RU2476293C2 - Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476293C2 RU2476293C2 RU2011115701/02A RU2011115701A RU2476293C2 RU 2476293 C2 RU2476293 C2 RU 2476293C2 RU 2011115701/02 A RU2011115701/02 A RU 2011115701/02A RU 2011115701 A RU2011115701 A RU 2011115701A RU 2476293 C2 RU2476293 C2 RU 2476293C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- fluid
- liquid
- pressing
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования порошковых материалов в присутствии жидкости. В пресс-форму, содержащую матрицу и верхний и нижний пуансоны, засыпают пластифицированный порошок. Перед началом прессования со стороны верхнего пуансона подают легко испаряющуюся жидкость и осуществляют прессование. Жидкость подают путем распыления по всей поверхности засыпанного порошка в количестве, препятствующем возникновению состояния защемленного воздуха. Жидкость обладает лиофобными свойствами по отношению к пластифицированному порошку. Устройство для подачи жидкости, выполненное в виде форсунки для распыления дозированного количества воды, размещено на внешней стороне корпуса устройства для подачи порошка симметрично центру полости матрицы. Со стороны нижнего пуансона расположено устройство для вакуумирования. Обеспечивается повышение качества изделий. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способами прессования порошковых материалов в присутствии жидкости.
Уровень техники
Известен способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления [Пат. 2321474 Российская Федерация, МПК7 В22F 3/02 (2006.01); B22F 3/03 (2006.01); В30В 15/02 (2006.01). Способ мокрого прессования и устройство для его осуществления (варианты). /Звонецкий В.И. и др.; заявитель и патентообладатель Московский институт стали и сплавов. - №2006129352/02; заявл. 14.08.2006; опубл. 10.04.2008. Бюл. №10. - 9 с.: ил.], в котором для интенсификации процесса создают разрежение под нижним пуансоном.
Известен способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления [Пат. 2323803 Российская Федерация, МПК7 В22F 3/02 (2006.01); B22F 3/03 (2006.01); В30В 15/02 (2006.01). Способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления. /Звонецкий В.И. и др.; заявитель и патентообладатель Московский институт стали и сплавов. - №2006124437/02; заявл. 10.07.2006; опубл. 10.05.2008 Бюл. №13. - 13 с.: ил.].
Известно устройство для мокрого прессования, содержащее матрицу, верхний и нижний пуансоны, устройство для подачи жидкости, и устройство для вакуумирования.
Наиболее близким техническим решением является способ мокрого прессования (варианты) [Пат.2 275 274 Российская Федерация, МПК7 В22F 3/02 (2006.01); В22F 3/03 (2006.01); В30В 15/02 (2006.01). Способ прессования порошковых материалов и устройство для его осуществления. / Звонецкий В.И. и др.; заявитель и патентообладатель Московский институт стали и сплавов. - №2004133614/02; заявл. 18.11.2004; опубл. 27.04.2006. Бюл. №12. - 18 с.: ил.], в котором жидкость подают сверху на засыпанный в матрицу порошок.
Известно, что капиллярно-пористое тело при взаимодействии с лиофильной жидкостью может образовывать два различных физических состояния: состояние защемленной воды или состояние защемленного воздуха (рисунок 1, б, в) [Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник 2-е изд. - М.: Энергия 1978. 479 с.].
В работе [Взаимодействие пористо-капиллярной структуры и морозостойкости керамического материала. / В.З.Абдурахимов, М.П.Зелиг, Е.С.Абдурахимова, В.А.Юмина, В.Д.Абдурахимов. // Ж. Металловедение, 6 (99), 2005] приводится следующая классификация пор:
1) Поры радиусом более 10-4м (100 мкм) - не являются капиллярными. Поведение жидкости в них обусловлено влиянием силы тяжести. Жидкость, находящаяся в таких порах, практически не удерживается их лиофильной поверхностью.
2) Поры радиусом 10-5÷10-4м (10÷100 мкм) насыщаются водой при непосредственном контакте с ней. Вследствие наличия в этой группе пор лишь малых капиллярных сил вода в них слабо удерживается и может частично вытекать при извлечении материала из воды. При наличии смежных с ними более мелких пор вода отсасывается из них, в связи с чем поры диаметром 10-5÷10-4м не насыщаются водой полностью и содержат ее в виде поверхностной пленки.
3) Капиллярные поры. К ним относятся каналообразующие макро- и
микрокапиллярные поры открытые, извилистые, петлеобразные или близкие к прямым, радиус которых такой, что поверхность жидкости в ней принимает форму, обусловленную силами поверхностного натяжения, мало искаженную силами тяжести, т.е. капиллярный потенциал значительно больше потенциала поля тяжести ((φк>φп.т). В свою очередь капиллярные поры подразделяют на типы.
Макрокапиллярные поры 10-7÷10-5 м (0,1 мкм -10 мкм).
Микрокапиллярные поры менее 10-7 м (0,1 мкм).
Недостатком наиболее близкого технического решения является низкая плотность образцов после прессования за счет возможности образования состояния защемленного воздуха. Защемленный воздух не может быть удален, поэтому плотность образцов становится меньше.
Недостатком пресс-формы для реализации способа прототипа является сложность конструкции.
Задачей изобретения является разработка способа для прессования порошковых материалов в присутствии легко испаряющейся жидкости и устройства для его осуществления, упрощение конструкции устройства и снижение затрат на его изготовление.
Техническим результатом является повышение качества изделий и упрощение конструкции устройства.
Для решения поставленной задачи, в способе мокрого прессования порошковых материалов, при котором в пластифицированный порошок вводят легко испаряющуюся жидкость со стороны прессующего пуансона, применяют жидкость, лиофобную по отношению к пластифицированному порошку.
Известно, что если смачивающей (лиофильной) жидкости мало, то она распределена дискретными разобщенными кольцами в точках соприкосновения частиц (капиллярно-разобщенное состояние или состояние защемленной воды). По мере поступления жидкости манжеты постепенно увеличиваются и сливаются между собой. Такое слияние происходит при угле υ=30° (фигура 1, б, в). В этот момент капиллярное давление Pc1 при наиболее плотной упаковке равно 4,1σ(Pс1=4,1 σ/R), а содержание жидкости составляет 22,6% объема пор (18,3% при кубической укладке).
Клинья жидкости теперь находятся в контакте между собой, и имеется возможность непрерывного перехода от одной точки жидкой пленки к другой. По мере увеличения жидкости пленка утолщается в перехвате, и, наконец, ячейка полностью заполняется жидкостью. Наступает капиллярное состояние, при котором Pc2=6,9 σ/R. Это значение Рс2 соответствует переходу канатного состояния в капиллярное в процессе поглощения жидкости [Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник 2-е изд. - М.: Энергия 1978. 479 с.].
При реализации заявленного способа лиофобная жидкость не смачивает пластифицированные гранулы, поэтому не образует жидкостных манжет, не образует состояния защемленной жидкости или защемленного воздуха (фигура 1, б, в). Лиофобная жидкость является только смазкой и уменьшает внешнее и внутреннее трение порошка в стальной пресс-форме, т.к. вместо колец (фигура 1, а) она образует «шарики».
Для реализации заявленного способа предназачена пресс-форма для прессования порошковых материалов, содержащая матрицу, верхний и нижний пуансоны, дозирующее устройство для гранул порошка, засыпаемого в матрицу, и устройство для подачи жидкости, в которой для подачи жидкости на внешней стороне корпуса устройства для гранул порошка установлено дозирующее устройство для подачи жидкости, симметрично центру полости матрицы, в виде форсунки для распыления дозированного количества воды, а снизу устройство для вакуумирования.
Реализация заявленного изобретения стала возможной после того, как авторы установили общие закономерности уплотнения порошковых пластифицированных гранул в присутствии лиофобной жидкости, и применили к ним теорию А.В.Лыкова [А.В.Лыков. / Тепломассообмен. Справочник. - М.: Энергия, 1978. 479 с.].
Прессование пластифицированных каучуком гранул твердого сплава Т5К10 в присутствии большого количества лиофобной жидкости (воды) не вызывает возникновения состояние защемленного воздуха.
Влияние количества лиофобной жидкости (воды) при прессовании образцов твердого сплава Т5К10 с отношением L/D=0,5/1 на фигуре 2.
Образец 1 отпрессован без жидкости. Все остальные - с добавлением жидкости. Объем жидкости можно вычислить по формуле:
oб.%=(N-1)-1,6 oб.%.
Образцы 13-19 (19,2-28,8 об.% воды) - плотность прессованного образца увеличивается до - 6,7-7 г/см3 (51,1%-53,4%). Флуктуация значений плотности объяснима неоднородностью распределения жидкости.
Образцы 20-22 (30,4-33,6 об.% воды) имеют стабильные воспроизводимые значения - 6,9 г/см3 (52,7%).
Влияние количества воды при прессовании образцов твердого сплава Т5К10 с отношением L/D - 1/1 на фигуре 3.
Объем жидкости можно вычислить по формуле:
oб.%=(N-1)-3,2 об.%.
Большой разброс значений плотности объясняется тем, что воду вводили каплями, а не распылением. Разброс значений соответствует примеру 2 и не превышает ±0,2 г/см3 (±1,5%).
Пример 1 (Способ прототип). Навеску порошка смеси Т5К10 помещали в стальную пресс-форму. Добавляли 3,0 об.% уайт-спирита, вставляли верхний пуансон и прессовали при 100 мПа (~ 1000 кгс/см2).
Плотность прессованного образца - 6,9 г/см3 (52,7%).
Пример 2 (Предлагаемый способ). Навеску порошка смеси Т5К10 помещали в стальную пресс-форму. Добавляли 10 мас.% воды, вставляли верхний пуансон и прессовали при 100 мПа. Плотность прессованного образца - 7,3±0,2 г/см3 (55,7±1,5%).
Пример 3 Навеску порошка смеси Т5К10 помещали в стальную пресс-форму. Добавляли 10 мас.% воды, вставляли верхний пуансон, создавали разрежение и прессовали при 100 мПа. Плотность прессованного образца - 7,3±0,1 г/см3 (55,7±0,8%).
Работа устройства. Дозирующее устройство засыпает порошок в рабочую полость матрицы. На внешней стороне корпуса дозирующего устройства, симметрично центру полости матрицы, расположена форсунка для распыления дозированного количества воды. Для улучшения проникновения лиофобной жидкости через слой гранул со стороны нижнего пуансона создают разряжение.
Дальнейшее прессование и выпрессовка происходят по традиционной общепринятой схеме.
Claims (3)
1. Способ прессования порошковых материалов, включающий засыпку пластифицированного порошка в пресс-форму, содержащую матрицу и верхний и нижний пуансоны, подачу перед началом прессования со стороны верхнего пуансона легко испаряющейся жидкости и прессование, отличающийся тем, что жидкость подают путем распыления по всей поверхности засыпанного порошка, при этом используют жидкость, обладающую лиофобными свойствами по отношению к пластифицированному порошку, в количестве, препятствующем возникновению состояния защемленного воздуха.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что со стороны нижнего пуансона создают разрежение.
3. Пресс-форма для прессования порошковых материалов, содержащая матрицу, верхний и нижний пуансоны, дозирующее устройство для подачи порошка в матрицу, устройство для подачи жидкости и устройство для вакуумирования со стороны нижнего пуансона, отличающаяся тем, что устройство для подачи жидкости выполнено в виде форсунки для распыления дозированного количества воды и установлено на внешней стороне корпуса дозирующего устройства для подачи порошка симметрично центру полости матрицы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011115701/02A RU2476293C2 (ru) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011115701/02A RU2476293C2 (ru) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011115701A RU2011115701A (ru) | 2012-10-27 |
| RU2476293C2 true RU2476293C2 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=47146956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011115701/02A RU2476293C2 (ru) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476293C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112775425A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-11 | 北京科技大学 | 一种加工成型锑合金蒸发源材料的模具及使用方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU903207A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-02-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Устройство дл прессовани порошковых материалов |
| JPS62196302A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | Nippon Mining Co Ltd | 高純度タングステン粉末のプレス成型法 |
| JP2000176693A (ja) * | 1998-12-09 | 2000-06-27 | Mitsubishi Materials Corp | 粉末成形装置および粉末成形方法 |
| RU2275274C1 (ru) * | 2004-11-18 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ прессования порошковых материалов и устройство для его осуществления (варианты) |
| RU2323803C1 (ru) * | 2006-07-10 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления |
-
2011
- 2011-04-21 RU RU2011115701/02A patent/RU2476293C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU903207A1 (ru) * | 1980-06-24 | 1982-02-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения | Устройство дл прессовани порошковых материалов |
| JPS62196302A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | Nippon Mining Co Ltd | 高純度タングステン粉末のプレス成型法 |
| JP2000176693A (ja) * | 1998-12-09 | 2000-06-27 | Mitsubishi Materials Corp | 粉末成形装置および粉末成形方法 |
| RU2275274C1 (ru) * | 2004-11-18 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ прессования порошковых материалов и устройство для его осуществления (варианты) |
| RU2323803C1 (ru) * | 2006-07-10 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112775425A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-05-11 | 北京科技大学 | 一种加工成型锑合金蒸发源材料的模具及使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011115701A (ru) | 2012-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW539601B (en) | A method of producing a polymer body by coalescence and the polymer body produced | |
| JP4845340B2 (ja) | 三次元プリント投薬形態のような物品の一軸圧縮のためのシステムおよび方法 | |
| NZ708682A (en) | Dosator apparatus for filling a capsule with dry powder | |
| de Maleprade et al. | Spreading of bubbles after contacting the lower side of an aerophilic slide immersed in water | |
| RU2010123042A (ru) | Сферический кольцевой уплотнительный элемент и способ его изготовления | |
| CA2569222A1 (en) | Process for producing nanoparticle or nanostructure with use of nanoporous material | |
| DE1152248B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von becherfoermigen Gegenstaenden aus schaeumbaren thermoplastischen Kunststoffen | |
| CN207177874U (zh) | 一种酸化压裂用暂堵球投球装置 | |
| RU2476293C2 (ru) | Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления | |
| CN112969644B (zh) | 用于饮料制备的咖啡容器以及制造咖啡容器的方法 | |
| US3702748A (en) | Apparatus for the production of pellets from a melt | |
| NO309371B1 (no) | Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av et medikamentkompakt | |
| JP4832271B2 (ja) | 粉末圧縮錠剤 | |
| RU2452593C1 (ru) | Способ получения металлополимерного нанокомпозиционного материала путем взрывного прессования | |
| Ponomarev et al. | Uniaxial compression of Ti, B, and TB powders: Structurization in case of spherical Ti particles | |
| CA1121122A (en) | Method and apparatus for dispensing salt powder as pellets in lamp making | |
| RU2569288C1 (ru) | Способ изготовления наноразмерного твердого сплава | |
| US1541869A (en) | Process for the production of ceramic ware | |
| RU2323803C1 (ru) | Способ мокрого прессования (варианты) и устройство для его осуществления | |
| CN206912247U (zh) | 可泄压式爆炸烧结纳米铝棒的装置 | |
| US1826586A (en) | Method and apparatus for manufacturing sewer pipe and similar articles | |
| CN113084095B (zh) | 盐芯的制造方法 | |
| CN2696631Y (zh) | 一种用于制备滴丸及其它滴制剂型的设备 | |
| CN202357493U (zh) | 一种易开模成型模具结构 | |
| Siddiq et al. | A novel method for the manufacture of porous structures with multi-component, coated pores |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170422 |