CS269253B1

CS269253B1 - Forming tool

Info

Publication number: CS269253B1
Application number: CS883231A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Kotek
Original assignee: Kotek Vladimir
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS323188A1

Abstract

Tvářecí nástroj pro tvarování plných s dutých profilu z různých ipateriálů nebo pro vytváření práškových a plastických materiálů nestává z tělesa nástroje, kde je umíatěn vlastní vytvářecí element, jež je v kontaktu se zpracovává - ným materiálem. Vlastní vytvářecí element je tvořen kovokersmiekým materiálem, jehož keramická složka je tvořena oxidem hlinitým o obsahu 10 až 75 % hmot. a kovová složka wolframem, molybden nebo dalšími kovy z tríády železných kovů jednotlivě nebo ve směsi. Obsah kovové složky činí 25 až 90 % hmotnostních.The forming tool for forming solid and hollow profiles from various materials or for creating powder and plastic materials does not consist of a tool body, where the forming element itself is placed, which is in contact with the processed material. The forming element itself is made of a metal-ceramic material, the ceramic component of which is made of aluminum oxide with a content of 10 to 75% by weight and the metal component is made of tungsten, molybdenum or other metals from the ferrous metal triad individually or in a mixture. The content of the metal component is 25 to 90% by weight.

Description

Vynález se týká provedení funkčních součástí tvářecích nástrojů pro tváření kovo vých, kovokeramických a nekovových práškových nebo plastických směsí a pro vytváření dutých a plných profilů z kovových, kovokeramických a nekovových kompaktních materiálů.The invention relates to the design of functional parts of forming tools for forming metal, metal-ceramic and non-metallic powder or plastic mixtures and for creating hollow and solid profiles from metal, metal-ceramic and non-metallic compact materials.

Dosud známé způsoby vytváření práškových materiálů a vytváření kovových i nekovo vých kompaktních materiálů jsou zpravidla prováděny za použití kovových vytvářecích nástrojů, které však mají v drastických režimech namáhání nízkou životnost z titulu rychlého opotřebení funkčních součástí nástroje. Dále jsou používány v některých případech . nástroje, kde se jako funkční části využívá keramika, především korund. Toto řešení zvyšuje životnost exponovaných dílů nástrojů v důsledku vysoké odolnosti vůči opotřebení a vysoké mechanické pevnosti korundových materiálů. Nevýhodou uvedeného řešení je však obtížnost a technická náročnost při opracovávání korundové keramiky do nástroje požadova ného tvaru. Tato skutečnost pak výrazně omezuje tvarový sortiment výrobků na předměty jednoduchých, obvykle rotačních tvarů.The previously known methods of creating powder materials and creating metallic and non-metallic compact materials are usually carried out using metallic forming tools, which, however, have a low service life in drastic stress regimes due to rapid wear of the functional parts of the tool. Furthermore, in some cases, tools are used where ceramics, especially corundum, are used as functional parts. This solution increases the service life of exposed parts of the tools due to the high wear resistance and high mechanical strength of corundum materials. However, the disadvantage of the above solution is the difficulty and technical complexity of machining corundum ceramics into a tool of the required shape. This fact then significantly limits the shape range of products to objects of simple, usually rotational shapes.

Nevýhody současného stavu techniky řeší tvářecí nástroj pro tažení plných a dutých profilů z kompaktních kovových, kovokeramických nebo nekovových materiálů a pro tváření kovových, kovokeremických nebo nekovových práškových nebo plastických materiálů sestávající z tělesa nástroje, ve kterém je umístěn vlastní vytvářecí element, který je v kcn taktu se zpracovávaným materiálem, tvarovaný podle potřeby konkrétní aplikace, jehož podstatou je, že vytvářecí element je tvořen kovokeramickým materiálem, jehož keramická složka je tvořena oxidem hlinitým o obsahu 10 až 75% hmot, a kovová složka wolframem, popřípadě molybdenem nebo dalšími kovy z triády železných kovů, přičemž obsah kovové složky činí 25 až 90% hmot.The disadvantages of the current state of the art are solved by a forming tool for drawing solid and hollow profiles from compact metal, metal-ceramic or non-metallic materials and for forming metal, metal-ceramic or non-metallic powder or plastic materials consisting of a tool body in which the forming element itself is located, which is in contact with the processed material, shaped according to the needs of a specific application, the essence of which is that the forming element is formed of a metal-ceramic material, the ceramic component of which is formed of aluminum oxide with a content of 10 to 75% by weight, and the metal component is tungsten, or molybdenum or other metals from the ferrous metal triad, with the content of the metal component being 25 to 90% by weight.

Příprava tohoto materiálu je poměrně jednoduchá, jak vyplyne z příkladů. V uvedeném rozsahu složení je zajištěna vysoká elektrická vodivost kovokeramického materiálu (měrný odpor 10³ až 10^-^ ohm.m), což umožňuje jeho opracování některou z progresivních ob ráběcích metod, vyžadující vysokou elektrickou vodivost, jako například metodou elektrojiskrového obrábění. Tímto způsobem je možno vyřezávat do vytvarovaného polotovaru bu doucího tvářecího nástroje libovolné tvary podle potřeby výrobce. Kovokeramické nástroje z uvedených materiálů se současně vyznačují vysokou mechanickou pevností a odolností vůči otěru, srovnatelnou se špičkovými korundovými materiály.The preparation of this material is relatively simple, as will be seen from the examples. In the above composition range, high electrical conductivity of the metal-ceramic material is ensured (specific resistance 10 ³ to 10 ^- ^ ohm.m), which allows its processing by one of the progressive machining methods requiring high electrical conductivity, such as the electrospark machining method. In this way, it is possible to cut any shapes into the shaped blank of the future forming tool according to the manufacturer's needs. Metal-ceramic tools made of the above materials are also characterized by high mechanical strength and abrasion resistance, comparable to top corundum materials.

Ne připojených výkresech je znázorněno konstrukční řešení lisovacího nástroje pro vytváření práškových směsí a tažnice pro tvarování konstrukčních součástí z kompaktních kovových materiálů.The attached drawings show the design of a pressing tool for creating powder mixtures and a drawing die for shaping structural components from compact metal materials.

Na obr. 1 je v řezu znázorněn lisovací nástroj sestávající z vložky 1_ matrice podle vynálezu a kotvící desky 2 matrice.Fig. 1 shows a cross-section of a pressing tool consisting of a die insert 1 according to the invention and a die anchor plate 2.

Na obr.2 je v půdorysu znázorněna tažnice pro vytváření patice halogenové žárovky H 4, sestávající z tažnice 2 ^a kotvící desky 4 tažnice.Fig. 2 shows a plan view of a drawing bar for forming a halogen bulb base H 4, consisting of a drawing bar 2 ^and an anchoring plate 4 of the drawing bar.

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladech možného provedení.The invention will be explained in more detail with examples of possible embodiments.

Příklad 1Example 1

Z kovokeramické práškové směsi o složení 70% hmot, wolframu o střední velikosti částic 1 /uii a 30% hmot, oxidu hlinitého se střední velikostí krystalů ~1 junt byly izostatickým lisováním při tlaku 100 MPa zhotoveny výlisky tvaru dutého válce o rozměrech cca 30/8 x 30 mm. Po tepelném zpracování na 1 800°C s dvouhodinovou výdrží na konečné teplotě v ochranné vodíkové atmosféře byly sintrované polotovary opracovány elektrojiskrovou metodou na potřebné rozměry. Výrobky potom byly použity jako funkční součásti vícenásobného lisovacího nástroje pro vytváření korundových hmot pístovým lisováním znázorněného na obr. 1. Ve srovnání s nástrojovou ocelí, které jsou funkční díly lisovacího nástroje běž•ně vyráběny, vykázal nástroj osazený kovokeramickým materiálem téměř pětinásobnou životnost.From a metal-ceramic powder mixture with a composition of 70% by weight, tungsten with an average particle size of 1 /uii and 30% by weight, aluminum oxide with an average crystal size of ~1 junt, hollow cylinder-shaped moldings with dimensions of approximately 30/8 x 30 mm were made by isostatic pressing at a pressure of 100 MPa. After heat treatment at 1,800°C with a two-hour hold at the final temperature in a protective hydrogen atmosphere, the sintered semi-finished products were machined by the electrospark method to the required dimensions. The products were then used as functional parts of a multiple pressing tool for creating corundum masses by piston pressing shown in Fig. 1. In comparison with tool steel, which are the functional parts of the pressing tool commonly produced, the tool fitted with the metal-ceramic material showed almost five times the service life.

CS 269 253 BlCS 269 253 Bl

Příklad 2Example 2

Z kovokeramické práškové směsi připravené z komponent charakterizovaných v příkladu 1 o složení 70 % hmot, wolframu a 30 % hmot, oxidu hlinitého byly izostatickým lisováním za studená při tlaku 150 MPa zhotoveny surogáty tažnic o rozměrech 30/20 x 20 mm pro tvarování kovových plechů za studená. Po výpalu na 1 800°C v ochranné vodíkové at mosféře byly slinuté surogáty opracovány na vnitřním průměru elektrojiskrovou metodou na požadovaný funkční tvar. Obrobky potom byly využity jako funkční součást tažného nástroje pro tvarování plechové patice halogenové žárovky H4 znázorněného na obr. 2.From the metal-ceramic powder mixture prepared from the components characterized in Example 1 with a composition of 70 wt. % tungsten and 30 wt. % alumina, drawing die surrogates with dimensions of 30/20 x 20 mm for cold forming of metal sheets were made by cold isostatic pressing at a pressure of 150 MPa. After firing at 1,800°C in a protective hydrogen atmosphere, the sintered surrogates were machined on the inner diameter by the electric spark method to the desired functional shape. The workpieces were then used as a functional part of a drawing tool for forming the sheet metal base of the H4 halogen bulb shown in Fig. 2.

Vzhledem k vysoké odolnosti kovokeramické tažnice vůči opotřebení přináší toto řešení nástroje ve srovnání s tradičním provedením významné zvýšení počtu výrobků, které je možno zhotovit bez nutností úpravy nebo výměny funkčních dílů nástroje, a tím zvýšení produktivity práce. Toto provedení nástroje přineslo až trojnásobné zvýšení počtu uvede.......ňých výrobků zhotovených bez úpravy nebo výměny funkčních dílů nástroje.Due to the high resistance of the metal-ceramic drawing die to wear, this tool solution, compared to the traditional design, brings a significant increase in the number of products that can be manufactured without the need to modify or replace the functional parts of the tool, thereby increasing work productivity. This design of the tool brought an up to threefold increase in the number of listed products manufactured without modifying or replacing the functional parts of the tool.

Nástroj podle vynálezu lze s výhodou použít při různých tvářecích technologiích, které kladou vysoké nároky na odolnost vůči opotřebení a mechanické vlastnosti tvářecích nástrojů. Tím je možno dosáhnout v různých provedeních náhradu deficitních tvrdokovů a jiných materiálů.The tool according to the invention can be advantageously used in various forming technologies that place high demands on wear resistance and mechanical properties of forming tools. This makes it possible to achieve in various embodiments the replacement of deficient hard metals and other materials.

Claims

Forming tool for shaping solid and hollow profiles from metal, metal-ceramic or compact materials and for creating metal, metal-ceramic or non-metallic powder or plastic materials, consisting of a tool body in which the forming element itself is located, which is in contact with the processed material, shaped according to the needs of a specific application, characterized in that the forming element is formed of a metal-ceramic material, the ceramic component of which is formed of aluminum oxide with a content of 1C to 75% by weight, and the metal component is formed of tungsten, or molybdenum, or other metals from the group of ferrous metals, the content of the metal component being 25 to 90% by weight.