RU2429943C1 - Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов - Google Patents
Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429943C1 RU2429943C1 RU2010111809/02A RU2010111809A RU2429943C1 RU 2429943 C1 RU2429943 C1 RU 2429943C1 RU 2010111809/02 A RU2010111809/02 A RU 2010111809/02A RU 2010111809 A RU2010111809 A RU 2010111809A RU 2429943 C1 RU2429943 C1 RU 2429943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- container
- width
- height
- diameter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке порошкообразных материалов давлением, в частности к устройствам для получения проволоки и профилей методом непрерывного прессования из некомпактных металлических материалов, таких как стружка, порошок, гранулы. Устройство содержит подогреваемый контейнер, шнек с приводом и два валка с одинаковыми катающими диаметрами, один из которых выполнен с ручьем, другой - с выступом, образующие закрытый калибр, на выходе из которого установлена матрица с гидроприжимом. Между контейнером и валками расположена форкамера, имеющая внутреннюю полость с переменным сечением, состоящую из участка прямоугольного сечения, размеры которого по высоте не превышают высоты калибра в месте пересечения максимальных диаметров валка с ручьем и валка с выступом, а по ширине соответствуют ширине закрытого калибра, и участка конического сечения, минимальные размеры которого совпадают с размерами участка прямоугольного сечения, а максимальные на границе с контейнером определяются диаметром из условия , где D - диаметр форкамеры на границе с контейнером; b - ширина закрытого калибра; hmin - высота закрытого калибра в наименьшем сечении. Использование устройства позволяет повысить качество изделий за счет увеличения механических свойств и расширить технологические возможности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, точнее, к устройствам для получения проволоки и профилей методом непрерывного прессования из некомпактных металлических материалов: стружки, порошков, гранул и т.п.
Известно устройство для принудительной подачи некомпактного материала (порошка) в валки прокатного стана и прокатки его в горизонтальном направлении в виде металлической ленты (Г.А. Виноградов, В.П. Каташинский. Теория листовой прокатки металлических порошков и гранул. М.: Металлургия, 1979). Оно состоит из бункера, контейнера, шнека с приводом и задающего блока. За счет давления, создаваемого шнеком в контейнере, устройство последовательно уплотняет, перемещает металлический материал и посредством задающего блока направляет его в валки, расположенные в горизонтальной плоскости. Однако данное устройство позволяет получать только листовой прокат в виде лент, что существенно ограничивает сортамент получаемых изделий.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения проволоки и профилей, включающее два валка, один из которых выполнен с ручьем, другой - с выступом, образующие закрытый калибр, на выходе из которого установлена матрица с возможностью прижима к валкам, а также валок для захвата некомпактного материала и подачи его в калибр (Пат. 1692739 РФ, МПК В22F 3/18, В21В 1/10, 23.11.91).
Данное устройство позволяет реализовать процесс совмещенной прокатки-прессования и получать пресс-изделия различной формы из некомпактных металлических материалов (порошков, стружки, гранул и т.п.), однако степень уплотнения, которая создается с помощью дополнительного валка, не всегда достаточна для получения скомпактированной заготовки. В связи с этим затрудняется дальнейший захват металла валками и его обработка, что существенно сказывается на качестве проработки материала и структуре пресс-изделия. Поэтому нет возможности получать проволоку и профили из некомпактных материалов с регламентированной структурой и повышенными механическими свойствами.
Основной задачей изобретения является повышение качества пресс-изделий за счет увеличения механических свойств и расширение его технологических возможностей.
Для достижения поставленной задачи устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов, включающее подогреваемый контейнер, шнек с приводом и два валка с одинаковыми катающими диаметрами, один из которых выполнен с ручьем, другой - с выступом, образующие закрытый калибр, на выходе из которого установлена матрица с гидроприжимом, дополнительно снабжено форкамерой, расположенной между контейнером и валками, имеющей внутреннюю полость с переменным сечением, состоящую из участка прямоугольного сечения, размеры которого по высоте не превышают высоты калибра в месте пересечения максимальных диаметров валка с ручьем и валка с выступом, а по ширине соответствуют ширине закрытого калибра, и участка конического сечения, минимальные размеры которого совпадают с размерами участка прямоугольного сечения, а максимальные на границе с контейнером определяются диаметром из условия ,
где D - диаметр форкамеры на границе с контейнером;
b - ширина закрытого калибра;
hmin - высота закрытого калибра в наименьшем сечении.
При этом форкамера может быть снабжена нагревателями.
По сравнению с прототипом конструктивные особенности заявляемого устройства, характеризующиеся рядом отличительных признаков, позволяют повысить эффективность процесса получения проволоки и профилей из некомпактных материалов путем повышения механических характеристик пресс-изделий и расширить его технологические возможности.
По отношению к прототипу у предлагаемого устройства имеются следующие отличительные признаки: между контейнером и валками расположена форкамера, имеющая внутреннюю полость с переменным сечением, состоящую из участка прямоугольного сечения, размеры которого по высоте не превышают высоты калибра в месте пересечения максимальных диаметров валка с ручьем и валка с выступом, а по ширине соответствуют ширине закрытого калибра, и участка конического сечения, минимальные размеры которого совпадают с размерами участка прямоугольного сечения, а максимальные на границе с контейнером определяются диаметром из условия ,
где D - диаметр форкамеры на границе с контейнером;
b - ширина закрытого калибра;
hmin - высота закрытого калибра в наименьшем сечении.
Наличие такой форкамеры позволяет перед прокаткой произвести предварительное брикетирование некомпактного материала и скомпактировать в форкамере прямоугольную заготовку с необходимой степенью уплотнения, достаточной для последующей деформации путем выдавливания металла валками через отверстие матрицы (метод совмещенной прокатки-прессования). При этом для снижения сопротивления деформации материала и соответственно энергосиловых затрат форкамера может быть снабжена нагревателями, обеспечивающими стабильные температурные условия в очаге деформации.
Для гарантированного протекания процесса уплотнения в форкамере необходимо, чтобы коэффициент уплотнения материала ky находился в пределах от 3 до 5 (см. Г.А. Виноградов, В.П. Каташинский. Теория листовой прокатки металлических порошков и гранул. М.: Металлургия, 1979), то есть отношение площади F1 поперечного сечения рабочей полости форкамеры диаметром D на входе в нее сыпучего материала и площади F0 скомпактированной прямоугольной заготовки на выходе из нее равнялось
Выразив величину F0 через высоту калибра в наименьшем сечении hmin, в котором реализуется максимальное обжатие ε при прокатке, получим
Подставляя полученные значения в исходное соотношение и учитывая, что для гарантированной реализации процесса совмещенной прокатки-прессования (см. С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, Н.Н. Загиров. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов. М.: МАКС Пресс, 2005) обжатие при прокатке должно составлять не менее 50% (ε=0,5), получим
Таким образом можно определить диаметр форкамеры на границе с контейнером, где начинается формирование заготовки. Далее за счет передачи давления от шнека некомпактный материал проходит компактирование сначала в коническом участке форкамеры, а затем в прямоугольном, превращаясь на выходе из него в прямоугольную заготовку соответствующих размеров для последующей задачи в валки. Важным является определение размеров участка прямоугольного сечения, при этом один из размеров должен соответствовать ширине закрытого калибра b, a другой - не превышать максимальную высоту hmax, ограниченную плоскостью, проходящей через точку пересечения максимального диаметра валка с ручьем d1 и диаметра валка с выступом d, так как в этом случае происходит раскрытие калибра и процесс формоизменения становится неконтролируемым.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Выполнение устройства, имеющего указанную выше совокупность отличительных признаков, позволяет повысить качество пресс-изделий и расширить его технологические возможности за счет получения продукции с регламентированной структурой и заданным уровнем механических свойств.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.
Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов содержит подогреваемый контейнер 1, форкамеру 2, приводной шнек 3, расположенный в контейнере 1, валок с ручьем 4 и валок с выступом 5, образующие закрытый калибр 6, на выходе из которого установлена матрица 7 с гидроприжимом 8. Матрица снабжена нагревателями 9.
Устройство работает следующим образом. Некомпактный металлический материал, например стружка, непрерывно подается в контейнер 1 и с помощью вращающегося шнека 3 перемещается в конический участок форкамеры 2. По мере создания давлений при помощи вращающегося шнека 3 происходит уплотнение материала и формирование скомпактированной заготовки в прямоугольном участке форкамеры 2. При этом форма внутренней полости и размеры форкамеры 2 выбраны таким образом, что компактирование заготовки происходит постепенно с переходом от круглого сечения диаметром D, выбранного из выражения к прямоугольному с максимальными размерами hmax×b.
Далее приводятся во вращение валки 4, 5 и заготовка поступает в образованный этими валками закрытый калибр 6, заполняет его, обжимается валками, продвигается до матрицы 7, поджатой к валкам гидроприжимом 8, распрессовывается и выдавливается в виде пресс-изделия заданной формы, например профилей круглого сечения диаметром dП, через матрицу 7. Для снижения усилия выдавливания форкамера 2 в процессе деформации подогревается нагревателями 9.
Пример. На базовом и предлагаемом устройствах с катающим диаметром валков 200 мм прессовали профили круглого сечения (прутки) диаметром 7-9 мм. Размеры калибра в наименьшем сечении составили hmin×b=7×15 мм, а размеры скомпактированной на выходе из форкамеры заготовки были равны 14×14,9 мм. В качестве некомпактного материала использовали сыпучую стружку алюминиевого сплава АД 31. Уплотнение материала с помощью базового устройства составляло 30-40%, а с помощью предлагаемого с применением форкамеры - 50-60%. Диаметр форкамеры был выбран из соотношения и составил 30 мм.
Обжатие в зазоре между валками на стадии прокатки обеспечивало дальнейшее уплотнение заготовки до относительной плотности 85…90%, а при выдавливании через матрицу плотность прутка достигала 97-99%.
Для определения уровня механических свойств полученных пресс-изделий от каждого из прутков отбирали образцы на растяжение, при этом результаты испытаний приведены в таблице. Анализ механических свойств, приведенных в таблице, показал, что для прутков, полученных с помощью предлагаемого устройства, и прочностные, и пластические характеристики выше.
Таблица - Механические характеристики горячепрессованных прутков | ||||
Устройство | Временное сопротивление разрыву σв, МПа | Относительное удлинение δ, % | ||
Диаметр прутка, мм | Диаметр прутка, мм | |||
7 | 9 | 7 | 9 | |
Базовое (прототип) | 95,1 | 92,9 | 14,2 | 15,0 |
Предлагаемое | 195 | 181 | 16,3 | 18,3 |
Использование в заявляемом устройстве форкамеры, расположенной между контейнером и валками, имеющей внутреннюю полость с переменным сечением заданной формы и снабженной нагревателями, позволило повысить пластические и прочностные характеристики металла и, следовательно, качество пресс-изделий, а также расширить технологические возможности предлагаемого устройства за счет получения продукции с регламентированной структурой и заданным уровнем механических свойств.
Таким образом, испытания показали работоспособность конструкции и выполнение поставленной технической задачи.
Claims (2)
1. Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов, включающее подогреваемый контейнер, шнек с приводом и два валка с одинаковыми катающими диаметрами, один из которых выполнен с ручьем, другой - с выступом, образующие закрытый калибр, на выходе из которого установлена матрица с гидроприжимом, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено форкамерой, расположенной между контейнером и валками, имеющей внутреннюю полость с переменным сечением, состоящую из участка прямоугольного сечения, размеры которого по высоте не превышают высоты калибра в месте пересечения максимальных диаметров валка с ручьем и валка с выступом, а по ширине соответствуют ширине закрытого калибра, и участка конического сечения, минимальные размеры которого совпадают с размерами участка прямоугольного сечения, а максимальные на границе с контейнером определяются диаметром из условия ,
где D - диаметр форкамеры на границе с контейнером;
b - ширина закрытого калибра;
hmin - высота закрытого калибра в наименьшем сечении.
где D - диаметр форкамеры на границе с контейнером;
b - ширина закрытого калибра;
hmin - высота закрытого калибра в наименьшем сечении.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форкамера снабжена нагревателями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111809/02A RU2429943C1 (ru) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010111809/02A RU2429943C1 (ru) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2429943C1 true RU2429943C1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010111809/02A RU2429943C1 (ru) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2429943C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105414551A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-23 | 蓝山县金山川粉末冶金有限公司 | 一种粉末注射成型(mim)粉末混合压制设备及其工艺 |
-
2010
- 2010-03-26 RU RU2010111809/02A patent/RU2429943C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105414551A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-23 | 蓝山县金山川粉末冶金有限公司 | 一种粉末注射成型(mim)粉末混合压制设备及其工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2457068C1 (ru) | Линия непрерывной прямой прокатки порошковых материалов | |
KR20090115471A (ko) | Ecae 공정을 이용한 튜브형 소재의 결정립 미세화 장치및 방법 | |
CN109332415A (zh) | 一种采用棒料制备管材的转角扩径挤压模具与方法 | |
RU2429943C1 (ru) | Устройство для получения проволоки и профилей из некомпактных материалов | |
EP2080571B1 (en) | Method and apparatus for producing a high-strength process material | |
RU2329108C2 (ru) | Способ прессования металлов и устройство для его осуществления | |
Panin et al. | Theoretical grounds of the combined" rolling-equal-channel step pressing" process | |
RU2491147C2 (ru) | Способ получения поковок крупногабаритных полукорпусов шаровых кранов, имеющих горловину и сферическую часть | |
RU2347633C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых полуфабрикатов волочением со сдвигом | |
RU102550U1 (ru) | Установка для непрерывного литья, прокатки и прессования металла | |
CN100506415C (zh) | 一种辊轮式凹模挤压成形方法 | |
CN213410318U (zh) | 一种具有送粉功能的粉末成型模具 | |
RU86513U1 (ru) | Устройство для непрерывного прессования порошковых материалов | |
RU2352417C2 (ru) | Способ прессования профилей и матрица для реализации данного способа | |
TWI530385B (zh) | Fracturing Extrusion Device, Extrusion Extrusion Machine and Extrusion Method | |
RU2721253C1 (ru) | Способ изготовления длинномерных пустотелых изделий и устройство для его реализации | |
RU2792327C2 (ru) | Установка для непрерывного литья, прокатки и прессования металла | |
CN103143584B (zh) | 一种用于制备组织和性能均匀合金的装置 | |
RU2657274C1 (ru) | Способ пластического структурообразования цилиндрических мерных заготовок | |
RU2457051C1 (ru) | Способ прокатки и прессования полых профилей и устройство для его осуществления | |
RU2519078C1 (ru) | Способ совмещенного литья, прокатки и прессования и устройство для его реализации | |
RU145114U1 (ru) | Установка для непрерывного литья, прокатки, прессования и волочения цветных металлов и сплавов | |
RU2374027C1 (ru) | Способ изготовления штамповок переменного сечения горячим выдавливанием с подвижными матрицами | |
RU2693280C2 (ru) | Способ пластического структурообразования металлических материалов с сохранением первоначальных размеров заготовки | |
RU2533578C1 (ru) | Способ получения заготовок из порошковых металлических и композиционных материалов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150327 |