RU2175019C1 - Metal chip briquetting method - Google Patents

Metal chip briquetting method Download PDF

Info

Publication number
RU2175019C1
RU2175019C1 RU2000105302A RU2000105302A RU2175019C1 RU 2175019 C1 RU2175019 C1 RU 2175019C1 RU 2000105302 A RU2000105302 A RU 2000105302A RU 2000105302 A RU2000105302 A RU 2000105302A RU 2175019 C1 RU2175019 C1 RU 2175019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chips
pressing
electric current
briquetting
punch
Prior art date
Application number
RU2000105302A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.А. Дорф-Горский
А.А. Ельчанинов
В.И. Иванов
Original Assignee
Государственное федеральное унитарное предприятие Центральное конструкторское бюро машиностроения
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 Государственное федеральное унитарное предприятие Центральное конструкторское бюро машиностроения filed Critical Государственное федеральное унитарное предприятие Центральное конструкторское бюро машиностроения
Priority to RU2000105302A priority Critical patent/RU2175019C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2175019C1 publication Critical patent/RU2175019C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method involves preparing chips for briquetting; filling mold with chips; compacting chips by pressing to predetermined density and caking by delivering electric current pulse through compacted chips in direction perpendicular to pressing direction. Electrodes used in the process are fixed on walls of pressing and caking chamber of mold. Method allows electric current pulse to be employed to maximum extent for compacting chips, preferably titanium chips, at reduced pressing force applied to chips and decreased mechanical loading of punch. EFFECT: simplified method, increased efficiency by reliable electrical connection and reduced power consumption. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки металлической стружки, преимущественно титановой, путем ее брикетирования. The invention relates to the field of processing metal chips, mainly titanium, by briquetting it.

Одной из проблем в данной области является получение брикетов плотности, позволяющей осуществлять их транспортировку и дальнейшую переработку с обеспечением свойств основного металла. Этому требованию отвечают брикеты с плотностью не менее половины плотности основного металла. Если учесть, что плотность исходной стружки в десять раз меньше желаемой плотности брикета, а сама титановая стружка имеет большую твердость и упругость, низкие антифрикционные свойства и в связи с этим плохо поддается брикетированию, то становятся очевидными те трудности, которые необходимо преодолеть при разработке способа брикетирования. One of the problems in this area is the production of density briquettes, which allows their transportation and further processing to ensure the properties of the base metal. Briquettes with a density of at least half the density of the base metal meet this requirement. If we take into account that the density of the initial chip is ten times lower than the desired density of the briquette, and the titanium chip itself has greater hardness and elasticity, low antifriction properties and, therefore, is difficult to briquet, the difficulties that must be overcome when developing a briquetting method become apparent .

Ранее были предложены способы брикетирования металлической стружки, заключающиеся в ее дроблении, очистке, просушивании, добавлении связующего материала, перемешивании и уплотнении смеси в пресс-форме. При этом в качестве связующего материала используют либо жидкое стекло с продувкой брикета горячим воздухом [1], либо в качестве связующего материала используют термореактивную смолу и катализатор, а отвердение брикета ведут в пресс-форме при температуре 220-240oC в течение 30-40 сек [2], либо в качестве связующего материала применяют жидкое стекло с добавлением гидрофобной массы в виде не разлагающейся эмульсии, а в качестве газообразного реагента используют углекислый газ [3].Previously, methods have been proposed for briquetting metal chips, which include crushing, cleaning, drying, adding binder material, mixing and compacting the mixture in a mold. In this case, either liquid glass with blowing the briquette with hot air [1] is used as a binder material, or a thermosetting resin and a catalyst are used as a binder material, and the briquette is cured in a mold at a temperature of 220-240 o C for 30-40 sec [2], or liquid glass with the addition of a hydrophobic mass in the form of a non-decaying emulsion is used as a binder, and carbon dioxide is used as a gaseous reagent [3].

Полученные вышеуказанными способами брикеты обладают низкой прочностью, проходят длительную тепловую сушку, содержат большой процент связующего материала, что приводит к недостаточной плотности и к чрезмерному увеличению количества шлаков в процессе плавки и, как следствие, к повышенному разъеданию футеровки плавильного агрегата, загрязнению сплавов при переплавке брикетов. The briquettes obtained by the above methods have low strength, undergo long-term heat drying, contain a large percentage of binder material, which leads to insufficient density and an excessive increase in the amount of slag during the smelting process and, as a result, to increased corrosion of the lining of the melting unit, contamination of alloys during the melting of briquettes .

Известен также способ брикетирования металлической стружки [4], включающий ее дробление, очистку, добавление связующего материала, перемешивание и уплотнение в пресс-форме, при этом в качестве связующего используют металлический порошок, полученный обогащением шламовых отходов металлообработки с коэффициентом заполнения брикета порошком от 0,3 до 0,7 его объема. There is also known a method of briquetting metal chips [4], including its crushing, cleaning, adding a binder material, mixing and compacting in a mold, while a metal powder obtained by enrichment of sludge metal processing waste with a briquette powder filling factor of 0, is used as a binder. 3 to 0.7 of its volume.

По этому способу для получения брикета, пригодного к транспортировке и переработке, необходимо приложить усилие прессования, равное 9 т/см2, а кроме того, требуется наличие большого количества металлического порошка.According to this method, to obtain a briquette suitable for transportation and processing, it is necessary to apply a pressing force of 9 t / cm 2 , and in addition, a large amount of metal powder is required.

Известен способ брикетирования металлической стружки [5], согласно которому с целью повышения чистоты брикетов и увеличения их плотности без приложения сжимающей нагрузки стружку при заполнении емкости смешивают с металлическим расплавом из металла стружки. Плотность и прочность брикета регулируют расходом и температурой металлического расплава. There is a method of briquetting metal chips [5], according to which, in order to increase the purity of briquettes and increase their density without applying a compressive load, the chips are mixed with a metal melt made of metal chips when the container is full. The density and strength of the briquette is controlled by the flow rate and temperature of the metal melt.

Такой способ требует наличия средств расплава основного металла, а поэтому его применение непосредственно на месте образования стружки не всегда возможно. Кроме того, такой способ требует больших затрат электрической энергии. This method requires the availability of a melt of the base metal, and therefore its use directly at the site of chip formation is not always possible. In addition, this method requires a large expenditure of electrical energy.

Поэтому очень перспективным является применение теплового сварочного процесса для соединения элементов стружки в брикет с использованием источника энергии, основанного на превращении в тепло энергии электрического тока. Использование электрического нагрева обеспечивает чистоту процесса и возможность точного регулирования нагрева при одновременной доступности и экономичности. Электрические источники тепла разнообразны по природе и принципу действия. Однако не все из них могут быть применены для брикетирования титановой стружки. Дело в том, что титан активно поглощает кислород, азот и активно взаимодействует с углеродом. При этом его химическая активность возрастает с повышением температуры самого титана, что в конечном итоге сказывается на его свойствах. Поскольку в процессе брикетирования титановая стружка оказывается в контакте со средой, содержащей перечисленные газы и углерод, поэтому необходимо предпринять меры, которые позволили бы исключить их воздействие на термические зоны брикета. Therefore, it is very promising to use a thermal welding process for connecting chip elements to a briquette using an energy source based on the conversion of electric current energy into heat. The use of electric heating ensures the purity of the process and the ability to precisely control the heating while at the same time being affordable and economical. Electric heat sources are diverse in nature and principle of action. However, not all of them can be used for briquetting titanium chips. The fact is that titanium actively absorbs oxygen, nitrogen and actively interacts with carbon. At the same time, its chemical activity increases with increasing temperature of titanium itself, which ultimately affects its properties. Since during the briquetting process the titanium chips are in contact with the medium containing the listed gases and carbon, it is therefore necessary to take measures that would eliminate their effect on the thermal zones of the briquette.

Известен способ брикетирования металлической стружки [6], включающий подготовку стружки к брикетированию, засыпку стружки в пресс-форму, уплотнение стружки до заданной плотности и ее спекание путем пропускания электрического тока через уплотненную стружку. Способ предусматривает также дробление стружки до необходимого размера и ее очистку от смазочно-охлаждающей жидкости, при этом уплотнение стружки осуществляют путем передачи на верхний пуансон-электрод усилия 20-25 МПа, а пропускаемый в течение 10-15 с через стружку электрический ток имеет плотность 8-11 А/мм2. Для устранения насыщения поверхности разогретой стружки кислородом, азотом и углеродом и предотвращения образования альфированного слоя, одновременно с пропусканием электрического тока через стружку, продувают со скоростью 10 л/мин инертный газ - аргон, в который в количестве 5,8-12,3% добавлен водород. Плотность электрического тока 11 А/мм2 для брикета диаметром 100 мм эквивалента величине электрического импульса в 90000 А.A known method of briquetting metal chips [6], including preparing chips for briquetting, filling chips into a mold, compacting chips to a given density and sintering by passing electric current through a compacted chip. The method also provides for crushing the chips to the required size and their cleaning from the cutting fluid, while the chips are compressed by transmitting a force of 20-25 MPa to the upper punch electrode, and the electric current passed through the chip for 10-15 s has a density of 8 -11 A / mm 2 . To eliminate the saturation of the surface of the heated chips with oxygen, nitrogen and carbon and to prevent the formation of an alpha layer, while passing an electric current through the chips, an inert gas, argon, in which 5.8-12.3% is added, is blown at a speed of 10 l / min hydrogen. The electric current density of 11 A / mm 2 for a briquette with a diameter of 100 mm is equivalent to an electric pulse of 90,000 A.

Необходимость продувать через стружку аргон значительно усложняет способ брикетирования, а большая продолжительность импульса тока при его значительной величине потребует отвода тепла от пресс-формы. The need to blow argon through the chips significantly complicates the briquetting method, and the large duration of the current pulse with its significant value will require heat removal from the mold.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является способ брикетирования металлической стружки [7], включающий подготовку стружки к брикетированию, засыпку стружки в пресс-форму, уплотнение стружки до заданной плотности и ее спекание путем пропускания импульса электрического тока через уплотненную стружку. Способ [7] так же, как и способ [6], предусматривает предварительное дробление стружки до необходимого размера и се очистку от смазочно-охлаждающей жидкости. Отличие способа [7] от способа [6] состоит в том, что длительность и величину электрического импульса устанавливают в определенных соотношениях, являющихся функциями физических характеристик материала стружки, ее размера и физико-механических характеристик брикета. В результате этого в процессе брикетирования нагревают только незначительную часть стружки и за очень короткое время, исчисляемое в миллисекундах, при этом пропускаемый ток достигает нескольких сотен тысяч ампер. Столь быстрый нагрев позволяет процесс брикетирования титановой стружки вести без пропускания через стружку инертного газа. The closest in technical essence to the claimed invention is a method for briquetting metal chips [7], which includes preparing chips for briquetting, filling chips into a mold, compacting chips to a given density and sintering by passing an electric current pulse through the compacted chips. The method [7] as well as the method [6], provides for the preliminary crushing of the chips to the required size and the cleaning of the cutting fluid. The difference between the method [7] and the method [6] is that the duration and magnitude of the electric impulse are set in certain ratios, which are functions of the physical characteristics of the chip material, its size and physico-mechanical characteristics of the briquette. As a result of this, only an insignificant part of the chip is heated in the briquetting process in a very short time, calculated in milliseconds, while the transmitted current reaches several hundred thousand amperes. Such rapid heating allows the process of briquetting titanium chips to be conducted without passing inert gas through the chips.

В известных способах [6, 7] предусмотрено пропускание электрического тока в направлении прессования через электрод-пуансоны, из которых один электрод-пуансон - неподвижный, а второй - подвижный. Подвижный электрод-пуансон осуществляет уплотнение стружки до заданной плотности, а затем через нее пропускают импульс электрического тока. Если учесть, что плотность исходной титановой стружки в десять раз меньше плотности брикета, то становятся очевидными те трудности, которые необходимо преодолеть при изготовлении брикетов длиной 100-300 мм при традиционной схеме пропускания импульса электрического тока в направлении приложения усилия прессования. В этом случае подвижный электрод-пуансон должен перемещаться для уплотнения стружки до заданной плотности на 1-3 м. С учетом того, что для подвода к подвижному электрод-пуансону импульса электрического тока в несколько сотен тысяч ампер требуется кабель сечением порядка 70 мм2, то в случае непосредственного присоединения такого кабеля к подвижному электрод-пуансону возникнут определенные механические и электротехнические проблемы.In the known methods [6, 7], an electric current is transmitted in the pressing direction through the electrode-punches, of which one electrode-punch is stationary and the second is movable. The movable electrode-punch compacts the chips to a given density, and then an electric current pulse is passed through it. If we take into account that the density of the initial titanium shavings is ten times lower than the density of the briquette, then the difficulties that must be overcome in the manufacture of briquettes 100-300 mm long with the traditional scheme of transmitting an electric current pulse in the direction of applying the pressing force become obvious. In this case, the movable electrode-punch must be moved to compact the chips to a predetermined density by 1-3 m. Considering that a cable with a cross section of the order of 70 mm 2 is required to supply an electric current pulse of several hundred thousand amperes to the moving electrode-punch, then in the case of direct connection of such a cable to the movable electrode-punch, certain mechanical and electrical problems will arise.

Такой кабель имеет большую жесткость, а следовательно, большой радиус безопасного изгиба, что приведет к возникновению механических нагрузок на подвижный электрод-пуансон и узел электрического соединения и к увеличению общей длины кабеля между источником импульсного тока и электрод-пуансоном. Увеличение длины кабеля скажется на увеличении его омического сопротивления и приведет к дополнительному увеличению индуктивности кабеля, а следовательно, к изменению характеристики разряда (амплитуды тока, продолжительности разряда). При этом следует учесть, что при присоединении кабеля к подвижному электрод-пуансону не представляется возможность каким-либо образом зафиксировать его пространственное положение. Неопределенный характер положения такого кабеля в пространстве после каждого перемещения электрод-пуансона в процессе уплотнения стружки приведет к неопределенному характеру изменения его индуктивности и, как следствие, к неопределенному характеру изменения характеристики разряда, к сдвигу момента прохождения импульса тока через максимум. Все это обусловлено неопределенным характером изменения переходных процессов в электрической цепи "источник импульсного тока - электрод", что в конечном итоге скажется на качестве изготовляемых брикетов. Such a cable has great rigidity, and therefore, a large radius of safe bending, which will lead to mechanical stresses on the movable electrode-punch and the electrical connection node and to increase the total cable length between the pulse current source and the electrode-punch. An increase in the length of the cable will affect the increase in its ohmic resistance and will lead to an additional increase in the inductance of the cable and, consequently, to a change in the characteristics of the discharge (current amplitude, duration of the discharge). It should be noted that when connecting the cable to the movable electrode-punch, it is not possible to fix its spatial position in any way. The indeterminate character of the position of such a cable in space after each movement of the electrode-punch during chip compaction will lead to an indeterminate change in its inductance and, as a result, to an indeterminate change in the discharge characteristics, to a shift in the moment of passage of the current pulse through the maximum. All this is due to the uncertain nature of the change in transients in the electric circuit "pulse current source - electrode", which ultimately will affect the quality of the briquettes produced.

Существующие возможности передачи электрического тока к подвижному электроду с помощью скользящих контактов [8] не могут быть применены для целей брикетирования в силу того, что они имеют ограничения по величине подводимого тока, связаны с изнашиванием скользящих контактов и вызывают значительный разогрев места контакта. The existing possibilities of transferring electric current to the moving electrode using sliding contacts [8] cannot be applied for briquetting due to the fact that they have limitations on the magnitude of the supplied current, are associated with the wear of the sliding contacts and cause a significant heating of the contact place.

В основу изобретения была поставлена задача разработать способ брикетирования, который позволил бы упростить процесс изготовления брикетов из титановой стружки и повысить их качество. The basis of the invention was the task of developing a briquetting method that would simplify the process of manufacturing briquettes from titanium chips and improve their quality.

Технический результат заявляемого изобретения состоит в снижении неопределенности в характере изменения переходных процессов в цепи разряда. The technical result of the claimed invention consists in reducing the uncertainty in the nature of changes in transients in the discharge circuit.

Технический результат достигается тем, что в способе брикетирования металлической стружки, преимущественно титановой, включающем подготовку стружки к брикетированию, засыпку стружки в пресс-форму, уплотнение стружки прессованием до заданной плотности и ее спекание путем пропускания импульса электрического тока через уплотненную стружку, согласно изобретению импульс электрического тока пропускают в направлении, перпендикулярном направлению прессования, электроды выполняют неподвижными и размещают их на стенках камеры прессования и спекания пресс-формы. The technical result is achieved by the fact that in the method of briquetting metal chips, mainly titanium, including preparing chips for briquetting, filling the chips into a mold, compacting the chips by pressing to a given density and sintering by passing an electric current pulse through the compacted chips, according to the invention, an electric pulse current is passed in a direction perpendicular to the pressing direction, the electrodes are stationary and place them on the walls of the pressing chamber and sintering the mold.

Благодаря тому что импульс электрического тока пропускают в направлении, перпендикулярном направлению прессования, электроды можно выполнить неподвижными и разместить их на стенках камеры прессования и спекания пресс-формы. В этом случае участок электрической цепи "источник импульсного тока - брикет", образованный кабелем, шиной, электродом и предварительно сжатой до размера брикета стружкой, имеет практически постоянную характеристику цепи разряда. Это обусловлено тем, что размеры элементов, составляющих участок цепи, определены конструктивно, то есть точно известны, а положение кабеля в пространстве не зависит от величины перемещения пуансона. Имеющаяся некоторая неопределенность переходного процесса в указанной выше электрической цепи зависит только от параметров брикета, в частности от взаимного расположения стружки внутри брикета, но эта величина хотя и переменная, но ее изменение не столь значительно, а поэтому она не скажется существенно на характеристике разряда. Due to the fact that an electric current pulse is passed in a direction perpendicular to the pressing direction, the electrodes can be fixed and placed on the walls of the pressing and sintering chamber of the mold. In this case, the section of the electric circuit "pulse current source - briquette", formed by a cable, bus, electrode and pre-compressed chips to the size of the briquette, has an almost constant characteristic of the discharge circuit. This is due to the fact that the dimensions of the elements that make up the section of the chain are determined structurally, that is, they are precisely known, and the position of the cable in space does not depend on the magnitude of the movement of the punch. There is some transient uncertainty in the aforementioned electric circuit that depends only on the briquette parameters, in particular, on the relative position of the chips inside the briquette, although this quantity is variable, its change is not so significant, and therefore it will not significantly affect the discharge characteristics.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут приведены ниже при рассмотрении принципиального устройства для брикетирования стружки:
фиг. 1 - продольный разрез устройства,
фиг. 2 - разрез по А-А.
These and other features and advantages of the present invention will be given below when considering a principle device for briquetting chips:
FIG. 1 is a longitudinal section of a device,
FIG. 2 - section along aa.

Устройство 1 для брикетирования титановой стружки 2 в брикет 3 содержит станину 4, размещенную на ней пресс-форму 5 с расположенными в ней камерой прессования и спекания 6 и загрузочной камерой 7 и бункер 8 для стружки, установленный над загрузочной камерой. Пресс-форма содержит также пуансон 9, соединенный с реверсивным приводом 10, разгрузочное окно 11, расположенное на торцевой стенке камеры прессования и спекания 6 соосно пуансону 9, затвор 12 с приводом 13 для перекрытия разгрузочного окна 11 и электроды 14. Электроды 14 выполняют неподвижными и размещают на противолежащих стенках 15 камеры прессования и спекания 6. Таким образом внутренний объем камеры прессования и спекания 6 образован затвором 12, пуансоном 9 и противолежащими стенками 15 с электродами 14, основанием и верхней плитой пресс-формы 5. С электродами 14 соединены шины 16, зафиксированные на камере прессования и спекания. Шины соединены с кабелем 17, а сам кабель соединен с источником импульсного тока 18. Кабель зафиксирован известным способом (не показано), а его длина определяется возможностью максимального приближения источника импульсного тока к пресс-форме. The device 1 for briquetting titanium chips 2 into briquettes 3 comprises a bed 4, a mold 5 placed on it with a pressing and sintering chamber 6 and a loading chamber 7 located therein, and a chip hopper 8 mounted above the loading chamber. The mold also contains a punch 9 connected to a reversible drive 10, an unloading window 11 located on the end wall of the pressing and sintering chamber 6 coaxially with the punch 9, a shutter 12 with an actuator 13 for closing the unloading window 11 and electrodes 14. The electrodes 14 are fixed and placed on opposite walls 15 of the pressing and sintering chamber 6. Thus, the internal volume of the pressing and sintering chamber 6 is formed by a shutter 12, a punch 9 and opposite walls 15 with electrodes 14, a base and an upper plate of the mold 5. C the electrodes 14 are connected tires 16, fixed on the chamber of pressing and sintering. The tires are connected to the cable 17, and the cable itself is connected to the pulse current source 18. The cable is fixed in a known manner (not shown), and its length is determined by the possibility of maximizing the pulse current source to the mold.

В тех случаях, когда будущий брикет имеет вытянутую форму, например параллелепипеда, пуансон 9 целесообразно выполнить в виде подвижной стенки камеры прессования и спекания, имеющей наименьшую площадь. В этом случае усилие прессования стружки будет меньше, поскольку его величина связана прямой зависимостью с площадью приложения усилия прессования. Тогда электроды 14 размещают на стенках камеры прессования и спекания, имеющих площадь больше площади подвижной стенки камеры прессования и спекания. Как известно, прохождение электрического тока через проводник, обладающий сопротивлением, всегда сопровождается выделением тепла. Количество этого тепла прямо зависит от сопротивления проводника, а сопротивление проводника имеет обратную зависимость от площади поперечного сечения проводника. Таким образом, с увеличением площади электродов потери мощности импульса электрического тока, обусловленные выделением тепла в электродах, уменьшатся. Следовательно, импульс тока в этом случае использован более эффективно для соединения между собой предварительно спрессованных элементов стружки. In cases where the future briquette has an elongated shape, for example, a parallelepiped, the punch 9 is expediently made in the form of a movable wall of the pressing and sintering chamber having the smallest area. In this case, the pressing force of the chip will be less, since its value is directly related to the area of application of the pressing force. Then the electrodes 14 are placed on the walls of the pressing and sintering chamber, having an area greater than the area of the movable wall of the pressing and sintering chamber. As you know, the passage of electric current through a conductor with resistance is always accompanied by heat. The amount of this heat directly depends on the resistance of the conductor, and the resistance of the conductor has an inverse dependence on the cross-sectional area of the conductor. Thus, with an increase in the area of the electrodes, the loss of power of the electric current pulse due to the release of heat in the electrodes will decrease. Consequently, the current pulse in this case is used more efficiently for interconnecting pre-pressed chip elements.

Заявленный способ осуществляют следующим образом. Подлежащую брикетированию стружку предварительно обрабатывают для уменьшения ее размера и очищают от масла и эмульсии, удаляют посторонние включения. Затем подготовленную стружку загружают в бункер 8, а из него - в загрузочную камеру 7. Включают привод 10 перемещения пуансона и стружку из загрузочной камеры 7 подают в камеру прессования и спекания 6 с одновременным уплотнением стружки до заданной плотности. Исходя из площади поперечного сечения пуансона и величины удельного давления, необходимой для достижения заданной плотности брикета, к пуансону прикладывают необходимое усилие прессования. В процессе уплотнения стружки между ее элементами образуется механический контакт. После уплотнения стружки через нее в направлении, перпендикулярном направлению прессования, пропускают импульс электрического тока с заданными параметрами разряда (величина тока и его продолжительность), которые определяются в процессе отработки процесса брикетирования. Сопротивление элементов стружки в месте их взаимного соприкосновения всегда представляет собой точечное контактное сопротивление. Однако это сопротивление не подчиняется известным зависимостям для металлов. Это обусловлено тем, что поверхности стружки никогда не являются идеально ровными, кроме того, степени контакта под действием усилия прессования между отдельными элементами стружки в силу их хаотичного расположения всегда будут различными, на поверхности стружки могут оставаться после очистки жировые пленки, толщина окисных пленок также может отличаться на отдельных участках. Все это вызывает большое омическое сопротивление в зонах контактов стружки, а прохождение через эти участки импульса электрического тока сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, результатом которого является локальный разогрев и локальное расплавление отдельных контактирующих между собой участков стружки, диффузия металла в местах расплавления и соединение элементов стружки между собой с образованием брикета. The claimed method is as follows. The chips to be briquetted are pre-treated to reduce their size and cleaned of oil and emulsion, and foreign matter is removed. Then, the prepared chips are loaded into the hopper 8, and from it into the loading chamber 7. The drive 10 for moving the punch is turned on and the chips from the loading chamber 7 are fed into the pressing and sintering chamber 6 with simultaneous compaction of the chips to a predetermined density. Based on the cross-sectional area of the punch and the specific pressure required to achieve a given briquette density, the necessary pressing force is applied to the punch. During chip compaction, a mechanical contact is formed between its elements. After compacting the chips through it in a direction perpendicular to the direction of pressing, an electric current pulse is passed with the given discharge parameters (current value and its duration), which are determined during the briquetting process. The resistance of the chip elements in the place of their mutual contact is always a point contact resistance. However, this resistance does not obey the known dependences for metals. This is due to the fact that the surface of the chip is never perfectly smooth, in addition, the degree of contact under the action of the pressing force between the individual chip elements due to their random location will always be different, grease films may remain on the chip surface after cleaning, and the thickness of oxide films can also differ in individual areas. All this causes a large ohmic resistance in the areas of contact of the chip, and the passage of electric current through these sections is accompanied by the release of a large amount of thermal energy, which results in local heating and local melting of the individual sections of the chip in contact, the diffusion of the metal in the places of melting and the connection of the chip elements among themselves with the formation of a briquette.

Для извлечения брикета из камеры прессования и спекания затвор 12 приводом 13 поднимают вверх, открывая разгрузочное окно 11. После этого дополнительным перемещением пуансона 9 в направлении приложения усилия прессования готовый брикет выталкивают из камеры прессования и спекания. Затем затвор 12 опускают вниз, перекрывая разгрузочное окно 11, а пуансон 9 перемещают в исходное положение. На этом цикл изготовления брикета заканчивается. За время извлечения брикета из камеры прессования и спекания и возврата пуансона в исходное положение осуществляют известным способом подзарядку источника импульсного тока. To remove the briquette from the pressing and sintering chamber, the shutter 12 is lifted up by the actuator 13, opening the discharge window 11. After that, by additional movement of the punch 9 in the direction of application of the pressing force, the finished briquette is ejected from the pressing and sintering chamber. Then the shutter 12 is lowered down, blocking the discharge window 11, and the punch 9 is moved to its original position. This completes the production cycle of the briquette. During the extraction of the briquette from the pressing and sintering chamber and the return of the punch to its original position, the pulse current source is charged in a known manner.

В силу того что пропускаемый через стружку импульс электрического тока подают через неподвижные электроды, которые размещают на стенках камеры прессования и спекания, пространственное положение электрической цепи, по которой пропускают импульс электрического тока, всегда постоянно и не зависит от величины перемещения пуансона, а это означает, что характер изменения переходных процессов на участке разряда можно считать постоянным, то есть неизменной будет и характеристика разряда. Следует также отметить, что в предложенном способе брикетирования титановой стружки в отличие от традиционного, при котором направление пропускания импульса электрического тока через спрессованную стружку и направление усилия прессования совпадают, достигают снижение потери мощности импульса тока на электродах (более полное использование импульса тока для целей брикетирования), при одновременном снижении усилия прессования. Кроме того, присоединение кабеля к неподвижным шинам камеры прессования и спекания исключает проблемы, связанные с обеспечением надежного электрического соединения, которые возникают в случае подвижного электрод-пуансона, снижает механические нагрузки на пуансон и упрощает процесс извлечения готового брикета из камеры прессования и спекания. Due to the fact that the electric current pulse passed through the chips is supplied through stationary electrodes, which are placed on the walls of the pressing and sintering chamber, the spatial position of the electric circuit along which the electric current pulse is passed is always constant and does not depend on the size of the punch movement, which means that the nature of the change in transients in the discharge section can be considered constant, that is, the discharge characteristic will also be unchanged. It should also be noted that in the proposed method for titanium briquette briquetting, in contrast to the traditional one, in which the direction of transmission of the electric current pulse through the pressed chips and the pressing force direction coincide, they achieve a reduction in the current pulse power at the electrodes (more complete use of the current pulse for briquetting) , while reducing the pressing force. In addition, attaching the cable to the fixed tires of the pressing and sintering chamber eliminates the problems associated with providing reliable electrical connections that occur in the case of a movable electrode-punch, reduces mechanical stress on the punch and simplifies the process of removing the finished briquette from the pressing and sintering chamber.

Источники информации
1. а.с. СССР N 653135, кл. B 30 B 9/32.
Sources of information
1. A.S. USSR N 653135, class B 30 B 9/32.

2. а.с. СССР N 709385, кл. B 30 B 9/32. 2. A.S. USSR N 709385, class B 30 B 9/32.

3. а.с. СССР N 783043, кл. B 30 B 9/32. 3. A.S. USSR N 783043, class B 30 B 9/32.

4. а.с. СССР N 448967, кл. B 30 B 9/32. 4. a.s. USSR N 448967, class B 30 B 9/32.

5. а.с. СССР N 1375475, кл. B 30 B 9/32. 5. A.S. USSR N 1375475, class B 30 B 9/32.

6. а.с. СССР N 1748942, кл. B 30 B 9/32. 6. A.S. USSR N 1748942, class. B 30 B 9/32.

7. п. РФ N 2063304 кл. B 30 B 9/32. 7. p. Of the Russian Federation N 2063304 cl. B 30 B 9/32.

8. А. Н. Шамов и др. Высокочастотная сварка металлов. Л. Политехника, 1991, с. 105-132. 8. A. N. Shamov et al. High-frequency welding of metals. L. Polytechnic, 1991, p. 105-132.

Claims (1)

Способ брикетирования металлической стружки, преимущественно титановой, включающий подготовку стружки к брикетированию, засыпку стружки в пресс-форму, уплотнение стружки прессованием до заданной плотности и спекание путем пропускания импульса электрического тока через уплотненную стружку, отличающийся тем, что импульс электрического тока пропускают в направлении, перпендикулярном направлению прессования, при этом электроды выполняют неподвижными и размещают их на стенках камеры прессования и спекания пресс-формы. A method for briquetting metal chips, mainly titanium, comprising preparing chips for briquetting, filling the chips into a mold, compacting the chips by pressing to a predetermined density, and sintering by passing an electric current pulse through the compacted chips, characterized in that the electric current pulse is passed in a direction perpendicular the direction of pressing, while the electrodes are stationary and place them on the walls of the chamber of pressing and sintering of the mold.
RU2000105302A 2000-03-03 2000-03-03 Metal chip briquetting method RU2175019C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105302A RU2175019C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Metal chip briquetting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105302A RU2175019C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Metal chip briquetting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2175019C1 true RU2175019C1 (en) 2001-10-20

Family

ID=20231383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105302A RU2175019C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Metal chip briquetting method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2175019C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547368C2 (en) * 2013-06-14 2015-04-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" Metal chip briquetting process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547368C2 (en) * 2013-06-14 2015-04-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" Metal chip briquetting process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2918804B2 (en) Method of manufacturing high-density powder pressed product
US20130336830A1 (en) Method for producing high-strength sintered compact and high-strength sintered compact production system
CN203253925U (en) High-density forming device of mixed powder and high-density three-layer powder green compact
JPH0336490A (en) Equilateral press and equilateral press method therefor in microwave heating
CN103260798A (en) High density molding method and high density molding device for mixed powder
CN101612664A (en) Suppress the method for first pulverulent material and second pulverulent material
WO2014190391A1 (en) A process for producing and reducing an iron oxide briquette
CN101612665B (en) Selective sintering of compacted components
US3779747A (en) Process for heating and sintering ferrous powder metal compacts
RU2175019C1 (en) Metal chip briquetting method
US4089681A (en) Process for the manufacture of steel products
JP4707407B2 (en) Steelmaking dust solidified product and method for producing the same
US20150076729A1 (en) High-density molding device and high-density molding method for mixed powder
CN203253923U (en) High-density forming device of mixed powder
US3331686A (en) Method of heating and forming powdered metals
US3125437A (en) Method of briquetting iron ores
RU1834899C (en) Method for production of carbon containing raw briquettes
EP2842663A1 (en) Device for high-density molding and method for high-density molding of mixed powder
JP4704061B2 (en) Solidified product of steelmaking dust and method for producing the same
CA1281907C (en) Metallurgical composites and processes
RU2476609C2 (en) Compacted metallurgical product, manufacturing method of compacted metallurgical product and use of compacted metallurgical product
CN100462452C (en) Production method of briquette for metal material
US2136509A (en) Catalyst pellet and process of making
RU2060866C1 (en) Method of making products of powder materials and apparatus for performing the same
CN113921310B (en) Technological manufacturing method of arc contact