SU1068227A1 - Способ прессовани трубчатых изделий из порошка и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ прессовани  трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещени  конического рабочего инструмента и эластичной втулки,отличающийс  тем, что, с целью снижени  силовых затрат на процесс прессовани , между поверхност ми инструмента и втулки подают рабочую жидкость под давлением , причем давление в жидкости создают относительным перемещением , инструмента и эластичной втулки. I

Description

2 3 Жидкост

о III

X)

N0

ь Порошок tS

2, Устройство дл  прессовани  трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную прот жку с приводом перемещени , отличающеес  тем, что, с целью снижени  силовых затрат на процесс прессовани , оно снабжено уплотнени ми, расположенными между сопр гающимис  поверхност ми матрицы, втулки и прот жки , а втулка, прот жка и матрица установлены с кольцевыми зазорами дл  засыпки порошка и дл  размещени  рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечени  зазора дл  размещени  ; сидкости на 80-100% больше разности площадей поперечного сечени  зазора дл  засыпки порс ика и готового издели .

3.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что рабочий инструмент выполнен в виде формующе дюзы, закрепленной на матрице, а прот жка снабжена хвостовиком и поршнем с уплотнени ми.

4.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что рабочий инструмент выполнен в виде прошивки , форглующа  коническа  часть который расположена на поверхности прот жки, а матрица снабжена поддоном и крышкой с центральными отверсти ми и уплотнени ми.

1

Изобретение относитс  к порошко .вой металлургии, в частности к изготовлению длинномерных трубчатых изделий из металлического порошка.

известен способ прессовани  трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка при помоми профилирован :ой прошивки , перемещаемой вдоль.оси порошковой заготовки

Известно также устройство дл  осуществлени  данного способа, содержащее матрицу и рабочий инструмент , выполненный в виде прошивки, состо щей из направл ющей, рабочей и калибрующей частей, и установленный внутри матрицы с возможностью осевого перемещени  1}.

К недостаткам данного изобретени  относитс  низкое качество полученных трубчатых изделий, обусловленное наличие высокого коэффициента трени  между поверхностью инструмента и порошковыми частицами, что вызывает снижение плотности спрессованных заготовок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ прессовани  трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещени  конического рабочего инструмента и эластичной втулки 2

Наиболее близким к изобретению устройством дл  осуществлени  известного способа по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  прессовани  трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу,элатичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную прот жку с приводом перемещени  Г2.

К недостатку известного изобретени  относитс  наличие высоких силовых затрат на процесс прессовани . Кроме того, имеет место неравномерное распределение плотности по длиQ не спрессованного издели .

Целью изобретени   вл етс  снижение силовых затрат на процесс прессовани .

Дл  достижени  указанной цели

с согласно способу прессовани  трубчатых изделий из порошка, включающему радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещени  конического рабочего инструмента и эластичной

0 втулки, между поверхност ми инструмента и втулки подают рабочую жидкость под давлением, причем давление в жидкости создают относительным/ перемещением инструмента и эластичг

5 ной втулки.

Устройство дл  прессовани  трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости

D матрицы, конический рабочий инструмент и центральную прот жку с приводом перемещени , снабжено уплотнеHtiKivm , расположенными между сопр гающимис  поверхност ми: матрицы,

5 втулки и прот жки, а втулка, прот жка и матрица установлены с кольцевыми зазорами дл  засыпки порошка, и дл  размещени  рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечени 

Q зазора дл  размещени  жидкости на 80-100% больше разности ПJJOщaдeй

поперечного сечени  зазора дл  засыпки порошка и готового издели .

Рабочий инструмент выполнен в виде формующей дюзы, закрепленной на матрице, а прот жка снабжена хвостовиком и поршнем с уплотнени ми .

Рабочий инструмент выполнен в виде прошивки, формующа  коническа  часть которой расположена на поверхности прот жки, а матрица снабжена поддоном и крышкой с центральными отверсти ми и уплотнени ми.

На фиг. 1 показана схема устройства дл  прессовани  трубчатых изделий дл  случа  выполнени  рабочего инструмента в виде конической дюзы; на-.фиг. 2 - то же, дл  случа  выполнени  рабочего инструмента в виде прошивки.

Способ осуществл ют следук цим образом.

Порошок загружают в кольцевой зазор пресс-формы а в зазор, расположенный между рабочим инструментом и упругоэластичной втулкой, заливают рабочую жидкость, например, воду, после чего осуществл ют радиальное уплотнение порошка путем относительного перемещени  рабочего инструмента и втулки, создава  при этом давление в жидкости.После завершени  процесса прессовани  осуществл ют разборку пресс-формы и извлечение спрессованного трубчатого издели .

В устройстве дл  осуществлени  предлагаемого способа случай выполнени  рабочего инструмента в виде конической дюзы рассмотрен как вариант 1 (фиг. 1), а случай выполнени  рабочего инструмента в виде прошивки - как вариант 2 (фиг.2/

По первому варисшту устройство содержит матрицу 1, прот жку 2 с хвостовиком (не показан/ и упругоэластичную втулку 3, установленную с зазором в полости матрицы 1. Величина зазора выбрана такой, чтобы при создании давлени  в жидкости, наход щейс  в зазоре, в процессе относительного перемещени  формующей дюзы 4 и эластичной втулки 3 было возможным - полное исключение контакта между перемещающимис  поверхност ми в области конического профил  рабочего инструмента в результате попадани  на этот участок ЖИДКОСТИ под давлением. При малой величине зазора меньше 80%/ и, следовательно, малом количестве жидкости невозможно создать гидростатическое давление, необходимое дл  деформировани  толстостенной эластичной втулки. Кроме того, в этом случае на коническом профиле инструмента невозможно получить достаточг ный гидродинамический напор/ создающий режим жидкостного трени  в процессе прот гивани  эластичной втулки 3. Слишком больша  величина зазора (более 100%) вызовет значительные усили  прот гивани , св занные как с самим процессом прот гивани  эластичной втулки 3, так и с необходимостью сжати  жидкости, наход щейс  в зазоре в большом количестве . На хвостовике прот жки 2 установлен поршень 5, наружный диаметр к60 торого равен диаметру полости матрицы 1. Поршень 5 снабжен набором уплотнений 6., размещенных между его бокбвой поверхностью и внутренней поверхностью матрицы,, а также его

5 торцовыми поверхност ми и эластичной втулки 3. Полость между втулкой 3 и прот жкой 2 заполнена поретиком, а зазор между втулкой 2 и матрицей

1- жидкостью. Расположение уплотне0 ний 6 обеспечивает удержание жидкости в системе, а также предохран ет порошок от его попадани . Прот жка центрируетс  относительно втулки

2упругоэластичными опорными шайба5 ми 7. Все устройство установлено

в планшайбе 8 прот жного станка,  вл ющегос  приводом прот жки 2, и центрируетс  там конической дюзой 4.

Устройство работает следующим

0 образом.

В полость эластичной втулки 3 устанавливают прот жку 2 с поршнем 5, снабженным уплотнени ми 6. Прот жку центрируют относительно втулки 3

5 опорной шайбой 7, а в кольцевое пространство между прот жкой 2 и втулкой 3 засыпают порошок. Сборку устанавливают в полость матрицы 1, а в зазор между втулкой 3 и матрицей запивают рабочую жидкость. Сверху

0 на матрице 1 размещают формуквдую дюзу 4, и все устройство устанавливают в планшайбе 8 прот жного станка . Жидкость в первоначальный момент удерживаетс  в системе поршнем

5 5 и уплотнени ми -6 с одной стороны и конической дюзой 4 - с другой. Под действием усили  прот жного станка прот жка 2 перемещаетс  и проталкивает эластичную втулку 3, заполнен0 ную порошком, через формующую дюзу 4. С момента начала прохождени  эластичной втулки через дюзу под действием поршн  5 происходит , жидкости в зазоре, в результате

5 чего идет процесс гидростатического р,р|диапы1ого обжати  эластичной втулки Зпо всей ее длине, что вызывает предварительную подпрессовку порошка. Окончательна  допрессовка

0 происходит при прохождении втулки 3 через дюзу. При этом жидкость, удерживаема  в системе уплотнени ми 6, предохран ющими от попадани  ее в порошок, а также от выхода в направлении противоположном прот гива5

нию, выдавливаетс  на конический прфиль формующей дюзы 4, создава  там режим жидкостного трени , а.также эффект дополнительного обжати  втулки 3. После прохождени  эластичной втулки 3 .через формукэдую,дюзу 4 прот жной станок останавливают, усройство иэвлекангг из планшайбы и разбирают,

По второму варианту устройство содержит матрицу 1, прот жку 2, упругоэластичную втулку 3, размещен- ную в полости матрицы и центрируемую там упругоэластичными шайбами 7 . В, полости втулки 3 установлена прошивка 9, форг- юща  коническа  1асть которой расположена на поверхности прот жки 2, При этом направл юща  часть прошивки имеет диаметр равный диаметру прот жки и меньший внутреннего диаметра эластичной втулки, в результате чего между ними существует зазор дл  заполнени  жидкостью. Величина зазора .выбрана на основании предпосылок, аналогичных предпосылкам, использованньлм при выббре величины зазора в устройстве по первому варианту: обеспечение гидростатического радиального раст жени  толстостенной эластичной втулки, а также создание режима жидкостного трени  в области конической формующей части прошивки, Кольцевое пространство между эластичной втулкой 3 и матрицей 1 заполнено порошком. Устройство снабжено крышкой 10 и поддоном 11 с установленными на них уплотнени ми 12-14, предназначенными дл  удержани , жидкости в системе, а также дл  предохранени  порошка от ее попадани . Все устройство установлено в планшайбе 8 прот жного станка ,  вл ющегос  и приводом, и центрируетс  там с помощью стакана 15.

Устройство по второму варианту работает следующим образом.

В матрицу 1, установленную на поддоне 11, имеющем уплотнени  13 и 14, помещают упругоэластичную втулку 3, центрируемую там шайбой 7 В полость втулки 3 вставл ют направл к цей частью проашвку 9, после .чего кольцевое пространство между матрицей и втулкой заполн ют порошком , а в зазор между втулкой 3, прот жкой и прошивкой 9 зотивают жидкость . По окончании этих операций матрицу закрывают крышкой 10 с уплотнением 12 всю систему устанавливают на прот жной станок.

В первоначальный момент жидкость удерживаетс  в системе радиальным уплотнением 14 в поддоне 11 с одной стороны и формующей частью прсживки - с другой. Под действием усили  прот жного станка прошивка на прот жке перемещаетс  и, вход  своей формующей частью в полость втулки 3, сжимает, как поршнем, наход щуюс  там жидкость. Под действием создавшегос  гидростатического давлени  происходит радиальное раст жение эластичной втулки 3 по всей длине и предварительна  подпрессовка порошка . Окончательна  допрессовка происходит при прохождении формующей части прошивки в полости втулки 3, При этом жидкость, сжимаема  конической частью прошивки и удерживаема  уплотнени ми 13 и 14 от ее выхода в направлении прот гивани  и от попадани  в порошок, выдавливаетс  на конический формующий профиль прошивки, создава  там режим жидкостного трени , а также дополнительный эффект радиального раст жени  эластичной втулки. Дальнейшее передвижение жидкости, сход щей под давлением с формующей части прошивки, продолжаетс  в направлении противоположном прот гиванию. Ввиду того, чтоу между хвостовой частью прот жки и полостью эластичной втулки зазор отсутствует, жидкости при ее дальнейшем передвижении необходимо создать этот зазор путем деформировани  эластичной втулки в радиальном направлении на этом участке. В результате гидродинамического давлени , создаваемого жидкостью на внутренней поверхности эластичной втулки , предотвращаетс  эффект перетекани  последней из зоны деформации . На выходе давление жидкости падает, и часть ее вытекает из системы. После полного прохождени  формующей части прошивки по всей длине эластичной втулки прот жной станок останавливаетс , а устройство извлекают и разбиракзт. Пример . Порошок нержавеющей стали Х18Н9Т прессуют следующим образом .

Порошок загружают в предназначенный дл  его зазор и вибрационным уплотнением формуют трубчатые заготовки А 42х34 мм и А2 4.0 х 32 мм (в устройствах соответственно, изображенных на фиг. 1 и фиг. 2/ длиной 600 мм до плотности 0,35. Затем осуществл ют последующее прессование издели  предлагаегчым способом до получени  готового издели  Д 40 х X 34 мм и длиной 600 мм с плотностью 0,60. Усилие прот гивани  дл  устройства по первому варианту (фиг. 1) составл ет 0,6 т, а дл  устройства по второму варианту (фиг. 2 - 0,4 т.

При прессовании трубчатых изделий такого же размера в известных устройствах усилие прот гивани  состав  ет 2,3-3,8 т.

Следовательно, применение предлагаемого устройства позвол ет в 510 раз снизить силовые затраты на

процесс прессовани  при обеспечении равномерной плотности по длине издели . 19г Я фиг. 2 Порошок I 12

Claims (4)

1. Способ прессования трубчатых изделий из порошка, включающий радиальное уплотнение порошка через упругоэластичную среду путем относительного перемещения конического рабочего инструмента и эластичной втулки,отличающийся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, между поверхностями инструмента и втулки подают рабочую жидкость под давлением, причем давление в жидкости создают относительным перемещением инструмента и эластичной втулки.

фиг 1

2. Устройство для прессования трубчатых изделий из порошка, содержащее цилиндрическую матрицу, эластичную втулку, установленную в полости матрицы, конический рабочий инструмент и центральную протяжку с приводом перемещения, отличающееся тем, что, с целью снижения силовых затрат на процесс прессования, оно снабжено уплотнениями, расположенными между сопрягающимися поверхностями матрицы, втулки и протяжки, а втулка, протяжка и матрица установлены с кольцевыми зазорами для засыпки порошка и для размещения рабочей жидкости, причем площадь поперечного сечения зазора для размещения жидкости на 80-100% больше разности площадей поперечного сечения зазора для засыпки порошка •и готового изделия.

3. Устройство поп. 2, отличающееся тем, что рабочий инструмент выполнен в виде формующей дюзы, закрепленной на матрице, а протяжка снабжена хвостовиком и поршнем с уплотнениями.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что рабочий инструмент выполнен в виде прошивки, формующая коническая часть который расположена на поверхности протяжки, а матрица снабжена поддоном и крышкой с центральными отверстиями и уплотнениями.