CS195169B1 - Stinovacl forma pro zhotovováni hutných součásti - Google Patents

Description

Vynález se týká slinovací formy pro zhotovováni hutných součásti, zejména hranolovitého tvaru metodou práškové metalurgie, sestávající z tělesa, raznťků a vnitřních elementů formy a systém ohřevu slinovací formy, na kterou je vyvozován tlak berany lisu se současným ohřevem.

Souěasné způsoby a zařízeni k výrobě souěásti způsoby práškové metalurgie jsou spojeny s mnoha potížemi. Zvláště pak hromadná výroba například segmentů pro diamantové nástroje, kdy je žádána vysoká hustota výrobku, které je možno dosáhnout pouze za použiti vysokých lisovacích tlaků při dosaženi slinovací teploty. Kvalita segmentu potom ve velké míře určuje kvalitu celého diamantového nástroje, především jeho řezné vlastnosti a jeho životnost.

V současné době se používají následující způsoby výroby segmentů.

Je to například metoda volného slinování, při které je směs kovových prášků s diamantem lisována tlakem 98 až 600 MPa v ocelových formách a volně slinována nejčastěji v ochranné atmosféře. Volné slinování není možno provádět za přítomnosti tekuté fáze, které je podmínkou pro dobré uchyceni diamantů. Tento způsob poskytuje segmenty nekvalitní, značně deformované a s nízkou hustotou.

Dalším používaným způsobem je metoda volného slinování a dolisování za tepla. Podle tohoto způeobu jsou segmenty vyrobené postupem volného slinování vloženy do formy ze žárupevných slitin, ohřáté nejčastěji v elektrické peci znova na slinovací teplotu a dolisovány za tepla tlakem 98 až

300 MPa. Vzhledem k rozdílnému smrštění předslinutých segmentů se segmenty špatně ukládají znovu do forem, při ohřívání na slinovací teplotu dochází k dalšímu smrštění,' které je těžko odstranitelné použitými tlaky při dolisování. Způsob výro.by je málo produktivní.

Jiný způsob spočívá v tom, že do formy ze žárupevných slitin je vkládán pouze předlisovaný segment. Pří slinování se velmi nepříznivě projevuje smrštění, které nelze odstranit i několikerým lisováním při nájezdu na slinovací teplotu, ani dolisováním po dosažení slinovací teploty. Konce výrobků nejsou dobře slinuté a jejich geometrie je nedokonalá.

Dalším způsobem je plnění formy ze 'žárupevných slitin směsi kovových prášků a diamantů. Výrobky jsou v této formě slisovány tlakem 100 až 600 MPa. Forma je vložena do elektrické pece a po dosažení slinovací teploty jsou výrobky dolisovány tlakem 100 áž 300 MPa. Při nájezdu na slinovací teplotu se používá několikeré -dolisování. Tento způsob poskytuje kvalitní výrobky s vysokou hustotou. Je však málo produktivní vzhledem k dlouhé době ohřevu formy.

Jiný způsob sestává z plnění směsí kovových prášků a eventuálně diamantů do složené vícenásobné formy z odporového materiálu, nejčastěji z grafitu. Forma je vložena pod slinovací lis a zá působení tlaku jsou výrobky slinovány. Teplo k ohřevu formy je získáno odporovým ohřevem formy průchodem elektrického proudu. U tohoto produktivního způsobu je však možno použít pouze nízkých lisovacích tlaků vzhledem k nízké tlakové pevnosti grafitových součástí formy. U nejlepšich' druhů grafitu je možno použit maximálního lisovacího tlaku 98 MPa. Pro dosažení kvalitního výrobku se vyžadují tlaky až 300 MPa·. Navíc součásti nákladných grafitových forem podléhají rychlému opotřebení při výrobě segmentů, což nepříznivě ovlivňuje ekonomiku výroby.

Rovněž lze použít způsobu, kdy směs kovových prášků s diamanty je lisována tlakem 20 až 100 MPa. Součásti jsou potom ve vhodných formách infiltrovány kovem o nižší teplotě tání, než je teplota slinování vylisovaného skeletu. Roztavený kov dokonale sp.ojí kovový skelet a eventuálně kovový skelet a diamant, velkou nevýhodou tohoto způsobu je, že nedovoluje měnit me chánicko-fyzikální vlastnosti kovové matrice v libovolném rozsahu a součáati mají rozptyl v geometrii.

K uvedeným způsobům se používají formy bud ze žárupevných slitin, nebo grafitové, a to bud jednonásobné, nebo vícenásobné.

V každém případě však musí mít lisovací prostor obdélníkový nebo čtvercový půdorys, jehož výroba je vždy obtížná. Lisovací matrice je monolitická nebo dělená uložená v objímce válcového tvaru.

Uvedené nevýhody odstraňuje slinovací forma pro zhotovování součástí zejména hranolovítého tvaru metodou práškové metalurgie, sestávající. z tělesa, razníků a a vnitřních elementů formy a systému ohřevu slinovací formy, na kterou je vyvozován tlak berany lisu se současným ohřevem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v kuželovém stahovacím segmentu ustaveném v kuželové objímce sešikraenou plochou pod úhlem o(. = 1 až 20°, jsou uspořádány horní razníky, boční razníky, spodní razniky.a mezivložky, přičemž se mezi berany lisu a slinovací formu uspořádají lisovací podložky, nahřívací desky a nahřívací trny.

Výhodou mnohonásobní slinovací formy podle vynálezu je její snadná výroba. Konstrukce slinovací formy dovoluje použít vysoké lisovací tlaky, které· příznivě ovlivňují fyzikálně-mechanické hodnoty výrobku a tím jeho užitné vlastnosti. Navržený systém ohřevu zaručuje rychlý a ekonomický ohřev slinovací formy. Součásti mají stejné fyzikálně-mechanické vlastnosti po celém průřezu, což je zejména u hranolovitých tvarů velkou předností. Součásti jsou vyráběny v úzkých tolerancích. Výhodou je rovněž snadná rozebíratelnost slinovací formy a její malé opotřebení, což podstatně zvyšuje Život-nost.

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 znázorněno uspořádání formy pod slinovacím lisem a na obr. 2 a 3 je znázorněno konstrukční provedení slinovací formy.

Slinovací forma sestává z kuželové objímky £ s úhlem vnitřní stěny oú, kuželových stahovacích segmentů 9_ s úhlem vnějších stěn o£. Slinovací forma 2. dále sestává z horních razníků 10, spodních razníků 13, bočních razníků 12a mezivložek 1 4 . Takto uspořádaná slinovací forma s výrobky 11 je vložena se slinovacími podložkami 2_, nahřívacími deskami 2» nahřívacími trny £ a podložkami 5_ mezi berany slinovacího lisu 6 se zdrojem ohřevu 7_.

Postup výroby segmentů podle vynálezu

Claims (2)

1 95169 ky /10/, boční razníky /12/, spodní řezníky /13/ a mezivíožky /14/.

1. Slinovací forma pro zhotovování hutných součástí, zejména hranolovítého tvaru metodou práškové metalurgie, sestávající z tělesa, razníků a vnitřních elementu je následující. Na lisovací podložku 2 jsou střídavě vkládány mezivložky 1 4 , spodní razníky 13 a boční razníky 1 2. Následuje přiložení kuželových stahovacích segmentů 9 a převlečení kuželové objímky jJ, jejíž uhel ¢6. je v rozsahu 1 až 20°, s výhodou 5°, která dokonale sevře lisovací prostór tvořený stěnami .mezivložek 14, bočních' razníků 12 a spodních razníků 13. Lisovací prostor je zaplněn směsí práškových kovů, eventuálně směsí’práškových kovů a diamantu a vloženy horní razníky 1 0. Na beranu lisu 6. je uložena podložka 5,, nahřívací trn 4, nahřívací deska 3., lisovací podložka 2_ a sestavená lisovací forma Na horní část slinovací formy j_ j.e opět uložena lisovací podložka 2_, nahřívací deska 3_, nahřívací trn £, podložka 5_ a sestava je slisována beranem slinovacího lisu 6_. Pro případ odporového ohřevu slinovací formy 1 je použito jako zdroje ohřevu 7.» například transformátoru .

Vzhledem k tomu, že lisovací podložky 2, kuželová objímka 8^, kuželové stahovací segmenty £, horní razníky £0, boční razníky 12, spodní razníky 13 a mezivložky 14 jsou vyrobeny ze žárupevných slitin, které se vyznačují nízkým elektrickým odporem, je použito k ohřevu slinovací formy J_, nahrávacích desek 3, a nahřívacích trnů které jsou zhotoveny z odporového materiálu,například grafitu. Slinovací forma _£ je zahřívána Částečně průchodem elektrického proudu, především však přestupem tepla z ohřívacích trnů 4_ a ohřívacích desek 3^ přes lisovací podložku 2^, která navíc slouží k rozložení lisovacího tlaku od horních razníků 10 a spodních razníků 13. Rychlost nájezdu na slinovací teplotu je dána jednak výkonem zdroje ohřevu 7_ a jednak průřezy nahřívacích trnů 4_ a nahřívacích desek 3_. Slinování segmentů probíhá za současného působení tepla a tlaku, který je vyvozen berany slinovacího lisu j6.

Lisovací tlak nesmí překročit hodnoty pevností v tlaku nahřívacích trnů 4 a nahřívacích desek 3^, Je-li použito například grafitu, činí tato hodnota maximálně 98 MPa Pro potřebu vyšších lisovacích tlaků se po dosažení slinovací teploty odstraní podložky 5_, nahřívací trny 4_ a nahřívací desky 3 a je provedeno bezprostřední dolisování tlaky až 300 MPa bud přímo pod slinovacím lisem, nebo slinovací forma _£ je přenesena pod hydraulický lis a provedeno dolisování.

Při nájezdu slinovací formy na slinovací teplotu dochází k ohřevu slinovací formy od jejího středu a teplota kuželové objímky 8. je nižší než teplota středu slinovací formy 2.. Z tohoto důvodu dochází vlivem rozdílné tepelné roztažnosti k dodatečnému dolisování výrobků 11, v našem případě segmentů diamantových nástrojů, tlakem, který na boční razníky 12 a mezivložky 14 vyvozují kuželové stahovací segmenty 9_. Po dolisování a chladnutí slinovací formy za stálého působení tlaku je rozebrána tak, že střed slinovací formy 2. J^e vylisován z podložné kuželové obj.ím ky 8^. Následuje snadné rozebrání slinovací formy a oddělení výrobků 1 1 v našem případě segmentů od součástí slinovací formy 2.» která je připravena k dalšímu použití.

VYNÁLEZU formy, vyznačená tím, že v kuželovém stahovacím segmentu /9/ ustaveném v kuželové objímce /8/ zešikmenou plochou pod úhlem oCs 1 až 20°, jsou uspořádány horní razní6

. 2. Slinovací forma podle bodu 1, na kterou je vyvozován tlak berany lisu se současným ohřevem, vyznačující se tím, že k horním razníkfim /10/ a spodním razníkům /13/ jsou přiloženy lisovací podložky ./2/, nahřívací desky /3/ a nahřívací trny /4/.