Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ultra¬ dzwiekowego prasowania materialów sproszkowa¬ nych, w którym do prasowanej objetosci proszku wprowadzane sa przez matryce drgania ultra¬ dzwiekowe.W dotychczas znanych urzadzeniach do praso¬ wania materialów sproszkowanych z zastosowaniem drgan ultradzwiekowych, wprowadzanych przez matryce, sa stosowane dwa typy ukladów.W pierwszym z nich matryca stanowi czesc falo¬ wodu ultradzwiekowych drgan podluznych a kie¬ runek drgan jej bocznej powierzchni wewnetrznej jest równolegly do kierunku prasowania. Mocowa¬ nie wspomnianego falowodu w formie odbywa sie za posrednictwem kolnierza wykonanego w miejscu, które odpowiada wezlowi przemieszczen drgan fali podluznej. Kolnierz ten pracuje na scinanie prze¬ noszac sile prasowania.W ukladzie drugiego typu matryca jest wykonana w postaci grubosciennej tulei, na której w polowie wysokosci osadzony jest ultradzwiekowy przetwor¬ nik pierscieniowy. Drgania promieniowe tego prze¬ twornika sa przekazywane, poprzez matryce, do prasowanej objetosci materialu sproszkowanego, przy czym kierunek tych drgan jest prostopadly do kierunku prasowania.Podstawowa wada urzadzen pierwszego typu jest brak mozliwosci prasowania z duzymi cisnieniami powyzej 6 T/cm2, z uwagi na kolnierzowe moco¬ wanie. Grubosc kolnierza jest bowiem ograniczona 10 15 20 25 warunkiem dobrosci falowodu i jego prawidlowego izolowania akustycznego od masy formy, zas sred¬ nica wewnetrznego obwodu kolnierza jest ograni¬ czona warunkiem, aby wymiar poprzeczny falo¬ wodu drgan podluznych nie byl wiekszy od jednej trzeciej dlugosci fali utradzwiekowej drgan podluz¬ nych. Kolejna wada jest klopotliwe wyjmowanie detali z matrycy po prasowaniu, poniewaz kon¬ strukcja falowodu wyklucza mozliwosc stosowania wypychaczy. Inna niedogodnoscia tego typu urza¬ dzen jest to, ze wykonywane w nich wypraski nie maja dostatecznie wysokiej gestosci i jednorodnosci struktury.Uklady drugiego typu pozwalaja na uzyskanie wyprasek o wysokiej gestosci i jednorodnosci struktury. Jednak ze wzgledu na warunki aku¬ styczne, ograniczajace wymiary ultradzwiekowych przetworników pierscieniowych, uklady te pozwa¬ laja na wykonywanie wyprasek o niewielkich wy¬ miarach poprzecznych.Celem wynalazku jest opracowanie prostego urzadzenia ultradzwiekowego do prasowania ma- merialów sproszkowanych, które umozliwi uzyska¬ nie wyprasek o wysokich parametrach gestosci i jednorodnosci struktury przy praktycznie do¬ wolnie duzych wymiarach poprzecznych.W rozwiazaniu wedlug wynalazku zastosowano znana matryce w postaci grubosciennej tulei z kol¬ nierzem, wspólpracujacej z koncentratorem i prze¬ twornikiem magnetostrykcyjnym. Wedlug znamien¬ ni 815111815 3 4 nej cechy wynalazku kolnierz matrycy jest umie¬ szczony w polowie jej wysokosci równej krotnosci polowy dlugosci fali drgan podluznych. Koncentra¬ tor i przetwornik magnetostrykcyjny sa przymoco¬ wane do tak usytuowanego kolnierza w odleglosci 2n —1 dlugosci fali ultradzwiekowej drgan promie- 4 niowych od osi komory matrycowej; n oznacza w tej zaleznosci dowolna liczbe naturalna. Na tulei matrycowej, w odleglosci jednej czwartej dlugosci fali drgan podluznych od obu jej podstaw, sa wy¬ konane czola oporowe sluzace do mocowania ma¬ trycy w formie. Przy pobudzaniu fala drgan po¬ dluznych w opisanym kolnierzu wytwarzaja sie drgania promieniowe o kierunku prostopadlym do powierzchni wewnatrznej matrycy.Zaletami urzadzenia wedlug wynalazku sa proste rozwiazania konstrukcyjne wykorzystujace typowe falowody akustyczne, korzystne mocowanie matrycy w formie za pomoca czól oporowych, które nie ograniczaja mozliwosci ultradzwiekowego prasowa¬ nia z duzymi cisnieniami prasowania, oraz prawi¬ dlowe izolowanie matrycy od pozostalych elemen¬ tów formy, nie powodujace nadmiernego tlumienia drgan. Ponadto wypraski otrzymywane z urzadze¬ nia wedlug wynalazku maja podwyzszona gestosc srednio od 4—10% oraz jednorodnosc struktury, srednio od 10—20°/o, w zaleznosci od stosowanych cisnien prasowania i mas odwazek proszku. Jedno¬ czesnie urzadzenie zapewnia mozliwosc wykonania wyprasek o praktycznie dowolnych wymiarach po¬ przecznych i róznych ksztaltach, zarówno powierz¬ chni zewnetrznych jak i wewnetrznych.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przykladowo pokazane na zalaczonym rysunku, na którym uwidoczniono przekrój osiowy urzadzenia oraz wy¬ kres rozkladu amplitudy drgan.Matryca 1 jest wykonana w postaci gruboscien- nej tulei. W polowie wysokosci matrycy 1 znajduje sie kolnierz 2, stanowiacy transformator drgan, do którego poprzez koncentrator 3 jest przymocowany ultradzwiekowy magnetostrykcyjny przetwornik 4 drgan podluznych pobudzajacy matryce 1 do drgan rezonansowych we wszystkich kierunkach promie¬ niowych w plaszczyznie prostopadlej do kierunku 5 prasowania. Odleglosc pomiedzy osia matrycy 1 a zewnetrzna krawedzia kolnierza 2 wynosi jedna czwarta dlugosci ultradzwiekwej fali AR drogan promieniowych, natomiast calkowita wysokosc matrycy wynosi jedna dlugosc fali X drgan podluz¬ nych. Matryca 1 jest osadzona w formie 5 za po¬ srednictwem swych oporowych czól wykonanych na jednej czwartej swej wysokosci. Transformator drgan pobudzany jednym ultradzwiekowym prze¬ twornikiem 4 drgan podluznych wytwarza drgania we wszystkich promieniowych kierunkach w pla- szczczyznie prostopadlej do kierunku prasowania.Drgania poprzeczne matrycy 1 wystepuja na calej jej wysokosci, a prasowany material sproszkowany wraz ze scianka matrycy poddawany jest poprzecz¬ nym drganiom z czastotliwoscia ultradzwiekowa o kierunku prostopadlym do kierunku prasowania.Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do ultradzwiekowego prasowania ma¬ terialów sproszkowanych, zawierajace matryce w postaci grubosciennej tulei z kolnierzem, koncen¬ trator i przetwornik magnetostrykcyjny, znamienne tm, ze kolnierz (2) matrycy (1) jest umieszczony w polowie jej wysokosci równej krotnosci polowy X dlugosci fali drgan podluznych (k- —), gdzie k = 1, 2, 3..., a koncentrator (3) i magnetostryk¬ cyjny przetwornik (4) sa do kolnierza (2) przymoco- 2n —1 wane w odleglosci dlugosci ultradzwiekowej 4 fali (XR) drgan promieniowych od osi komory ma¬ trycy (1), gdzie n jest dowolna liczba naturalna, zas oporowe czola (6), za posrednictwem których matryca (1) jest osadzona w formie (5), sa wyko¬ nane w odleglosci jednej czwartej dlugosci fali (A) drgan podluznych od podstaw tej matrycy. 15 20 25 30 35iii 815 5 6 PL