкую работу по настройке прокатного стана (одновременно изменить раствор валков и положение шибера в бункере) . Увеличение толщины и плотности ленты вызвано увеличением насыпной массы порошка на 15%, увеличением коэрцитивной силы и остаточной индукции на

15-18%.

Для реализации -предлагаемого спо=оба прокатывают ленты толщиной

40 0,67+0,03 мм, относительной плотностью 60%. Пуансоном диаметром 50,0 мм на плоской плите деформируют участок ленты до толщины 0,5 мм (упор, высотой 0,48 мм) ° После деформирования

45 из ленты легко отделяют уплотненный участок диаметром 50 мм. Отклонение бт номинальной толщины в пределах одной заготовки составляет + 0,01 мм, плотности+ О, 01 (большие толщина и плотность в центре) . Иэ партии в 100 заготовок годными признано

93%.

Образовавшиеся отходы ленты-полуфабриката после 2 ч размола и шаровой мельнице имеют фракционный состав исходного порошка. Насыпная масса порошка увеличилась по сравнению с исходной на 4Ъ, коэрцитивная сила и остаточная индукция — на 3-4%.

При прокатке в первоначальных ус ловиях порошков, полученных размолом отходов ленты-полуфабриката, толщина и плотность ленты увеличилась соответственно до 0,51т0,02мм и 0,81+0,01.

8313á5

Формула изобретения

1. Способ изготовления плоских заготовок из металлического порошка, включающий прокатку последнего в ленту-полуфабрикат, формирование заготовок из ленты и отделение их от отходов ленты, отличающийся тем, что, с целью повышения точ25

Регулировкой положения шибера бункера порошков достигают прокатки ленты заданной толщины и плотности.

При прокатке смеси исходного порошка с полученным после размола ленты-полуфабриката (соотношение 2; 1) получают ленту требуемых размеров без регулировки получения шибера.

Использование предлагаемого способа изготовления плоских заготовок иэ порошка обеспечивает получение заготовок высокой точности по толщине или плотности (за счет использования преимуществ как прокатки, так и прессования порошков) и высокого коэффициента использования материала (эа счет повторного использования 15 без дополнительной обработки порошка, полученного раэмолом отходов лентыполуфабриката) . ности размеров заготовок и увеличения выхода годного, прокатку осуществляют в ленту с плотностью 50-75% а формирование заготовок проводят деформированием и уплотнением отдельных участков ленты с приложением к последней одностороннего или двустороннего усилия.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что деформирование ленты проводят между плитой и пуансоном или между двумя пуансонами.

3. Способ по п.1, î g л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества боковой поверхности, формирование заготовок проводят вырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Виноградов Г.A. и Радомысельский И.Д. Прессование и прокатка металлокерамических материалов, N. -K. Машгиз, 196 3. с. 7--38.

2. Патент Великобритании 91317441 кл. С 7 О, 1973.

3. Ложечников Е.Б. и Коналевич Ю.А.

Образование поверхности среза при разделительных операциях неспеченного проката. -"Кузнечно-штамповочное .производство", 1979, 9 3, с. 12-14 °

Составитель Л. Гамаюнова

Редактор Н.Егорова Техред Л. Пекарь Корректор М. Демчик

3 аказ 3570/61 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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