RU185572U1 - Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering - Google Patents
Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering Download PDFInfo
- Publication number
- RU185572U1 RU185572U1 RU2018130643U RU2018130643U RU185572U1 RU 185572 U1 RU185572 U1 RU 185572U1 RU 2018130643 U RU2018130643 U RU 2018130643U RU 2018130643 U RU2018130643 U RU 2018130643U RU 185572 U1 RU185572 U1 RU 185572U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- possibility
- punches
- cylindrical
- spark plasma
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- LPXQRXLUHJKZIE-UHFFFAOYSA-N 8-azaguanine Chemical compound NC1=NC(O)=C2NN=NC2=N1 LPXQRXLUHJKZIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/087—Compacting only using high energy impulses, e.g. magnetic field impulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к обработке материалов давлением, в частности к устройствам для искрового плазменного спекания композиционных порошков под давлением.The invention relates to the processing of materials by pressure, in particular to devices for spark plasma sintering of composite powders under pressure.
Устройство содержит выполненную из графита матрицу и установленные внутри нее, с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия, пуансоны, выполненные с возможностью подключения к источнику электропитания, с прохождением электрического тока через спекаемый композиционный порошок. Устройство выполнено составным и содержит цилиндрическую пустотелую матрицу, ее верхний и нижний пуансоны, выполненные в виде цилиндрических втулок, внешний диаметр которых соответствует диаметру полости матрицы, размещенные в этой полости соосно с ее продольной осью и с возможностью перемещения вдоль нее. В полостях пуансонов размещен цилиндрический вкладыш, длина которого больше расстояния между обращенными друг к другу торцами верхнего и нижнего пуансонов, при этом цилиндрический вкладыш установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси матрицы.The device comprises a matrix made of graphite and installed inside it, with the formation of a sintering zone and the possibility of forming a pressing force in it, punches made with the possibility of connecting to a power source, with the passage of electric current through the sintered composite powder. The device is made integral and contains a cylindrical hollow matrix, its upper and lower punches made in the form of cylindrical bushings, the outer diameter of which corresponds to the diameter of the cavity of the matrix, placed in this cavity coaxially with its longitudinal axis and with the possibility of movement along it. A cylindrical insert is placed in the cavities of the punches, the length of which is greater than the distance between the ends of the upper and lower punches facing each other, while the cylindrical insert is mounted to move along the longitudinal axis of the matrix.
Технический результат: расширение номенклатуры изготовляемых искровым плазменным спеканием деталей за счет обеспечения возможности извлечения готовой детали из пресс-формы, без ее разрушения или разрушения самой пресс-формы. 1 ил. Effect: expanding the range of parts manufactured by spark plasma sintering by providing the ability to extract the finished part from the mold without destroying it or destroying the mold itself. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к обработке материалов давлением, в частности к устройствам для искрового плазменного спекания композиционных порошков под давлением.The invention relates to the processing of materials by pressure, in particular to devices for spark plasma sintering of composite powders under pressure.
Известно устройство для получения изделий из композиционных порошков, содержащее верхний и нижний пуансоны-токоподводы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания, и выполненную из токопроводящего материала матрицу с изоляционной втулкой, выполненной из неэлектропроводного материала, и верхней и нижней втулками (см. RU № 2103113, МПК B22F 3/14, 1996г.).A device for producing products from composite powders containing the upper and lower punches-current leads, made with the possibility of connecting to a power source, and made of a conductive material matrix with an insulating sleeve made of non-conductive material, and upper and lower bushings (see RU No. 2103113, IPC
К недостаткам известного устройства относится неоднородность получения структуры в изделии за счет неравномерного распределения температуры по сечению получаемого изделия, что влечет за собой низкое качество получаемого изделия, а также невозможность его применения только для получения изделий из электропроводящих порошков.The disadvantages of the known device include the heterogeneity of the structure in the product due to the uneven distribution of temperature over the cross section of the resulting product, which entails the low quality of the resulting product, as well as the inability to use it only to obtain products from electrically conductive powders.
Известно также устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием, содержащее выполненную из графитового материала матрицу и установленные внутри нее, с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия, пуансоны, выполненные с возможностью подключения к источнику электропитания, с прохождением электрического тока через спекаемый композиционный порошок (см. RU № 2555303, МПК B22F 3/14, B30B 15/02, 2015г.).It is also known a device for producing products from composite powders by spark plasma sintering, containing a matrix made of graphite material and installed inside it, with the formation of a sintering zone and the possibility of forming a pressing force in it, punches made with the possibility of connecting to a power source, with the passage of electric current through sintering composite powder (see RU No. 2555303, IPC
К недостаткам известного устройства относится невозможность изготовления деталей типа полых цилиндрических обечаек и сложность извлечения готовой детали из пресс-формы, без ее разрушения или разрушения пресс-формы.The disadvantages of the known device include the impossibility of manufacturing parts such as hollow cylindrical shells and the difficulty of extracting the finished part from the mold, without its destruction or destruction of the mold.
Полезная модель направлена на решение задачи обеспечение возможности изготовления искровым плазменным спеканием деталей типа полых цилиндрических обечаек.The utility model is aimed at solving the problem of providing the possibility of manufacturing spark plasma sintering parts such as hollow cylindrical shells.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, расширение номенклатуры изготовляемых искровым плазменным спеканием деталей за счет обеспечения возможности извлечения готовой детали из пресс-формы, без ее разрушения или разрушения самой пресс-формы.The technical result achieved in solving the problem, the expansion of the range of parts manufactured by spark plasma sintering by providing the ability to extract the finished part from the mold, without its destruction or destruction of the mold itself.
Поставленная задача решается тем, что устройство для получения изделий типа полых цилиндрических обечаек из композиционных порошков искровым плазменным спеканием, содержащее выполненную из графита матрицу и установленные внутри нее, с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия, пуансоны, выполненные с возможностью подключения к источнику электропитания, с прохождением электрического тока через спекаемый композиционный порошок, отличается тем, что устройство выполнено составным и содержит цилиндрическую пустотелую матрицу, ее верхний и нижний пуансоны, выполненные в виде цилиндрических втулок, внешний диаметр которых соответствует диаметру полости матрицы, размещенные в этой полости соосно с ее продольной осью и с возможностью перемещения вдоль нее, при этом, в полостях пуансонов размещен цилиндрический вкладыш, длина которого больше расстояния между обращенными друг к другу торцами верхнего и нижнего пуансонов, при этом цилиндрический вкладыш установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси матрицы.The problem is solved in that the device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering, containing a matrix made of graphite and installed inside it, with the formation of a sintering zone and the possibility of forming a pressing force in it, punches made with the possibility of connecting to the power source, with the passage of electric current through the sintered composite powder, characterized in that the device is made integral and contains cylin a hollow matrix, its upper and lower punches made in the form of cylindrical bushings, the outer diameter of which corresponds to the diameter of the matrix cavity, placed in this cavity coaxially with its longitudinal axis and with the possibility of movement along it, while a cylindrical insert is placed in the cavities of the punches, the length of which is greater than the distance between the ends of the upper and lower punches facing each other, while the cylindrical liner is mounted to move along the longitudinal axis of the matrix.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение технической задачи, а именно обеспечивает возможность изготовления искровым плазменным спеканием деталей типа полых цилиндрических обечаек.The combination of features of the utility model provides a solution to the technical problem, namely, it provides the possibility of manufacturing spark plasma sintering parts such as hollow cylindrical shells.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг 1 представлен продольный разрез устройства.The claimed utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a longitudinal section of the device.
На чертеже показаны матрица 1, верхний 2 и нижний 3 пуансоны, спекаемый композиционный порошок 4, цилиндрическая полость 5 матрицы 1, продольная ось 6 матрицы 1, полости 7 и 8 пуансонов 2 и 3, цилиндрический вкладыш 9, торец 10 верхнего и торец 11 нижнего пуансонов 2 и 3, средство 12 формирования продольного прессующего усилия 13.The drawing shows the
Матрица 1, верхний 2 и нижний 3 пуансоны и цилиндрический вкладыш 9 выполнены из жаропрочного токопроводящего материала - из графита.The
Матрица 1 выполнена в виде цилиндрической пустотелой обечайки, при этом, размеры ее цилиндрической полости 5 обеспечивают возможность плотного прилегания к ее поверхности внешней поверхности пуансонов 2 и 3, соосных с продольной осью 6 матрицы 1 и с возможностью продольного перемещения вдоль нее, что обеспечивает возможность формирования прессующего усилия на спекаемый в деталь композиционный порошок 4. Кроме того, верхний 2 и нижний 3 пуансоны, выполнены с возможностью подключения к источнику электропитания (на чертежах не показан), с возможностью прохождения электрического тока через спекаемый композиционный порошок 4. Верхний 2 и нижний 3 пуансоны выполнены в виде цилиндрических втулок.The
Полости 7 и 8 пуансонов 2 и 3, соосны с продольной осью 6 матрицы 1, выполнены цилиндрическими и имеют размеры обеспечивающие возможность плотного прилегания к их поверхностям внешней поверхности цилиндрического вкладыша 9, соосного с продольной осью 6 матрицы 1. При этом длина вкладыша 9 больше расстояния между обращенными друг к другу торцами 10 и 11 верхнего 2 и нижнего 3 пуансонов, предпочтительно равна высоте матрицы 1. Причем, цилиндрический вкладыш 9 установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 матрицы 1.The
В качестве средства 12 формирования продольного прессующего усилия 13 используют прессовую установку известной конструкции, раздвижность плит которой позволяет вертикально разместить между ними сборку, включающую матрицу 1 с выступающими из нее пуансонами 2 и 3, и развивающую прессовое усилие до 80 Мпа, скорость разогрева до 400ºС/мин и рабочую температуру до 2200ºС.As a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В матрицу 1 устанавливается с натягом нижний 3 пуансон, затем в его полость 8 вставляют с натягом соосно с продольной осью 6 матрицы 1, цилиндрический вкладыш 9. Далее в открытый торец 10 верхнего пуансона 2 засыпают порцию композиционного порошка 4, после чего, вставляют верхний пуансон 2 с натягом по отношению к полости матрицы 1 и цилиндрическому вкладышу 9. После подпрессовки пуансонами 2 и 3 (в средстве 12 формирования продольного прессующего усилия 13) собранную конструкцию зажимают в установке искрового плазменного спекания (на чертежах не показана), таким образом, чтобы пуансоны 2 и 3 опирались на токоподводы пресса (не показаны), через которые подводят ток от источника питания (не показан) и одновременно увеличивают усилие на порошок до 43 МПа. При подаче напряжения электрический ток проходит через верхнюю часть верхнего пуансона 2, матрицу 1, нижний пуансон 3. Проходя через матрицу 1, электрический ток разогревает ее, обеспечивая таким образом предварительный нагрев порошка 4. При достижении определенной температуры порошка или достижении пропускания электронов через порошок, подвод тока через верхний пуансон 2 отключается и одновременно нижний пуансон 3 подключается к источнику питания. Таким образом, ток протекает через нижний пуансон 3, и обрабатываемое изделие (объем композиционного порошка 4). Проход электронов через порошок разогревает его до температуры спекания, как минимум до 1900ºС, при скорости нагрева 100ºС/мин. Величина и продолжительность приложения давления определяется в зависимости от технологических режимов.A lower 3 punch is inserted with an interference fit, then a
По окончании процесса выпрессовывается цилиндрический вкладыш 9, верхний 2 и нижний 3 пуансоны и извлекается готовое изделие.At the end of the process, a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130643U RU185572U1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018130643U RU185572U1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185572U1 true RU185572U1 (en) | 2018-12-11 |
Family
ID=64754186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018130643U RU185572U1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185572U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111438361A (en) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | Core rod follow-up discharge sintering die |
RU211222U1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-05-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Дагестанский федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | MOLD FOR SPARK PLASMA SINTERING |
CN116134003A (en) * | 2020-10-03 | 2023-05-16 | 贺利氏科纳米北美有限责任公司 | Large size sintered yttria body |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2030967C1 (en) * | 1992-05-06 | 1995-03-20 | Оренбургский политехнический институт | Die for pressing sleeve-type thin-walled parts from powder material |
RU2103113C1 (en) * | 1996-02-21 | 1998-01-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for simultaneous compacting and sintering of conducting powders |
US6371746B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-04-16 | Kubota Corporation | Method of electronic sintering method and mold for use in the method |
UA59596U (en) * | 2010-10-22 | 2011-05-25 | Восточноукраинский Национальный Университет Имени Владимира Даля | Method of extrusion sleeves with flange from porous blanks of cylindrical shape |
RU2446914C2 (en) * | 2010-07-12 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Method of fabricating plain bearing all-moulded bushings |
RU2469859C1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Hollow items pressing device |
RU2555303C1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Device for products manufacturing out of composite powders |
-
2018
- 2018-08-24 RU RU2018130643U patent/RU185572U1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2030967C1 (en) * | 1992-05-06 | 1995-03-20 | Оренбургский политехнический институт | Die for pressing sleeve-type thin-walled parts from powder material |
RU2103113C1 (en) * | 1996-02-21 | 1998-01-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for simultaneous compacting and sintering of conducting powders |
US6371746B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-04-16 | Kubota Corporation | Method of electronic sintering method and mold for use in the method |
RU2446914C2 (en) * | 2010-07-12 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Method of fabricating plain bearing all-moulded bushings |
UA59596U (en) * | 2010-10-22 | 2011-05-25 | Восточноукраинский Национальный Университет Имени Владимира Даля | Method of extrusion sleeves with flange from porous blanks of cylindrical shape |
RU2469859C1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Hollow items pressing device |
RU2555303C1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Device for products manufacturing out of composite powders |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111438361A (en) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | Core rod follow-up discharge sintering die |
CN116134003A (en) * | 2020-10-03 | 2023-05-16 | 贺利氏科纳米北美有限责任公司 | Large size sintered yttria body |
RU211222U1 (en) * | 2021-10-04 | 2022-05-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Дагестанский федеральный исследовательский центр Российской академии наук" | MOLD FOR SPARK PLASMA SINTERING |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4420294A (en) | Apparatus for the continuous extrusion of electrically conductive granulated materials, preferably powder metallurgy materials | |
RU185572U1 (en) | Device for producing products such as hollow cylindrical shells from composite powders by spark plasma sintering | |
EA026036B1 (en) | Device for electric-pulse pressing of powders | |
WO2004076100A1 (en) | Sintering method and device | |
US5490969A (en) | Mould for isostatic pressing | |
US3182102A (en) | Method and apparatus for making dense bodies of refractory materials | |
RU2682512C1 (en) | Device for obtaining articles from composite powders with spark plasma sinter | |
RU139637U1 (en) | POWDER POWER PRESSING DEVICE | |
NO832233L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR THE PREPARATION OF RODS FROM METAL POWDER | |
US5631029A (en) | Mould for isostatic pressing | |
US2505602A (en) | Dielectric heating for injection molding machines and the like | |
RU2555303C1 (en) | Device for products manufacturing out of composite powders | |
US10226816B2 (en) | Method and assembly for production of a mechanical component by sintering a pulverulent metallic material | |
RU2541334C1 (en) | Manufacturing method of items from electroconductive powder materials | |
US4704252A (en) | Isostatic hot forming of powder metal material | |
US3365751A (en) | High temperature high pressure apparatus | |
RU181811U1 (en) | Device for electropulse pressing of non-conductive powder materials | |
GB924840A (en) | Improvements in plunger dies | |
JP2004256844A (en) | Sintering method | |
US2022528A (en) | Apparatus for sintering refractory material | |
JP4119978B2 (en) | Sintering apparatus and sintering method | |
RU2765562C1 (en) | Method for manufacturing products from a charge based on a metal powder modified by dielectric powders | |
RU2097162C1 (en) | Apparatus for expanding tubular blanks | |
RU2614279C1 (en) | Powder compaction device | |
JP2001151578A (en) | Porous silicon carbide sintered compact and method of producing the same |