SU1713740A1 - Способ формовани длинномерных заготовок из порошка и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу формовани  длинномерных заготовок из порошка, преимущественно из малопласгичнъ1х материалов типа оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью. Цель изобретени  -^повышение прочности соединени  порций порошка. В матрицу 1 подают порцию порошка УВагСизОг-х и рабочим усилием Р через пуансон 2 с полиуретано- вой нак'ладкой 3 и вставкой 4, имеющей tyCJXI^

Description

же жесткость, что и накладка, уплотн ют порошок и выдавливают из матрицы в виде стержневой заготовки 6 диаметром 15 мм. При зтом поверхность А в уплотн емой порции порошка получаетс  микрорельефной, в то врем  как выступающа  над накладкой 3 часть вставки 4, деформиру сь, формирует полость с бочкообразной поверхностью Б,

Затем извлекают пуансон 2 и засыпают в матрицу последующую порцию и повтор ют выдавливание, при котором осуществл ют соединение порций по поверхности Б. Получают заготовки длиной 170мм, плотностью 0,78 теоретической плотности и относительной прочностью соединени  0,81. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к способам и устройствам дл  получени  длинномерных стержневых заготовок из оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью.

(/Известно устройство дл  формовани  длинномерных заготовок из порошка, с помощью которого реализован способ, включающий периодическую подачу порошка в матрицу отдельными порци ми и их последовательное выдавливание с одновременным формированием макрорельефной; поверхности соединени  в каждой порции уплотн емого материала.

Это устройство содержит матрицу и саосно установленный в ней с возможностью переме1Мени  вдоль оси пуансон, выполненный с рифлени ми на торце, контактирующем с уплотн емцм порошком.

Недостатке известного способа и уст-, ройства  вл етс  невозможность получени  длинномерных изделий из малоп.1астичных порошковых материалов. На выхрде из матрицы происходит разделение формируемой заготовки на части по границе соединени  порций. При формовании таким методом пластичных порошков прочность соединени  между собой отдельных порций низка  и не превышает - 0,6 прочности цельной заготовки такой же плотности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ, реализованный с помощью устройства дл  формовани  длинномерных заготовок из порошка,включающий периодическую подачу последнего в матрицу отдельными порци ми и tix последовательное выдавливание с одно | еменным формированием Иикро| ельефной поверхности соединени  в каждой предыдущей порции уплотн емого материала с последующей порцией.

Указанное устройство содержит матрицу и соосно тановленный в ней с возможностью перемещени  вдоль оси пуансон с

накладкой из упругого.материала, закрепленной на рабочем торце.

Применение известных способа и устройства позвол ет при формовании пластичных материалов получить прочность по границе соединени  порций порошка равную 0,8 - 1,0 прочности цельного бpиkeтa.

Однако формование малопластичных материалов, в частности оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью , не обеспечивает прочность соединени ,превышающую 0,6 прочности цельного брикета. Невысокие значени  проч1;1ости обусловливают образование трещин в заготовках в процессе спекани  или при их транспортировке.

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности соединени  порций при получении изделий из малопластичных материалов, в частности оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу формовани  длинномерных заготовок из порошка, включающему периодическую подачу последнего в матрицу отдельными порци ми и их последовательное выдавливание с одновременным формированием микрорельефной поверхности соединени  в каждой предыдущей порции уплотн емого материала с последующей порцией, одновременно с формированием микрорельефной поверхности осуществл ют формообразование полости с бочкообразной боковой поверхностью дл  механического зацеплени  порций между собой.

В устройстве дл  формовани  длинномерных заготовок из порошка, содержащем матрицу и соосно установленный в ней с возможностью перемещени  вдоль оси пуai OH с накладкой из уггругого материала, закрепленной на рабочем торце, в накладке закреплена цилиндрическа  вставка с выступом над рабочим торцом самой накладки , выполненна  из упругого материала с

жесткостью 0.4 - 1,0 жесткости материала накладки.

Получение в процессе формовани  полости в каждой порции уплотн емого порошка дл  механического зацеплени  этих порций между co6oi при условии сохранени  микрорельефной поверхности контакта с соседней порцией позвол ет одновременно реализовать два механизма соединени . Один их зтих механизмов основан на образовании металлических контактов между частицами уплотненной и вновь засыпанной порций за счет относительного сдвига зтих частиц. При формовании поверхности соединени  упругими накладкой и вставкой частицы порошка, контактирующие с ними, практически не деформируютс  по свобод ой поверхно&ти, так как материал зтих упругих элементов в процессе уплотнени  заполн ет впадины между частицами. Полученна  таким образом поверхность представА  ет собой чередующиес  впадины и выртупы с размерами, обусловленными размерами частиц порошка, т. е. эта поверхность  вл етс  микрорельефной. При уплотнении на ней очередного объема порошка относительный сдвиг частиц соседних порций обеспечивает соединение их между собой.

Другой механизм соединени  заключаетс  в механическом зацеплении порций одной с другой путем формообразовани  полости в каждой порции вставкой из упругого материала, жесткость которого составл ет 0.4 - 1,0 жесткости материала накладки. В процессе фор(мовани  происходит сжатие вставки вдоль направлени  движени  пуансона. При этом ее бокова  поверхность принимает бочкообразную форму. После сн ти  нагрузки первоначальные форма и размеры вставки восстанавливаютс  и она легко извлекаетс  из полученной полости. При засыпке в эту полость очередной порции и последующем ее уплотнении происходит соединениепорций как за счет обра вани  механического зацеплени  по бочкообразной поверхности, так и благодар  упругому последействию части порции, наход щейс  в соседнем объеме уже уплотненного порошка.

Таким образом, прочное соединение порций в изобретении достигаетс  благодар  созданию микрорельефа по всей поверхности контакта соседних порций, а также за счет получени  замкового соединени  между соседними порци ми по бочкообразной поверхности. Наличие выступа, высота которого больше высоты микрорельефа накладки , позвол етполучать в формуемом порошке полость с бочкообразной боковой

поверхностью, что и создает услови  дл  повышени  прочности соединени  порций порошка между собой. Отсутствие зтих факторов, каждого в отдельности или всех вместе приводит к снижению прочности соединени  порций.

При изготовлении вставки из упругого материалам большей жесткостью, чем у материала накладки, прочность соединени  снижаетс , так как в этом случае деформаци  вставки незначительна  и бочкообразна  поверхность не образуетс . Вставка, изготовленна  из материала с жесткостью меньшей, чем 0,4 жесткости материала накладки , в процессе формовани  тер ет устойчивость и сминаетс , не образу  полость в уплотн емом объеме порошка. На фиг. 1 схематично изображено устройство дл  формовани  длинномерных заготовок из порошка в стадии выдавливани , разрез: на фиг. 2 - то же, в момент извлечени  пуансона из матрицы.

Устройство содержит матрицу 1 дл  выдавливани , пуансон 2, установленный в матрице с возможностью возвратно-поступательного перемещени  вдоль ее оси. Один из торцов пуансона снабжен накладкой 3 из упругого материала, например полиуретана, неподвижно установленной с помощью креплени  типа ласточкин хвост. В накладке закреплена цилиндрическа  вставка 4 с фиксирующим буртом, выполненна , например, из полиуретана или ре0 ЗИНЫ. При этом вставка 4 образует выступ по отношению к прессующему торцу накладки 3. Рабоча  полость матрицы заполнена порошком 5.

Способ формовани  длинномерных заготовок из порошка с помощью устройства осуществл ют следующим образом.

При перемещении пуансона 2 с рабочим усилием Р порошок уплотн етс  полиуретановыми накладкой 3, вставкой 4 и выдавливаетс  из матрицы в виде стержневой заготовки 6. При этом поверхности А в уплотн емом материале получаютс  микрорельефными , а выступающа  над накладкой 3 часть вставки 4 деформируетс  вдоль на5 правлени  выдавливани , формиру  по- лость с бочкообразной поверхностью Б. Затем пуансон 2 извлекают из матрицы 1, засыпают в нее очередную порцию порошка и выдавливание повтор ют. В процессе уплотнени  порции происходит соединение ее с предыдущим объемом порошка за счет образовани  механического зацеплени  по поверхности Б, Кроме того, на поверхност х А контакта соседних порций в результате

5 относительного перемещени  частиц образуютс  мостики схватывани ,обеспечивающие соединение порций и по этим поверхност м . Процесс формовани  повтор ют в описанной последовательности до получени  порошковой заготовки необходимой длины.

Проведено формование длинномерных заготовок из порошка YBaiCuaO, обладающего высокотемпературной сверхпроводимостью , по известному и предлагаемому способам, Получены заготовки диаметром 15 и длиной 1 to мм с относительной плотностью 0,78. Прочность соединени  между собой отдельных порций порошка измер етс  из испытаний образцов на изгиб и сравниваетс  с изгибной прочностью цельных заготовок такой же плотности, полученных изостатическим прессованием. Относительна  прочность соединени  образцов, изготовленных известным способом, составл ет 0,54, а предлагаемым 0,81. На поверхности образцов, полученных известным способом , по границе соединени  обнаружены трещины шириной 0,02 - 0,05 мм.

Сформованы также длинномерные заготовки из порошка Нержавеющей стали марки Х18Н19Т известным и предлагаемым способами. Получены заготовки диаметром 15 мм и длиной 145 мм с относительной плотностью 0,82. Относительна  прочность соединени  образцов, изготовленных извеCTHbiM способом, составл ет 0,59, а предлагаемым 0,85. Трещины на поверхности образцов по границам соединени  порций не обнаружены.

Объем засыпки порошка устанавливают таким образом, чтобы высота спрессованной порции приблизительно равна диаметру пуансона. В этом случае изменение плотности по длине каждой сформованной порции незначительно и не превышает 3%. Исход  из этих соображений и выполненных экспериментов, отношение высоты выступающей части вставки к диаметру пуансона установлено в пределах 0,3 - 1,0. При значени х указанного отношени , пре вышающих 1,0, в сформованном прутке по границам порций образуютс  поперечные трещины. Отношение высоты выступающей части вставки к диаметру пуансона меньшее , чем 0,3, обусловливает снижение относительной прочности соединени  порций ниже значени  0,8.

Использование предлагаемого способа и устройства при получении изделий их малопластичных материалов, в частности оксидных порошков с высокотемпературной

сверхпроводимостью, обеспечивает повышение прочности соединени  между собой порций порошка за счет формировани  микрорельефной поверхности соединени  в каждой порции уплотн емого материала сооместно с формообразованием полости дл  механического зацеплени  соседних порций , котора  образуетс  вставкой из упругого материала, закрепленной в упругой накладке и выступающей над ее прессующим торцом. При этом жесткость материала вставки составл ет 0,4 - 1.0 жесткости материала накладки.

Ф о р м ула изобретени 

1.Способ формовани  длинномерных заготовок из порошка, преимущественно из

малопластичных материалов типа оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью , включающий периодическую подачу порошка в матрицу отдельными

порци ми и их последовательное выдавливание с одновременным формированием микрорельефной поверхности соединени  в каждой предыдущей порции уплотн емого материала с последующей порцией, о т л ичающий с   тем. что, с целью повышени  прочности соединени  порций, одновременно с формированием микрорельефной поверхности осуществл ют формообразование полости с бочкообразной боковой поверхностью дл  механического зацеплени  порций Между собой.

2.Устройство дл  формовани  длинномерных заготовок из порошка, преимущественно из малопластичных материалов типа

оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью, содержащее матрицу и сооснр установленный в ней с возможностью перемещени  вдоль оси пуансон с накладкой из упругого материала,

закрепленной на рабочем торце, отличающеес  тем, что. с целью повышени  прочности соединени  порций порошка, в накладке закреплена цилиндрическа  вставка с выступом над ее рабочим торцом.

выполненна  из упругого материала с жесткостью 0,4 - 1,0 жесткости материала накладки .

Фиг. 2

Claims (2)

1. Ф о р м ула изобретения

   1. Способ формования длинномерных заготовок из порошка, преимущественно из малопластичных материалов типа оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью, включающий периодическую подачу порошка в матрицу отдельными порциями и их последовательное выдавливание с одновременным формированием микрорельефной поверхности соединения в каждой предыдущей порции уплотняемого материала с последующей порцией, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения прочности соединения порций, одновременно с формированием микрорельефной поверхности осуществляют формообразование полости с бочкообразной боковой поверхностью для механического зацепления порций между собой.
2. 2. Устройство для формования длинномерных заготовок из порошка, преимущественно из малопластичных материалов типа оксидных порошков с высокотемпературной сверхпроводимостью, содержащее матрицу и соосно установленный в ней с возможностью перемещения вдоль оси пуансон с накладкой из упругого материала, закрепленной на рабочем торце, отличающееся тем, что, с целью повышения прочности соединения порций порошка, в накладке закреплена цилиндрическая вставка с выступом над ее рабочим торцом, выполненная из упругого материала с жесткостью 0,4 - 1,0 жесткости материала накладки.

   Фиг..2