RU2284236C1 - Tool for compacting charge materials - Google Patents
Tool for compacting charge materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284236C1 RU2284236C1 RU2005101429/02A RU2005101429A RU2284236C1 RU 2284236 C1 RU2284236 C1 RU 2284236C1 RU 2005101429/02 A RU2005101429/02 A RU 2005101429/02A RU 2005101429 A RU2005101429 A RU 2005101429A RU 2284236 C1 RU2284236 C1 RU 2284236C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- movable sleeve
- working
- sleeve
- cone
- electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано при производстве расходуемых электродов для плавки высокореакционных металлов и сплавов, в частности для выплавки слитков из титана и его сплавов.The invention relates to the field of electrometallurgy and can be used in the manufacture of consumable electrodes for melting highly reactive metals and alloys, in particular for the smelting of ingots from titanium and its alloys.
Известен способ полунепрерывного прессования через конусную матрицу в компаундированный электрод для вакуумной дуговой плавки титановых сплавов (Плавка и литье титановых сплавов. Под ред. В.И.Добаткина. М., Металлургия, 1978, с.265-271, рис. 107, 108).A known method of semi-continuous pressing through a cone matrix into a compound electrode for vacuum arc melting of titanium alloys (Melting and casting of titanium alloys. Edited by V.I.Dobatkin. M., Metallurgy, 1978, S. 265-271, Fig. 107, 108 )
Известный способ прессования позволяет получить достаточно длинный и однородный в поперечном сечении электрод с хорошей поверхностью и допустимой кривизной из сыпучих материалов, отличающихся друг от друга по форме, плотности, массе, размерам, коэффициенту трения между собой и стенками матрицы. Рабочая матрица подогревается до 100-200°С с целью получения оптимального коэффициента трения между электродом и стенками матрицы. Известно, что титановые сплавы независимо от их типа и геометрических размеров склонны к контактному схватыванию (повышенной адгезии как между собой, так и с другими металлами). Мелкие фракции шихты, в основном титановая губка, составляющая 60-95% всего объема прессуемого электрода, достаточно легко проникают в зазор, образованный пресс-шайбой и стенкой матрицы, где накапливаются и прилипают к их поверхностям, образуя перемычки, затрудняющие движение пресс-штемпеля. Электрод проталкивается через матрицу рывками. Это приводит к снижению плотности и прочности электрода, увеличивается вероятность его ломки при правке и транспортировке. Подобный процесс особенно характерен для сплавов с малым количеством лигатуры и отходов.The known method of pressing allows to obtain a sufficiently long and uniform cross-sectional electrode with a good surface and acceptable curvature from bulk materials that differ from each other in shape, density, mass, size, coefficient of friction between themselves and the walls of the matrix. The working matrix is heated to 100-200 ° C in order to obtain the optimal coefficient of friction between the electrode and the walls of the matrix. It is known that titanium alloys, regardless of their type and geometrical dimensions, are prone to contact setting (increased adhesion both between themselves and with other metals). Fine fractions of the charge, mainly a titanium sponge, which makes up 60-95% of the total volume of the pressed electrode, easily penetrate into the gap formed by the press washer and the matrix wall, where they accumulate and adhere to their surfaces, forming jumpers that impede the movement of the stamp. The electrode is pushed through the matrix in jerks. This leads to a decrease in the density and strength of the electrode, increases the likelihood of its breaking during dressing and transportation. A similar process is especially characteristic for alloys with a small amount of ligature and waste.
Прочность перемычек, образующихся в процессе прессования, может достичь критических величин. Наблюдались случаи заклинивания пресс-шайбы в контейнере и обрыва хвостовика пресс-штемпеля при обратном ходе пресса.The strength of the jumpers formed during the pressing process can reach critical values. Cases of jamming of the press washer in the container and breakage of the shank of the press stamp during the reverse stroke of the press were observed.
Известен способ изготовления расходуемого электрода для выплавки слитков высоколегированных титановых сплавов (патент РФ 2015845, МПК B 22 F 3/02, опубл. 15.07.1994.), включающий смешивание сыпучих шихтовых материалов, подачу их в конусную матрицу, прессование шихты с одновременным продавливанием порций через матрицу за один ход пуансона, при этом пресс-шайба пуансона снабжена фигурной рабочей поверхностью. Последняя порция шихты запрессовывается пресс-шайбой, имеющей плоскую рабочую поверхность, которая формирует аналогичную поверхность на торце электрода.A known method of manufacturing a consumable electrode for smelting ingots of high alloy titanium alloys (RF patent 2015845, IPC B 22 F 3/02, publ. 07/15/1994.), Including mixing bulk materials, feeding them into a cone matrix, pressing the mixture with simultaneous bursting through the die in one stroke of the punch, while the punch press washer is equipped with a curly working surface. The last portion of the charge is pressed with a press washer having a flat working surface that forms a similar surface at the end of the electrode.
Прессование происходит вследствие сопротивления обжатия прессуемого электрода при его проталкивании через матрицу. Недостаток данного способа заключается в том, что удельное давление около стенок пресс-формы в несколько раз больше, чем в центральной части электрода. В связи с этим движение губки в средней части электрода опережает движение губки в его наружных слоях, в результате чего возникают растягивающие напряжения в его наружных слоях, приводящие к образованию трещин; прочность электрода снижается, что может привести к его поломке или обрыву в печи. Фигурная поверхность пресс-шайбы перераспределяет эпюру напряжений, возникающих в электроде, но не устраняет их.The pressing occurs due to the compression resistance of the pressed electrode when it is pushed through the die. The disadvantage of this method is that the specific pressure near the walls of the mold is several times greater than in the central part of the electrode. In this regard, the movement of the sponge in the middle part of the electrode is ahead of the movement of the sponge in its outer layers, as a result of which tensile stresses arise in its outer layers, leading to the formation of cracks; the strength of the electrode decreases, which can lead to breakage or breakage in the furnace. The figured surface of the press washer redistributes the diagram of the stresses arising in the electrode, but does not eliminate them.
Известна составная пресс-шайба, выполненная в виде корпуса с соосно размещенным со стороны рабочего торца конусным выступом для установки на нем съемного кольца с конусным отверстием, при этом угол конуса выполнен больше угла трения, а диаметр меньшего основания конусного отверстия кольца выполнен меньше диаметра верхнего основания конусного выступа (патент РФ 2238812, МПК В 21 С 25/00) - прототип.Known composite press washer, made in the form of a housing with a conically aligned conical protrusion on the side of the working end for installing a removable ring with a conical hole, the angle of the cone made more than the friction angle, and the diameter of the smaller base of the conical hole of the ring made less than the diameter of the upper base conical protrusion (RF patent 2238812, IPC B 21 C 25/00) - prototype.
Данная конструкция используется при обработке металлов давлением в производстве профильных изделий, преимущественно труб повышенной точности. Может быть использована при циклической технологии, т.к. требует установки на пресс-штемпеле при начале каждого рабочего хода. Кроме того, не препятствует образованию перемычек между боковыми поверхностями пресс-штемпеля и матрицы.This design is used in the processing of metals by pressure in the production of profile products, mainly pipes of high accuracy. It can be used with cyclic technology, as requires installation on the press stamp at the beginning of each working stroke. In addition, it does not prevent the formation of jumpers between the side surfaces of the stamp and the die.
Задачи, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются:The tasks to which the invention is directed are:
- обеспечение стабильности усилий прессования путем недопущения образований перемычек из шихтового материала в зазорах между подвижными и неподвижными узлами прессового инструмента;- ensuring the stability of the pressing force by preventing the formation of jumpers from the charge material in the gaps between the movable and stationary nodes of the pressing tool;
- повышение прочностных характеристик прессуемого электрода;- increase the strength characteristics of the pressed electrode;
- предотвращение аварийных ситуаций при прессовании, ведущих к поломке прессового инструмента.- prevention of emergency situations during pressing, leading to breakage of the pressing tool.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в:The technical result achieved by the implementation of the invention is:
- устранении зазоров между пресс-шайбой и матрицей в процессе рабочего хода пресса;- elimination of gaps between the press washer and the matrix during the working stroke of the press;
- уменьшении усилий при извлечении пресс-шайбы из матрицы за счет образования зазора между их поверхностями при обратном ходе пресса;- reduction of efforts when removing the press washer from the matrix due to the formation of a gap between their surfaces during the reverse stroke of the press;
- выравнивании удельного давления при прессовании между наружными слоями и средней частью электрода.- equalization of specific pressure during pressing between the outer layers and the middle part of the electrode.
Указанный технический результат достигается тем, что инструмент для компактирования шихтовых материалов, содержащий неподвижно закрепленный на пресс-штемпеле корпус с соосно размещенным со стороны рабочего торца конусным выступом с рабочей поверхностью, на котором с возможностью осевого перемещения установлена втулка с рабочей поверхностью, внутренняя поверхность втулки выполнена с коническим и цилиндрическим участками, уступом между ними и расположенными на цилиндрическом участке ограничителями осевого перемещения втулки, рабочие поверхности конусного выступа и подвижной втулки выполнены фигурными из условия обеспечения сопряжения друг с другом при крайнем верхнем положении подвижной втулки.The specified technical result is achieved by the fact that the tool for compacting charge materials, comprising a housing fixed to the press stamp with a conical protrusion coaxially located on the side of the working end with a working surface on which a sleeve with a working surface is mounted with the possibility of axial movement, the inner surface of the sleeve is made with a conical and cylindrical sections, a ledge between them and located on the cylindrical section of the axial movement of the sleeve, the worker the surfaces of the conical protrusion and the movable sleeve are made curly from the condition of ensuring interfacing with each other at the extreme upper position of the movable sleeve.
Изобретение поясняется чертежом, где показана схема работы пресс-шайбы (в левой половине - начало рабочего хода, в правой - окончание). Сборная пресс-шайба содержит корпус 1 с поверхностями: конической 2 и рабочей 3, подвижной втулкой 4 с поверхностями: конической 5, цилиндрической 6, рабочей 7 и уступом 8, фиксаторов осевого перемещения 9, состоящих из штифтов 10, которые перемещаются в пазах 11, расположенных в пресс-штемпеле 12, втулка и центрирующее кольцо сопряжены по конической поверхности с углом конуса γ.The invention is illustrated by the drawing, which shows a diagram of the operation of the press washer (in the left half - the beginning of the working stroke, in the right - the end). The prefabricated press washer comprises a housing 1 with surfaces: conical 2 and working 3, a movable sleeve 4 with surfaces: conical 5, cylindrical 6, working 7 and ledge 8, axial displacement clamps 9, consisting of pins 10 that move in grooves 11, located in the press stamp 12, the sleeve and the centering ring are mated on a conical surface with a cone angle γ.
Пресс-шайба работает следующим образом: перед началом прессования конусную матрицу заглушают прокладкой. После получения первоначального брикета прокладку из нее удаляют. Дальнейшее прессование происходит вследствие сопротивления обжатия прессуемого электрода при его проталкивании через матрицу.The press washer works as follows: before pressing, the cone die is sealed with a gasket. After receiving the initial briquette, the gasket is removed from it. Further pressing occurs due to the compression resistance of the pressed electrode when it is pushed through the die.
В начальный момент при подаче пресс-шайбы в контейнер втулка свободно подвешена на фиксаторах осевого перемещения 9, затем рабочая поверхность втулки 7 упирается в шихту и напрессовывается на корпус 1 по коническим поверхностям 2, 5. За счет деформации происходит увеличение наружного диаметра втулки, при этом сохраняется упругое состояние ее материала. Максимальное увеличение наружного диаметра кольца может ориентировочно достигать до 0,02% от номинального размера и ограничивается стенками контейнера. При этом происходит практический выбор зазора между наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью матрицы, что полностью исключает попадание между ними частиц шихты и образования перемычек. Подвижная втулка при этом самоцентрируется по внутренней стенке матрицы, а корпус пресс-штемпеля по оси втулки, что обеспечивает точность приложения усилий прессований электрода, а как следствие этого его минимальную кривизну. В начальный момент давление на шихту осуществляется около стенок матрицы рабочей поверхностью 7 подвижной втулки 4, вызывая перемещение шихты в среднею часть электрода и ее активное перемешивание. Постепенно рабочая поверхность конического выступа 3 перемещается за рабочую поверхность втулки 7 и сопрягается с ней, образуя общую рабочую поверхность. Происходит перераспределение удельных давлений прессования между наружными слоями и средней частью электрода. Сначала они выравниваются, затем в средней части электрода удельное давление становится больше. Шихта перемещается к наружной поверхности электрода и дополнительно перемещается под давлением. В результате происходит сварка трением и устраняются объемные напряжения. Перемещение подвижной втулки 4 ограничивается уступом 8, который упирается в торец пресс-штемпеля 12. При обратном ходе пресса корпус 1 и подвижная втулка 4 легко перемещаются относительно друг друга, т.к. угол конуса сопряжения γ выполнен больше угла трения. Образуется зазор между матрицей и прессовым инструментом, что гарантирует прессовый инструмент от заклинивания и обрыва хвостовика пресс-штемпеля. Перемещение подвижной втулки 4 при обратном ходе пресса ограничивается фиксаторами 9 с помощью штифтов 10 и пазов 11, выполненных в пресс-штемпеле 12. Торец цилиндрической части 6 втулки при прессовании всегда находится выше уровня шихты, что гарантирует непопадание шихты в полость, образованную поверхностями пресс-штемпеля и втулки.At the initial moment, when the press washer is fed into the container, the sleeve is freely suspended on the axial displacement clamps 9, then the working surface of the sleeve 7 abuts against the charge and is pressed onto the housing 1 along the conical surfaces 2, 5. Due to deformation, the outer diameter of the sleeve increases, while the elastic state of its material is maintained. The maximum increase in the outer diameter of the ring can approximately reach 0.02% of the nominal size and is limited by the walls of the container. In this case, a practical choice is made of the gap between the outer surface of the sleeve and the inner surface of the matrix, which completely excludes the ingress of charge particles between them and the formation of jumpers. In this case, the movable sleeve is self-centered on the inner wall of the matrix, and the body of the press stamp on the axis of the sleeve, which ensures the accuracy of the application of the pressing forces of the electrode, and as a result, its minimal curvature. At the initial moment, pressure on the charge is carried out near the matrix walls by the working surface 7 of the movable sleeve 4, causing the charge to move into the middle part of the electrode and actively mix it. Gradually, the working surface of the conical protrusion 3 moves beyond the working surface of the sleeve 7 and mates with it, forming a common working surface. There is a redistribution of the specific pressing pressures between the outer layers and the middle part of the electrode. First they align, then in the middle of the electrode the specific pressure becomes larger. The mixture moves to the outer surface of the electrode and additionally moves under pressure. As a result, friction welding occurs and volumetric stresses are eliminated. The movement of the movable sleeve 4 is limited by a step 8, which abuts against the end face of the press stamp 12. During the reverse stroke of the press, the housing 1 and the movable sleeve 4 are easily moved relative to each other, because the angle of the conjugation cone γ is made larger than the angle of friction. A gap is formed between the die and the pressing tool, which guarantees the pressing tool from jamming and breaking of the shank of the press stamp. The movement of the movable sleeve 4 during the reverse stroke of the press is limited by the clamps 9 with the help of pins 10 and grooves 11 made in the press stamp 12. The end face of the cylindrical part 6 of the sleeve when pressing is always above the level of the charge, which ensures that the charge does not fall into the cavity formed by the surfaces of the press stamps and bushings.
Инструмент для компактирования шихтовых материалов может также использоваться для прессования брикетов.A tool for compacting charge materials can also be used for pressing briquettes.
Таким образом, прелагаемый инструмент для компактирования шихтовых материалов позволяет:Thus, the proposed tool for compacting charge materials allows you to:
- иметь повышенную механическую прочность электрода (в сравнении с известными технологиями), исключающую возможность поломки при транспортировке и его обрыва в процессе плавки за счет минимизации внутренних напряжений прессуемых изделий;- have increased mechanical strength of the electrode (in comparison with known technologies), eliminating the possibility of breakage during transportation and its breakage during the melting process by minimizing the internal stresses of the pressed products;
- повысить точность прессования изделий (геометрические размеры) посредством самоцентрирования инструмента относительно оси контейнера;- increase the accuracy of pressing products (geometric dimensions) by means of self-centering of the tool relative to the axis of the container;
- повысить плотность электрода для уменьшения его длины и соответственно высоты печи в результате хорошего перемешивания шихтового материала в процессе прессования;- increase the density of the electrode to reduce its length and, accordingly, the height of the furnace as a result of good mixing of the charge material in the pressing process;
- повысить надежность работы прессового инструмента, обеспечив легкость извлечения прессового инструмента при обратном ходе пресса;- increase the reliability of the pressing tool, ensuring ease of extraction of the pressing tool during the reverse stroke of the press;
- повысить ремонтопригодность прессового инструмента, компенсируя износ внутренней поверхности матрицы путем подбора наружного диаметра подвижной втулки.- increase the maintainability of the pressing tool, compensating for the wear of the inner surface of the matrix by selecting the outer diameter of the movable sleeve.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101429/02A RU2284236C1 (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Tool for compacting charge materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101429/02A RU2284236C1 (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Tool for compacting charge materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2284236C1 true RU2284236C1 (en) | 2006-09-27 |
Family
ID=37436455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005101429/02A RU2284236C1 (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Tool for compacting charge materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284236C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519710C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Tool for charge material compaction |
-
2005
- 2005-01-21 RU RU2005101429/02A patent/RU2284236C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519710C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Tool for charge material compaction |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9248503B2 (en) | Powder metal forging and method and apparatus of manufacture | |
CN101693264B (en) | Large equal channel angular large-strain extrusion die | |
CN211708103U (en) | Titanium-aluminum series alloy thin-wall hollow part cold isostatic pressing forming die | |
CN111519049A (en) | Low-cost niobium-titanium alloy electrode preparation method and niobium-titanium alloy electrode | |
US5490969A (en) | Mould for isostatic pressing | |
RU2284236C1 (en) | Tool for compacting charge materials | |
CN206263260U (en) | A kind of powder hot-pressing mould | |
JP4377901B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing high-strength processed material | |
WO2011072961A1 (en) | Process for sintering powders assisted by pressure and electric current | |
US8647563B2 (en) | Press tool | |
CN104492896B (en) | Powder substrate edge covering pellet pressing device and use method thereof | |
US5631029A (en) | Mould for isostatic pressing | |
CN202367205U (en) | Hot-pressing sintering mould | |
RU2440428C2 (en) | Continuous pressing method of consumable electrodes for melting of large-size ingots of titanium alloys | |
RU2291030C1 (en) | Consumable electrode semi-continuous pressing method and die for perfoming the same | |
WO2016021362A1 (en) | Method for manufacturing composite sintered body | |
RU2284360C2 (en) | Method of production of consumable electrode for making ingots manufactured from titanium alloys | |
EP0999909B1 (en) | Metal powder compression tool | |
RU2519710C1 (en) | Tool for charge material compaction | |
RU2470737C2 (en) | Method of moulding cylindrical articles from powder materials | |
CN111451496A (en) | Metal powder tablet press die capable of preventing die clamping and facilitating die stripping | |
CN219074365U (en) | Powder metallurgy friction ring compacting tool set | |
RU2264887C1 (en) | Method for semi-continuous pressing of articles of titanium alloy charge materials | |
CN105081318B (en) | Special forming mold for steel base outer surface ring composite copper alloy layer and method thereof | |
JP2003010999A (en) | Mill and rod for tablet forming |