RU2083327C1 - Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress - Google Patents

Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress Download PDF

Info

Publication number
RU2083327C1
RU2083327C1 RU94016129A RU94016129A RU2083327C1 RU 2083327 C1 RU2083327 C1 RU 2083327C1 RU 94016129 A RU94016129 A RU 94016129A RU 94016129 A RU94016129 A RU 94016129A RU 2083327 C1 RU2083327 C1 RU 2083327C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
pressing
products
matrix
punch
Prior art date
Application number
RU94016129A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94016129A (en
Inventor
А.П. Амосов
А.Ф. Федотов
Original Assignee
Самарский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарский государственный технический университет filed Critical Самарский государственный технический университет
Priority to RU94016129A priority Critical patent/RU2083327C1/en
Publication of RU94016129A publication Critical patent/RU94016129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2083327C1 publication Critical patent/RU2083327C1/en

Links

Abstract

FIELD: manufacture of products from (self-inflammable) mixture. SUBSTANCE: the offered mold has thin pressing disk between punch and heat insulator. Expansion during heating of thin disk do not cause its wedging in die. Conjugation of cold pressing disk with die is accomplished with minimal, particular, zero clearance. This excludes or reduces to minimum the phenomenon of back pressing of heat insulator out of die at the stage of application of pressing force. As a result, dimensional accuracy of product is increased as well as product yield. Thickness of pressing disk is calculated by formula offered by the invention description. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения изделий из тугоплавких соединений и сплавов. The invention relates to powder metallurgy, in particular to devices for producing products from refractory compounds and alloys.

Известна пресс-форма для изготовления изделий из СВС-смесей, содержащая пуансон и закрытую матрицу, которые выполнены из графита. Для уменьшения теплопотерь при горении шихтовой заготовки стенки матрицы нагревают с помощью индукционного нагрева. A known mold for the manufacture of products from SHS mixtures containing a punch and a closed matrix, which are made of graphite. To reduce heat loss during combustion of the billet charge, the matrix walls are heated by induction heating.

Недостатком известной пресс-формы является то, что из-за низкой прочности графита давление прессования продуктов горения незначительно и составляет всего 5 6 МПа. Этого давления недостаточно для получения изделий с высокой плотностью материала. Максимальная относительная плотность спрессованных изделий составляет 0,75 0,83. Недостатком является и то, что инструмент, изготовленный из графита, является одноразовым. A disadvantage of the known mold is that, due to the low strength of graphite, the compression pressure of the combustion products is negligible and is only 5 6 MPa. This pressure is not enough to obtain products with a high density of material. The maximum relative density of the compressed products is 0.75 0.83. The disadvantage is that the tool made of graphite is disposable.

Отмеченных недостатков не имеет металлическая, в частности стальная, пресс-форма, в которой предусмотрена теплоизолирующая оболочка между горячими продуктами горения и внутренней поверхностью матрицы. The noted drawbacks are not present in a metal, in particular steel, mold, in which a heat-insulating shell is provided between the hot combustion products and the inner surface of the matrix.

Предлагается пресс-форма для изготовления изделий из СВС-смесей, содержащая пуансон, закрытую матрицу, заполненную сыпучим теплоизолятором и состоящую из основания, корпуса и размещенного между ними кольца с устройством для инициирования реакции горения, и пресс-шайбу, причем пресс-шайба выполнена в виде пластины с толщиной, рассчитываемой по формуле:

Figure 00000003

где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
p давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.A mold for manufacturing products from SHS mixtures is proposed, containing a punch, a closed matrix filled with a loose heat insulator and consisting of a base, a housing and a ring placed between them with a device for initiating a combustion reaction, and a press washer, the press washer being made in the form of a plate with a thickness calculated by the formula:
Figure 00000003

where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
p pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.

В первом приближении можно принять h 0,01d, d диаметр матрицы. As a first approximation, we can take h 0.01d, d the diameter of the matrix.

Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что между пуансоном и теплоизолятором помещена пресс-шайба малой толщины. Расширение при нагреве тонкой пресс-шайбы не вызывает ее заклинивание в матрице, так как из-за малой толщины будут незначительны силы трения о стенки матрицы и радиальная жесткость пресс-шайбы. Поэтому сопряжение холодной пресс-шайбы с матрицей выполняется с минимальным, в частности с нулевым зазором. Это исключает или сводит к минимуму явление обратного выдавливания теплоизолятора из матрицы на этапе приложения усилия прессования. Поле осевых деформаций в теплоизоляторе и продуктах горения будет однородным, а искажение формы изделия минимальным. В итоге повышаются размерная точность изделия и выход годного. A significant difference of the proposed device is that between the punch and the heat insulator placed a press washer of small thickness. The expansion during heating of a thin press washer does not cause it to jam in the matrix, since friction against the matrix walls and the radial stiffness of the press washer will be insignificant due to the small thickness. Therefore, the pairing of the cold press washer with the matrix is performed with a minimum, in particular with zero clearance. This eliminates or minimizes the phenomenon of reverse extrusion of the heat insulator from the matrix at the stage of application of the pressing force. The field of axial deformations in the heat insulator and combustion products will be uniform, and the distortion of the product shape will be minimal. As a result, dimensional accuracy of the product and yield increase.

На чертеже изображен общий вид предлагаемой пресс-формы. The drawing shows a General view of the proposed mold.

Пресс-форма содержит закрытую матрицу, которая состоит из основания 1, кольца 2 с инициирующим устройством и корпуса 3. Спираль 4 инициирующего устройства подключена к источнику питания постоянного или переменного тока. Полость матрицы заполнена сыпучим теплоизолятором 5, внутри которого помещена шихтовая заготовка 6. В матрице с гарантированным зазором установлен пуансон 7 и с нулевым зазором пресс-шайба 8. The mold contains a closed matrix, which consists of a base 1, a ring 2 with an initiating device and a housing 3. A spiral 4 of the initiating device is connected to a DC or AC power source. The cavity of the matrix is filled with a loose heat insulator 5, inside which a billet 6 is placed. A die 7 is installed in the matrix with a guaranteed gap and a press washer 8 with zero clearance.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Полость основания 1 заполняют сыпучим теплоизолятором, например речным песком. На песок в центр основания 1 помещают заготовку 6, представляющую собой спрессованный брикет из экзотермической смеси порошков. На основание 1 устанавливают кольцо 2 со спиралью 4. Затем полость кольца 2 заполняют песком и сверху устанавливают пресс-шайбу 8. Сборка пресс-формы завершается установкой корпуса 3 и пуансона 7. Собранную пресс-форму устанавливают под пресс, подают электрический импульс на спираль 4 и осуществляют поджиг шихтовой заготовки 6. Горение экзотермической смеси протекает в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. После прохождения волны горения по всему объему заготовки 6 производят прессование горячих продуктов горения совместно с теплоизолятором. Затем осуществляют выдержку в течение заданного промежутка времени, снимают давление прессования, разбирают пресс-форму и извлекают готовое изделие. Пресс-шайба 8 устанавливается в кольцо 2 с нулевым зазором. Отсутствие зазора исключает обратное выдавливание теплоизолятора 5 из матрицы на этапе прессования. Уплотнение теплоизолятора и продуктов горения происходит равномерно по всему сечению матрицы и форма изделия не искажается. На этапе выдержки под давлением пресс-шайба 8 и пуансон 7 нагреваются и расширяются. Для исключения заклинивания величина зазора между холодным пуансоном и матрицей выполняется больше, чем величина радиального расширения пуансона при его нагреве в единичном цикле прессования. Поэтому при разборке пресс-формы пуансон 7 легко извлекается из матрицы. Пресс-шайба 8 установленная в матрицу с нулевым зазором, при нагреве на этапе выдержки запрессовывается в кольцо 2. Однако ввиду малой радиальной жесткости извлечение пресс-шайбы из кольца не требует больших усилий. Кроме того, в связи с малой массой и теплосодержанием пресс-шайба быстро остывает и уменьшается в размерах. Это облегчает процесс разборки пресс-формы. The cavity of the base 1 is filled with a loose heat insulator, for example river sand. On the sand in the center of the base 1 is placed a blank 6, which is a compressed briquette from an exothermic mixture of powders. A ring 2 with a spiral 4 is installed on the base 1. Then, the cavity of the ring 2 is filled with sand and a press washer 8 is installed on top. Assembly of the mold is completed by installing the housing 3 and the punch 7. The assembled mold is placed under the press, an electrical impulse is applied to the spiral 4 and carry out the ignition of the billet 6. The combustion of the exothermic mixture proceeds in the mode of self-propagating high-temperature synthesis. After the passage of the combustion wave over the entire volume of the workpiece 6, the hot combustion products are pressed together with the heat insulator. Then carry out the exposure for a predetermined period of time, relieve the pressing pressure, disassemble the mold and remove the finished product. Press washer 8 is installed in ring 2 with zero clearance. The absence of a gap eliminates the reverse extrusion of the heat insulator 5 from the matrix at the pressing stage. The seal of the heat insulator and the combustion products occurs uniformly throughout the cross section of the matrix and the shape of the product is not distorted. At the stage of exposure under pressure, the press washer 8 and the punch 7 are heated and expanded. To avoid jamming, the gap between the cold punch and the die is larger than the radial expansion of the punch when it is heated in a single pressing cycle. Therefore, when disassembling the mold, the punch 7 is easily removed from the die. The press washer 8 installed in the matrix with zero clearance is pressed into the ring 2 during heating at the holding stage. However, due to the low radial stiffness, removing the press washer from the ring does not require much effort. In addition, due to the low mass and heat content, the press washer cools quickly and decreases in size. This facilitates the process of disassembling the mold.

Толщина h пресс-шайбы рассчитывается из условия прочности на срез кольцевого пояска. The thickness h of the press washer is calculated from the shear strength of the annular belt.

Figure 00000004

где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
p давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.
Figure 00000004

where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
p pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.

Процесс СВС-прессования осуществляется при давлениях p 150 200 МПа. Величина зазора для пресс-форм диаметром d 100 115 мм составляет δ 0,25 0,4 мм. Допускаемое напряжение среза у углеродистых сталей равно [τ]c=60 МПа. Тогда для рассматриваемого типоразмера инструмента толщина пресс-шайбы составляет h 0,8 1,0 мм или в первом приближении h 0,01d.The SHS-pressing process is carried out at pressures p 150 200 MPa. The clearance for molds with a diameter of d 100 115 mm is δ 0.25 0.4 mm. The allowable shear stress for carbon steels is [τ] c = 60 MPa. Then, for the considered tool size, the thickness of the press washer is h 0.8 1.0 mm or, to a first approximation, h 0.01d.

Пример. Изготавливают квадратную пластину с номинальными размерами 70 х 70 х 7 мм из СВС-смеси, соответствующей получению твердого сплава марки СТИМ-5. Синтез и прессование осуществляют в пресс-форме диаметром 125 мм на прессе Д-1932 с номинальным усилием 1600 кН. Example. A square plate with a nominal size of 70 x 70 x 7 mm is made from a SHS mixture corresponding to the production of a STIM-5 grade alloy. Synthesis and pressing are carried out in a mold with a diameter of 125 mm on a D-1932 press with a nominal force of 1600 kN.

Вариант 1. Прессование продуктов горения совместно с теплоизолятором производят непосредственно пуансоном. Для исключения заклинивания сопряжение пуансона 7 с кольцом 2 выполнено с радиальным зазором 0,25 мм. Толщина синтезированной заготовки в средней части составляет 7,2 мм, в угловых зонах
9,5 мм, т.е. разнотолщинность равна 2,3 мм.
Option 1. Pressing the combustion products together with the heat insulator is carried out directly by the punch. To avoid jamming, the coupling of the punch 7 with the ring 2 is made with a radial clearance of 0.25 mm The thickness of the synthesized workpiece in the middle part is 7.2 mm, in the corner zones
9.5 mm, i.e. the thickness difference is 2.3 mm.

Вариант 2. Прессование продуктов горения и теплоизолятора производят через пресс-шайбу 8 толщиной 1,2 мм, которая в холодном состоянии устанавливается в кольцо 2 с нулевым зазором. Синтезированная заготовка в средней части имеет толщину, равную 7,2 мм, в угловых зонах 8,0 мм. Разнотолщинность равна 0,8 мм или уменьшилась в 3 раза по сравнению с вариантом 1. Option 2. Pressing of the combustion products and heat insulator is carried out through a press washer 8 with a thickness of 1.2 mm, which is cold mounted in ring 2 with zero clearance. The synthesized preform in the middle part has a thickness of 7.2 mm, in the corner zones of 8.0 mm. The thickness difference is 0.8 mm or decreased by 3 times compared to option 1.

Таким образом, предлагаемая пресс-форма, снабженная пресс-шайбой малой толщины, позволяет изготавливать изделия из СВС-смесей с минимальными искажениями формы, заданной исходной шихтовой заготовке. Thus, the proposed mold, equipped with a press washer of small thickness, allows the manufacture of products from SHS mixtures with minimal distortion of the shape specified by the original charge billet.

Claims (1)

Пресс-форма для изготовления изделий из СВС-смесей, содержащая пуансон и закрытую матрицу, состоящую из корпуса и основания, отличающаяся тем, что она снабжена пресс-шайбой, кольцом, размещенным между основанием и корпусом, и устройством для инициирования реакций горения, матрица заполнена сыпучим теплоизолятором, а пресс-шайба выполнена в виде металлической пластины толщиной
Figure 00000005

где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
P давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.
Mold for the manufacture of products from SHS mixtures, containing a punch and a closed matrix consisting of a body and a base, characterized in that it is equipped with a press washer, a ring placed between the base and the body, and a device for initiating combustion reactions, the matrix is filled loose heat insulator, and the press washer is made in the form of a metal plate with a thickness
Figure 00000005

where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
P pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.
RU94016129A 1994-05-04 1994-05-04 Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress RU2083327C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94016129A RU2083327C1 (en) 1994-05-04 1994-05-04 Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94016129A RU2083327C1 (en) 1994-05-04 1994-05-04 Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94016129A RU94016129A (en) 1996-01-27
RU2083327C1 true RU2083327C1 (en) 1997-07-10

Family

ID=20155458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94016129A RU2083327C1 (en) 1994-05-04 1994-05-04 Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2083327C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578237C1 (en) * 2014-12-04 2016-03-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device for producing ceramic articles by self-propagating high-temperature synthesis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Боровинская И.П. и др. О возможности получения композиционных материалов в режиме горения. В кн.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. - Черноголовка: 1975, с.141 - 149. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2578237C1 (en) * 2014-12-04 2016-03-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device for producing ceramic articles by self-propagating high-temperature synthesis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2077411C1 (en) Method of manufacture of articles from powder materials
US4732556A (en) Apparatus for synthesizing and densifying materials using a shape memory alloy
US3752003A (en) Composite heavy-duty machine element and method of making the same
US3785038A (en) Process of working a sintered powder metal compact
RU2083327C1 (en) Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress
US4797085A (en) Forming apparatus employing a shape memory alloy die
RU2680489C1 (en) Method of producing multilayer wear-resistant plate
RU2102187C1 (en) Method for manufacture of articles from exothermic powder mixtures
RU2082556C1 (en) Powder material treatment method
RU2263005C2 (en) Article production method
RU2419516C2 (en) Device to produce two-layer electric arc evaporator two-layer cathodes by reaction sintering at pressure
US6019936A (en) Method for manufacturing functionally gradient composite materials
RU2816713C1 (en) Method for producing refractory material
JPH0210093Y2 (en)
RU2124079C1 (en) Process of manufacture of diamonds
RU2119847C1 (en) Process of production of high-density materials and articles by reaction sintering under pressure
RU2154549C1 (en) Method of manufacturing cylindrically-shaped products from boron carbide powder by hot pressing technique
SU1456282A1 (en) Method and apparatus for compacting powders of refractory compounds
RU2195387C2 (en) Method for producing chrome-base alloy for making forging tools
US3472656A (en) Method of manufacturing articles from particulate metal masses
JP3334518B2 (en) Manufacturing method of sintered body
RU2013186C1 (en) Method and device for making elongated articles from powder materials
US3600791A (en) Method of making a composite brake drum
SU1636124A1 (en) Method of producing articles from powders
SU727276A1 (en) Bandaged female-die producing method