Способ формования изделий из порошка

Способ формования изделий из порошка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()933260

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06. 11. 80(21) 3002494/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07 ° 06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06 (51) М. Кл.

8 22 F 3/18

Тааударстеенный кемнтет

СССР

llo делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621.762. ,4,047(088.8) (72) Авторы изобретения

A. 8. Степаненко, Л, А. Исаевич, A. А.

В. И. Шамкалович, Л. М. Силич, В. B. Х

О. Г. Городецкая, Г. В. Лунев и Б, N.

Белорусский ордена Трудового Красного политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРИОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА

Изобретение относится к порошк >вой металлургии, Известен способ формования порошкообразных материалов, включающий зазасыпку порошка в желоб и прокатку последнего вместе с содержимым в валках (1 Д.

Недостаток этого способа — черезмерное отставание порошка в процессе формования, что приводит к неоднородности свойств прокатанного пластичного материала и к образованию трещин при изготовлении изделий из хрупких материалов.

Наиболее близким к предложенному по техническсй сущности и достигаемому эффекту является способ формования изделий из порошка, включающий засыпку порошка в желоб,,укладывание на порошок жесткого формующего элемента, подачу желоба ввалки, прокатку через формующий элемент и удаление желоба в валки, прокатку через формующий элемент и удаление последнего после прокатки(21.

Способ позволяет формовать изде- . лия из углеграфитовых материалов.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает изготовление тонких, толщиной до 3 мм, пластин из порошков хруп-. ких материалов без применения связующего вещества. Способ воспроизводит процесс прокатки в валках бесконечно большего радиуса. Но в очаге уплотнения и деформации имеются зона отставания и зона опережения.

В последней линейная скорость уплотняемого материала превышает окружную скорость валков. В то же время реборды желоба, защемляя формуемую заготовку, пре пятстствуют ее относительному перемещению по несущей плоскости самого желоба, линейная скорость которого и, следовательно, порошка, контактирующего с этой плоско933260 стью, равна окружной скорости валков. Таким образом, в очаге уплотнения и деформации скорость порошка, контактирующего с формующим элементом, больше скорости .уплотняемого материала, примыкающего к несущей .плоскости желоба. Это различие в скорости приводит к возникновению растягивающих напряжений в объеме порошковой заготовки, которые ввиду незначительной пластичности порошка и малой толщины формуемых пластин обуславливают образование в прокате поперечных трещин, что снижает качество получаемых изделий.

Целью изобретения является повышение качества пластин, преимущественно из хрупких сыпучих материалов, без применения связующего вещества при равномерном распределении плотности по их объему.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе формования изделий из порошка, включающем засыпку порошка в желоб, укладывание на порошок формующего элемента и прокатку, формующий элемент берут в виде эластичного материала, прокатку осуществляют в несколько проходов с относительным обжатием за каждый проход, не превышающим 0,1, при изменении направления прокатки после каждого обжатия на противоположное.

Прокатку за каждый проход проводят с относительным обжатием 0,020,1 °

В процессе прокатки порошка в желобе через эластичный формующий эле" мент, например полиуретановую пластину, происходит значительное умень" шение нейтрального угла и, следовательно, величины опережения, что вызывает уменьшение растягивающих напряжений в уплотняемом материале.

Это связано с тем, что в зоне выхода формующего элемента из валков в процессе прокатки происходит упругое восстановление первоначальных размеров элемента. Благодаря этому значительно увеличивается протяженность очага уплотнения и дефор мации за нейтральным сечением на выходе из валков и создается резерв сил трения, действующих на уплотняемый порошок в направлении, про тивоположном прокатке. Действие резервных сил трения приводит к

35 ао

55 нарушению энергетического равновесия в очаге уплотнения и деформации, которое в соответствии с законом сохранения энергии тотчас же восстанавливается уменьшением нейтрального угла, являющегося регулятором энергетического баланса процесса прокатки. Благодаря этому происходит уменьшение величины опережения и снижается скорость частиц порошка, контактирующих г. формующим элементом в зоне опережения, что обуславливает уменьшение растягивающих напряжений в формуемой пластине ° Таким образом, прокатка с эластичным элементом аналогична по условиям формования прокатке с передним подпором, также обеспечивающим уменьшение нейтрального угла.

Величину изменения нейтрального угла можно регулировать в зависимости от толщины и жесткости эластичного формующего элемента, которые подбираются в каждом конкретном случае экспериментально.

Прокатка в несколько проходов с малами относительными обжатиями и периодическим изменением ее направления обеспечивает многократное перераспределение частиц формуемого порошка при незначительном их перемещении за каждое обжатие. Относительное обжатие, превышающее 0,1, приводит к образованию трещин в изделиях формуемых из малопластичных порошков

Возникновение этих трещин связано со значительным относительным перемещением частиц формуемого порошка,которое недопустимо при уплотнении хрупких материалов. Прокатка порошка с относительным обжатием за каждый проход ниже, чем 0,02 нецелесообразна, так как в этом случае для получения тонких пластин требуется неоправданно большое количество проходов (100 и более), и необходимо изготовление специального прокатного оборудования, позволяющего изменять абсолютное обжатие в пределах сотых долей миллиметра. Кроме того, изменение направления прокатки порошка в каждом последующем ее проходе обеспечивает также периодическое перераспределение . внутренних сил, действующих в формуемом иэделии, что препятствует развитию микротрещин и способствует залечиванию их.

933260

Величина относительного обжатия порошка и, следовательно, количество переходов прокатки подбираются экспериментально для каждого конкретного порошкового материала в зависимости от размеров формуемой пластины, размеров и жесткости эластичного формуемого элемента.

Пример 1. Порошок, содержащий, вес./: РЬО 65;ZrOg20,2;Т10 11,4; 10

Bi 0>l; Zn0 0,5; Ип0 0,3;Sr0 1,6. засыпали в желоб, разравнивали, накрывали полиуретановой пластиной толщиной 8 мм. Затем желоб подавали в валки диаметром 198 мм и прокатыва- 15 ли за 14 проходов. Скорость прокат-,"ки составила 0,03 мlс, а оптимальное относительное обжатие за каждый проход ---=0,08, где дЬ вЂ” абсолютное дИ измерение толщины формуемой пластины 2р в данныи проход прокатки, h --толщина формуемой пластины после прокатки в этот же проход. После каждого обжа/ тия желоб поворачивали s плоскости о прокатки на 180 и подавали в вал- 25 ки противоположной стороной. В результате многократной прокатки с малыми относительными обжатиями получена пгастина с размерами 400х80х х2,5 мм и общей относительной плотностью 863. Колебание плотности по объему пластины составило.31. При формовании пластин с относительным обжатием О,!1 в 151 сформованных изделий были обнаружены трещины. Прокатка с относительным обжатием 3а каждый проход 0,02 была осуществлена за

83 прохода, а распределение плотности по объему изделий и их относительная пористость практически не изменились по сравнению с формованием при оптимальном относительном обжатии.

При формовании пластин таких же размеров известным способом все пластины были с поперечными трещинами.

Но при введении в шихту в качестве связующего вещества 4> поливинилового спирта были изготовлены пластины без трещин с общей относительной плотностью 054 и колебанием плотности по объему сформованной пластины

83.

Полученные пластины используются

55 после спекания и дальнеишеи технологической обработки в качестве фильтров акустических волн в радиоэлектронной промышленности.

Пример 2. Проведено формование пластин с размерами 400х80х х2,5 мм из порошка титана. Порошок прокатывали в изделие за 23 прохода с относительным обжатием в каждый проход 0,06, Общая относительная плостность сформованной пластины составила 774. Колебание плотности по объему пластины не превышало 44, При формовании таких же пластин известным способом около 30 полученных изделий были с поперечными трещинами.

Использование предложенного способа обеспечивает получение тонких пластин из порошков хрупких материалов без применения связующего вещества при равномерном распределении плотности по их объему за счет значительного уменьшения растягивающих напряжений в формуемом порошке и устранения трещинообразования при формовании таких пластин, осуществления небольших многократных перемещений частиц порошка в очаге уплотнения и деформации, не вызывающих нарушения сплошности уплотняемого порошка при малых относительных обжатиях,а также благодаря залечиванию и пре дотвращению развития микротрещин при прокатке с периодическим изменением ее направления. формование пластин без связующего вещества значительно повышает экспI луатационные характеристики конечного изделия.

Формула изобретения

l. Способ формования изделий из порошка, преимущественно пластин из хрупких материалов, включающий засыпку порошка в желоб, укладывание на порошок формующего элемента и прокатку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пластин, формующий элемент берут в виде эластичного материала, прокатку осуществляют в несколько проходов с относительным обжатием за каждый проход, не превышающим 0,1, при изменении направления прокатки после каждого обжатия на противоположное.

2. Способ по и. l, о т л и ч а юшийся тем,что прокатку за кажСоставитель Л. Гамаюнова

Техред A. Бабинец Корректор И, Шароши

Редактор С..Титова

Тйраж 852

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4017/.13

Подписное

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

7 9332 дый проход проводят с относительным 1 обжатием 0,02"0,1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

60 8

1. Патент США N 3731050, кл. 219-149, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР

М 626887,кл.8 22 F 3/18,1977(прототип) .