RU2606823C2 - Установка горячей штамповки порошковых материалов - Google Patents
Установка горячей штамповки порошковых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606823C2 RU2606823C2 RU2015121905A RU2015121905A RU2606823C2 RU 2606823 C2 RU2606823 C2 RU 2606823C2 RU 2015121905 A RU2015121905 A RU 2015121905A RU 2015121905 A RU2015121905 A RU 2015121905A RU 2606823 C2 RU2606823 C2 RU 2606823C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- inductor
- workpieces
- stamp
- workpiece
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
- B22F3/162—Machining, working after consolidation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/04—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
- F27B9/045—Furnaces with controlled atmosphere
- F27B9/047—Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
- B22F2003/153—Hot isostatic pressing apparatus specific to HIP
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Forging (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горячей штамповке деталей из порошковых заготовок. Установка содержит накопитель порошковых заготовок, электропечь сопротивления, индуктор, пресс горячего прессования, штамп, механизм подачи порошковых заготовок из индуктора в штамп и выталкиватель с механизмом удаления деталей из штампа. Накопитель порошковых заготовок выполнен с механизмом подачи порошковых заготовок в электропечь сопротивления и расположен перед ее входом. Электропечь сопротивления и индуктор размещены с вертикальным расположением нагревательных элементов в закрытом тепловым экраном корпусе, выполнены с возможностью размещения порошковых заготовок в виде столба и снабжены общим механизмом вертикального перемещения порошковых заготовок, выполненным с возможностью перемещения первой снизу из столба порошковых заготовок из электропечи сопротивления в индуктор. В нижней части электропечи сопротивления расположен механизм фиксации столба порошковых заготовок, а в верхней и нижней частях упомянутого корпуса установлены устройства для подвода защитной газовой среды. Обеспечивается надежная работа установки и повышение качества нагрева заготовок. 3 ил.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к области горячей штамповки порошковых материалов.
Из существующих решений известна установка для горячей штамповки изделий из порошка (Авторское свидетельство СССР №508420, МПК В30В 15/02, опубликовано 30.04.86 г.), содержащая бункер-накопитель, индукционное нагревательное устройство, силовое нагружающее устройство с рабочим штоком, штамп и устройства для загрузки заготовок в штамп и выгрузки изделий из него.
Недостатками данного технического решения являются низкий КПД работы индукционного нагревательного устройства, обусловленный существенными изменениями параметров системы «индуктор-деталь» в процессе нагрева порошковых заготовок, и сложность обеспечения качественного нагрева заготовок перед штамповкой, связанного с перегревом поверхности заготовки относительно ее сердцевины.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является установка для динамического горячего прессования деталей из металлического порошка (Авторское свидетельство СССР №969461, МПК В22F 3/16, В39В 12/00, опубликовано 30.10.82 г.), включающая пресс горячего прессования, штамп, магазин порошковых заготовок (накопитель порошковых заготовок), индуктор, устройства для транспортирования заготовок и деталей (механизм подачи заготовок из накопителя, механизм транспортирования заготовок в индуктор, механизм подачи заготовок в штамп, выталкиватель деталей, механизм удаления деталей из штампа), печь для термической обработки деталей, нагревательное устройство (электропечь сопротивления), установленное перед индуктором, магазин заготовок, расположенный в нагревательном устройстве.
Недостатками данного технического решения являются ненадежный механизм транспортировки заготовок из нагревательного устройства в индуктор и из индуктора в штамп по лоткам, что может приводить к заклиниванию заготовок в лотках, окислению их поверхности в процессе перемещения, так как сложно в предложенной конструкции обеспечить подачу защитной среды на всех этапах работы установки, а также низкий КПД работы установки индукционного нагрева, связанный со скачкообразным изменением параметров «индуктор-заготовка» при прохождении точки магнитных превращений в процессе нагрева заготовок.
Задачей изобретения является создание установки горячей штамповки порошковых материалов с надежным механизмом транспортировки заготовок.
Техническим результатом является повышение надежности, КПД работы установки и качества нагрева заготовок за счет применения моноблочной конструкции нагревательного устройства, включающего электропечь сопротивления и индуктор, расположенные вертикально друг другу и имеющие общий механизм перемещения заготовок только по вертикальной оси, снижение энергозатрат и возможность обеспечения более качественного нагрева заготовок (исключение перегрева поверхности заготовки, возможность обеспечить нужный градиент температур между поверхностью и сердцевиной заготовки), обусловленные оптимизацией работы индукционной установки, связанной с исключением скачкообразного изменения параметров «индуктор-деталь» при переходе через точку магнитных превращений в процессе нагрева заготовок, возможность исключения окисления заготовок, обусловленная герметичным корпусом установки и наличием устройства подвода защитной среды.
Технический результат достигается за счет того, что установка горячей штамповки порошковых материалов включает пресс горячего прессования, штамп, накопитель порошковых заготовок, электропечь сопротивления, индуктор, механизм подачи заготовок из накопителя, механизм транспортирования заготовок в индуктор, механизм подачи заготовок в штамп, выталкиватель деталей, механизм удаления деталей из штампа, механизм фиксации заготовок, устройства подвода защитной газовой среды, причем индуктор и электропечь сопротивления выполнены как комбинированная печь с вертикальным расположением нагревательных элементов в закрытом тепловым экраном корпусе, механизм фиксации заготовок расположен в нижней части электропечи сопротивления, устройства подвода защитной газовой среды установлены в верхней и нижней частях корпуса, механизм транспортировки заготовок в индуктор совмещен с механизмом транспортировки заготовок в электропечи сопротивления, а накопитель порошковых заготовок расположен перед входом в электропечь сопротивления.
На фиг. 1 представлена установка горячей штамповки порошковых материалов.
На фиг. 2 представлена диаграмма работы установки горячей штамповки порошковых материалов.
На фиг. 3 представлена таблица с режимами работы установки. Положение механизмов фиксируется замкнутыми контактами датчика положения (в таблице, отображающей работу установки, замкнутый контакт обозначен символом «1», разомкнутый - символом «0»).
Установка горячей штамповки порошковых материалов включает пресс горячего прессования 1, штамп 2, накопитель порошковых заготовок 3, электропечь сопротивления 4, индуктор 5, механизм подачи заготовок из накопителя 6, механизм транспортирования заготовок в индуктор 7, механизм подачи заготовок в штамп 8, выталкиватель деталей 9, механизм удаления деталей из штампа 10, механизм фиксации заготовок 11, устройства подвода защитной газовой среды 12, причем индуктор 5 и электропечь сопротивления 4 выполнены как комбинированная печь с вертикальным расположением нагревательных элементов в закрытом тепловым экраном корпусе 13, механизм фиксации заготовок 11 расположен в нижней части электропечи сопротивления 4, устройства подвода защитной газовой среды 12 установлены в верхней и нижней частях корпуса 13, механизм транспортирования заготовок в индуктор 7 совмещен с механизмом транспортировки заготовок в электропечи сопротивления, а накопитель порошковых заготовок 3 расположен перед входом в электропечь сопротивления 4.
Для реализации работы установка горячей штамповки порошковых материалов содержит:
- датчик положения «ползуна» (на фиг. не обозначен) пресса горячего прессования 1 в верхней мертвой точке, Д1В.
- датчики положения выталкивателя деталей 9 Д2В, Д2Н (крайнее левое и крайнее правое положение);
- датчики положения механизма подачи заготовок из накопителя 6 в электропечь сопротивления 4 Д3Л, Д3П (крайнее левое и крайнее правое положение);
- датчики положения механизма фиксации заготовок 11 в электропечи сопротивления 4 Д4Л, Д4П, Д5Л, Д5П (крайнее левое и крайнее правое положение);
- датчики положения механизма подачи заготовки в штамп 8 Д6Л, Д6П (крайнее левое и крайнее правое положение);
- датчики положения механизма транспортирования заготовок в индуктор 7 Д7В, Д7Пр, Д7Н (крайнее левое, промежуточное и крайнее правое положение).
В исходном состоянии (перед началом цикла горячей штамповки) компоненты установки находятся в следующих положениях (состояниях):
- «Ползун» пресса горячего прессования 1 - верх (фиксируется датчиком положения Д1В);
- электропечь сопротивления 4 - включена и нагрета до температуры выше магнитных превращений (например, до 800 град.);
- в электропечь сопротивления 4 предварительно загружены заготовки;
- процесс нагрева заготовок осуществляется в закрытом тепловым экраном корпусе 13;
- через устройства подвода защитной газовой среды 12 осуществляется подача защитной среды;
- механизм транспортирования заготовок в индуктор 7 установлен в крайнее верхнее положение (фиксируется датчиком положения Д7В);
- индуктор 5 - выключен, заготовки в нем нет;
- механизм подачи заготовок из накопителя 6 - крайнее правое положение (фиксируется датчиком положения Д3П);
- механизм фиксации заготовок 11 - разжат (фиксируется датчиками положения Д4Л и Д5П);
- выталкиватель деталей 9 - крайнее нижнее положение (фиксируется датчиком положения Д2Н);
- механизм удаления заготовки из штампа 10 - выключен;
- механизм подачи заготовок в штамп 8 - крайнее правое положение (фиксируется датчиком положения Д6П).
Рассмотрим работу установки горячей штамповки порошковых материалов.
Процесс горячей штамповки порошковых материалов разбит на 9 циклов.
Электропечь сопротивления 4 работает постоянно, температура контролируется датчиком температуры и стабилизируется системой регулирования температуры (датчик и схема системы регулирования на фиг. не показаны).
Цикл 1 (подача заготовки в электропечь сопротивления 4).
Механизм подачи заготовок из накопителя 6 перемещает заготовку из накопителя порошковых заготовок 3 в электропечь сопротивления 4 (данная операция фиксируется датчиком положения Д3Л), где осуществляется нагрев заготовки до температуры выше магнитных превращений.
Циклы 2, 3 (перемещение заготовки в индуктор 5).
Перемещение заготовки в индуктор 5 включает два цикла (обозначены как 2 и 3).
Цикл 2 обеспечивает фиксацию столба заготовок в электропечи сопротивления 4.
Механизм фиксации заготовок 11 в электропечи сопротивления 4 «зажимает» предпоследнюю (вторую снизу) заготовку и тем самым удерживает столб заготовок в электропечи сопротивления 4 (данная операция фиксируется датчиками положения Д4П, Д5Л), при этом механизм подачи заготовки из накопителя 6 возвращается в исходное положение (данная операция фиксируется датчиком положения Д3П).
Цикл 3. Механизм транспортирования заготовок в индуктор 7 перемещает последнюю заготовку (первая снизу из столба заготовок) в индуктор 5 (положение фиксируется датчиком положения Д7Пр).
Цикл 4 (нагрев) обеспечивает нагрев заготовки в индукторе 5 до температуры горячей штамповки.
Индуктор 5 включается (на индуктор 5 подается высокочастотное напряжение от генераторной установки (на фиг. не показано)), заготовки нагреваются поштучно до температуры горячей штамповки, длительность нагрева определяется параметрами заготовки индуктора 5 и индукционной установки, среднее время нагрева может варьироваться в широких пределах, контроль температуры осуществляется датчиком температуры и стабилизируется системой регулирования температуры (датчик и схема системы регулирования на фиг. не показаны).
Циклы 5, 6 (перемещение заготовки в штамп 2).
Перемещение заготовки в штамп 2 включает два цикла (обозначены как 5 и 6).
Цикл 5.
Индуктор 5 выключается (снимается высокочастотное напряжение), механизм транспортирования заготовок в индуктор 7 перемещает заготовку из индуктора 5 в крайнее нижнее положение, в место, где заготовка из индуктора 5 перемещается в штамп 2 (фиксируется датчиком положения Д7Н).
Цикл 6.
Механизм подачи заготовки в штамп 8 перемещает заготовку в штамп 2 (фиксируется датчиком положения Д6Л).
Цикл 7 (штамповка).
Механизм подачи заготовки в штамп 8 возвращается в исходное положение (фиксируется датчиком положения Д6П) и механизм транспортирования заготовок в индуктор 7 возвращается в исходное положение (крайнее верхнее (фиксируется датчиком положения Д7В)), при этом ползун пресса горячего прессования 1 делает рабочий ход, происходит горячая штамповка заготовки ползуном пресса горячего прессования 1.
Цикл 8, 9 (удаление детали из штампа 2).
Удаление детали из штампа 2 включает два цикла (обозначены как 8 и 9)·
Цикл 8.
Ползун пресса горячего прессования 1 возвращается в исходное состояние (верхнее (фиксируется датчиком положения Д1В)), механизм фиксации заготовок 11 возвращается в исходное состояние (фиксируется датчиками положения Д4Л, Д5П)), при этом столб заготовок в электропечи сопротивления 4 опускается на высоту одной заготовки, опираясь на верхнюю часть механизма транспортирования заготовок в индуктор 7, а выталкиватель деталей 9 движется вверх, выталкивая штампованную деталь из штампа 2, занимая при этом крайнюю верхнюю точку (фиксируется датчиком положения Д2В), далее готовая деталь удаляется механизм удаления деталей из штампа 10.
Цикл 9.
Выталкиватель деталей 9 движется вниз, занимая исходное положение (крайнюю нижнюю точку (фиксируется датчиком положения Д2Н)), а механизм удаления деталей из штампа 10 занимает исходное положение.
Цикл 10.
Механизм подачи заготовок из накопителя 6 перемещает заготовку из накопителя порошковых заготовок 3 в электропечь сопротивления 4 (данная операция фиксируется датчиком положения Д3Л), далее работа повторяется.
Для реализации работы установки разработана диаграмма работы по циклам (диаграмма разработана авторами). Диаграмма представлена на фиг. 2 и поясняется таблицей (таблица разработана авторами) (фиг. 3).
Claims (1)
- Установка для горячей штамповки деталей из порошковых заготовок, содержащая накопитель порошковых заготовок, электропечь сопротивления, индуктор, пресс горячего прессования, штамп, механизм подачи порошковых заготовок из индуктора в штамп и выталкиватель с механизмом удаления деталей из штампа, отличающаяся тем, что накопитель порошковых заготовок выполнен с механизмом подачи порошковых заготовок в электропечь сопротивления и расположен перед ее входом, при этом электропечь сопротивления и индуктор размещены с вертикальным расположением нагревательных элементов в закрытом тепловым экраном корпусе, выполнены с возможностью размещения порошковых заготовок в виде столба и снабжены общим механизмом вертикального перемещения порошковых заготовок, выполненным с возможностью перемещения первой снизу из столба порошковых заготовок из электропечи сопротивления в индуктор, при этом в нижней части электропечи сопротивления расположен механизм фиксации столба порошковых заготовок, а в верхней и нижней частях упомянутого корпуса установлены устройства для подвода защитной газовой среды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121905A RU2606823C2 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Установка горячей штамповки порошковых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121905A RU2606823C2 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Установка горячей штамповки порошковых материалов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015121905A RU2015121905A (ru) | 2016-12-27 |
| RU2606823C2 true RU2606823C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015121905A RU2606823C2 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Установка горячей штамповки порошковых материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606823C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782931A (en) * | 1971-01-11 | 1974-01-01 | Motor Wheel Corp | Method and apparatus for sintering annular compacts |
| SU969461A1 (ru) * | 1980-10-20 | 1982-10-30 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.С.Орджоникидзе | Установка дл динамического гор чего прессовани деталей из металлического порошка |
| SU1117122A1 (ru) * | 1983-07-13 | 1984-10-07 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Проблем Материаловедения Ан Усср | Автоматическа лини изготовлени изделий из металлического порошка |
| SU1470460A1 (ru) * | 1986-10-28 | 1989-04-07 | Научно-производственное объединение "АНИТИМ" | Способ нагрева деталей из металлических порошков и устройство дл его осуществлени |
-
2015
- 2015-06-08 RU RU2015121905A patent/RU2606823C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782931A (en) * | 1971-01-11 | 1974-01-01 | Motor Wheel Corp | Method and apparatus for sintering annular compacts |
| SU969461A1 (ru) * | 1980-10-20 | 1982-10-30 | Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.С.Орджоникидзе | Установка дл динамического гор чего прессовани деталей из металлического порошка |
| SU1117122A1 (ru) * | 1983-07-13 | 1984-10-07 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Проблем Материаловедения Ан Усср | Автоматическа лини изготовлени изделий из металлического порошка |
| SU1470460A1 (ru) * | 1986-10-28 | 1989-04-07 | Научно-производственное объединение "АНИТИМ" | Способ нагрева деталей из металлических порошков и устройство дл его осуществлени |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015121905A (ru) | 2016-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2006289425A (ja) | 熱間プレス成形方法およびその装置 | |
| CN105215160A (zh) | 一种多工位连续热冲压生产线及方法 | |
| CN105886746A (zh) | 环类零件感应矫形模压淬火回火的工艺方法和设备 | |
| CN2923728Y (zh) | 辊底式u型余热利用退火炉 | |
| CN105776828A (zh) | 热弯机 | |
| US20160208353A1 (en) | Heat treatment method for ring-shaped member and heat treatment equipment for ring-shaped member | |
| JP6078000B2 (ja) | 冷却装置 | |
| RU2606823C2 (ru) | Установка горячей штамповки порошковых материалов | |
| CN103421936A (zh) | 感应加热调质系统 | |
| CN103088193B (zh) | 一种快速热处理淬火机 | |
| CN201265036Y (zh) | 脱脂炉 | |
| US2794894A (en) | Induction heat-treating apparatus | |
| JP6271096B2 (ja) | 熱処理装置 | |
| US3056876A (en) | Method and a device for inductive heating of work pieces | |
| US3051811A (en) | Device for heating workpieces inductively | |
| CN103849760B (zh) | 一种高效控制铁矿石磁化的竖炉及其焙烧方法 | |
| JP2009161787A (ja) | サイジングプレス用熱処理設備 | |
| CN202861325U (zh) | 通用于铁型覆砂铸造生产线的感应加热装置 | |
| KR101284581B1 (ko) | 고주파 열처리장치 | |
| KR20160033530A (ko) | 핫스탬핑용 예열장치 | |
| KR20150029354A (ko) | 유도가열을 이용한 열처리 장치 | |
| CN110270597B (zh) | 一种轧制生产过程中的坯料加热方法 | |
| CN208321968U (zh) | 一种五金用铁片快速锻造装置 | |
| CN209944987U (zh) | 一种碳碳化硅陶瓷制品生产用真空烧结炉 | |
| JP2009161785A (ja) | サイジングプレス用熱処理設備 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180609 |