SU1720796A1 - Способ контрол распределени плотности по высоте в длинномерных прессовках - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам контрол  распределени  плотности по высоте в длинномерных прессовках. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей за счет контрол  распределени  плотности по высоте при уплотнении. Определ ют распределение плотности по высоте втулок, спрессованных из твердого сплава марки ВН20Тр 2. Размеры втулки в пресс- Фооме имеют следующие значени : наружный диаметр 55 мм, внутренний 45,3 мм, высота 78,5 мм. Порошок загружают в пресс-форму и уплотн ют пуансоном. В пресс-форме втулка размечаетс  на 8 разных по высоте частей, - высота каждой части 9,8 мм, с помощью нанесенных на стенки матрицы рисок, которые отпечатываютс  на прессовке . Объем каждой части составл ет V 7,5 см3. После извлечени  прессовки из пресс-формы и ее нормализующего спекани  (дл  упрочнени ) размеры втулки следующие: наружный диаметр 54,8 мм, внутренний 44,8, высота 83,2 мм. По разметке (отпечаткам рисок) втулка разрезаетс  на части алмазным обрезным кругом. Высота частей измер етс  микрометром, вычисл ютс  значени  объемов Vi и определ ютс  гидростатическим взвешиванием плотности. Плотности частей при уплотнении определ ютс  из соотношени  d - dj. Дл  верх8 11 ней части прессовки определ ли d х 7,5 х 6,69 7,46 (г/см3), дл  нижней d х х 6,06 6,38 (г/см3). По полученным дл  каждой части данным в табличном виде определ ют зависимость плотность - располо- жение части прессовки. При этом определ ют распределение плотности по высоте при уплотнении. 1 табл., 1 ил. (Л С vj ю о ч SO о

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам контрол  распределени  плотности по высоте в длинномерных прессовках.

Известны методы контрол  распределени  плотности по высоте заготовки, включающие в себ  определение в процессе прес- совани  с помощью тензодатчиков деформации соответствующих участков стенки матрицы. После чего по эталонам можно определить распределение давлени  по высоте заготовки, а затем с помощью ура внений прессовани  перейти к распределению плотности.

Недостатком метода  вл етс  значительный разброс показаний датчиков сопротивлени , так как матрица при прессовании деформируетс  неодинаково, а затем деформаци  при таких методиках осуществл етс  не по всей окружности, Кроме того, при прессовании длинномерных тонкостенных втулок- прикладываютс  значительные усили , поэтому матрица пресс-формы должна иметь достаточно толстые стенки; В случае наличи  толстых стенок трудно замер ть деформацию.

Известен способ контрол  распределени  плотное™ по высоте в длинномерных прессовках, включающий засыпку, в пресс- форму одинаковых по массе и высоте слоев порошка, разделенных прокладками из тонкой фольги, прессование, извлечение прессовок из пресс-формы и определение плотности каждой методом гидростатического взвешивани . Недостатком метода  вл етс  искажение реальной картины распределени  плотности по высоте заготовки при уплотнении, что приводит к неправильному расчету прессующего инструмента (из- за упругих расширений после сброса, давлени  прессовани ).

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ контрол  распределени  плотности в длинномерных прессовках, включающий в себ  загрузку порошка в пресс-форму, уплотнение и извлечение прессовки из пресс-формы, разметку на равные по высоте части-, разрезание прессовки по разметке, определение объема и плотности каждой из частей м зависимости плотность-расположение части прессовки. Недостатком способа  вл етс  искажение реал ьной картины распределени  плотности п.о высоте заготовки при уплотнении , особенно в случае ее изготовлени  из материала , подверженного после прессовани  значительным упругим расширени м,- что приводит к неправильному расчету пресс- инструмента.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа путем контрол  распределени  плотности по высоте заготовки при уплотнении.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе контрол  распределени  плотности по высоте в длинномерных прессовках, включающем загрузку в пресс-форму, уплотнение и извлечение прессовки из пресс- формы, разметку на равные по высоте части и разрезание прессовки по разметке, определение объема и плотности каждой из частей и зависимости плотностьрасположение части прессовки, разметку осуществл ют при уплотнении в пресс-форме , при этом определ ют объем каждой части , а плотность определ ют из соотноше- ни 

d - плотность части прессовки при уплотнении;

V и Vj - ее объемы при уплотнении и после извлечени  из пресс-формы соответственно;

di - плотность части прессовки после

разрезани . .

Разметка прессовки при уплотнении в пресс-форме с определением объема каждой части и вычислением плотности из соотношени 

20

где d - плотность части прессовки при уплотнении;

V и Vi - ее объемы при уплотнении.и

после извлечени  из пресс-формы соответственно; .

di - плотность части прессовки после разрезани , позвол ют получить реальную картину распределени  плотности по высоте прессовки (без искажений, вызываемых упругими последействи ми , которые как и плотность, измен ютс  по высоте заготовки) при уплотнении . Одни лишь экспериментально определенные значени  плотности di различных частей заготовки не могут достоверно характеризовать картину распределени  плотности по высоте заготовки на конечном этапе ее уплотнени  по той причине, что

отдельные части прессовки в результате неравномерного упругого расширени  значительно различаютс  по высоте как между собой, так и от тех значений, которые они имели непосредственно в-пресс-форме на

конечном этапе уплотнени , при этом масса частей соответствует тем значени м, которые они имели в пресс-форме. Таким образом , дл  того, чтобы получить достоверные результаты по распределению плотности

необходимо откорректировать экспериментально полученные значени  плотности с помощью соответствующих коэффициентов

k-y,

характеризующих степень изменени  (увеличени ) объема отдельных частей прессовки по сравнению с первоначальными (в пресс-форме на конечном этаде уплотнени ) в результате неравномерного упругого

расширени  после сброса давлени  и извлечени  из пресс-формы.

На чертеже изображены: а - втулка, наход ща с  в пресс-форме перед сбросом давлени  прессовани , размеченна  на п равных частей; б - эта же втулка после извлечени  пресс-формы.

Способ заключаетс  в следующем.

Формующую камеру матрицы, состо щую из трех частей с вертикальными плоскост ми разъема, размечают по высоте на п равных частей. Разметку производ т нанесением рисок, ширина и глубина которых составл ет, примерно 0,1 мм..После этого в пресс-форму засыпают порошок и производ т прессование втулки. При этом риски, нанесенные ранее на формующую плоскость матрицы, отпечатываютс  на прессовке. После сброса давлени  прессовани  и извлечени  прессовки из пресс-формы положение отпечатанных рисок на прессовке мен етс . Это изменение происходит, главным образом, из-за действи  упругого последействи , величина которого, как известно, зависит от прикладываемого дав: лени  прессовани -. Так как при прессовании длинномерной заготовки перепад давлений по ее высоте  вл етс  значительным , можно предположить, что и величина упругого последействи  по высоте прессовки будет неодинаковой. Она максимальна в верхней.части прессовки и минимальна в ее нижней части.

Разрезав по разметке прессовку на п частей, определ ют объем каждой части Vj, плотность di методом гидростатического взвешивани . Объем каждой части прессовки , наход щейс  в пресс-форме V определ ют ещё до проведени  эксперимента. Таким образом, кажда  1 /п часть прессовки, наход ща с  в пресс-форме с объемом V, имеет массу равную V|di,.a ее плотность равна d Vidi

V

-. Обозначив отношение Vj dj как к, получают d kdi.

Пример. Определ ют распределение плотности по высоте втулок, спрессованных из твердого сплава марки ВН20Гр2. Размеры втулки в пресс-форме определ ют по размерам формующей камеры: наружный диаметр ф - 55 мм; .внутренний диаметр 0вн 45,3 мм; высота Н 78,5 мм. В пресс-форме втулка размечаетс  рисками на восемь равных частей, высота каждой из которых - 9,8 мм, а объем V - 7,5 см , После извлечени  прессовки из пресс-формы и ее нормализующего спекани  (дл  упрочнени ) размеры втулки следующие: 0Н 54,8; 0Вн 44,8; Н 83,2. По разметке (отпечаткам

рисок) втулку разрезают на части алмазным отрезным кругом.

В таблице представлены высота каждой иэ частей (начина  с верхней части втулки),

измер ема  микрометром вычисленные значени  А и Vi/.V; абсолютное и относительное изменени  высоты частей втулки, а также значение плотности каждой из частей втулки определ емое методом гидростатического взвешивани  и умножени  на коэффициент k Vi/V.

Из результатов, приведенных в таблице , видно, что экспериментально определенное распределение плотности по высоте

втулки, не может достоверно характеризовать истинную ситуацию на конечном этапе уплотнени , так как отдельные части прессовки в результате неравномерного упругого расширени  значительно отличаютс  по

высоте как между собой, так и от тех значений , которые они имели непосредственно в пресс-форме на конечном этапе уплотнени . (При этом масса частей соответствует тем значени м, которые она имела в пресс25

форме)..

Таким образом, дл  того, чтобы получить достоверные результаты по распределению плотности. необходимо

откорректировать экспериментально полученные значени  плотности с помощью соответствующих коэффициентов k, характеризующих степень увеличени  объема части прессовки (уменьшени  плотности)

по сравнению с первоначальным (в пресс- форме на конечном этапе уплотнени ) в ре- .зультате неравномерного упругого расширени  после сброса давлени  и извлечени  из пресс-формы.

По сравнению с известным, предлагаемый способ дает возможность вы снить реальную картину распределени  плотности по высоте прессовки в последний момент прессовани  (т.е. до сброса давлени ). Это

позвол ет сделать правильные выводы о процессе прессовани  длинномерных изделий из материалов, обладающих после прессовани  значительным упругим последействием, что в свою очередь дает

возможность оптимизировать конструкции пресс-форм дл  прессовани  подобного рода изделий. Эта оптимизаци  может выражатьс  как в уточненном расчете толщины стенки матрицы пресс-формы и величины ее

загрузочной камерьк так и в изменении самой конструкции пресс-формы. .С. помощью оптимизированных пресс-форм становитс  возможным сокращение брака при прессовании примерно на 10%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ контрол  распределени  плотности по высоте в длинномерных прессовках , включающий загрузку порошка в пресс-форму, уплотнение и извлечение прессовки из пресс-формы, разметку на разные по высоте части и разрезание прессовки по разметке, определение объема и плотности каждой из частей и зависимости плотность-расположение части прессовки, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет контрол  распределени  плотности по высоте при уплотнении, разметку

   осуществл ют при уплотнении в пресс-форме , при этом определ ют объем каждой части , а плотность определ ют из соотношени 

   -$

   di,

   где d - плотность части прессовки при уплотнении;

   V и Vi - ее объемы при уплотнении и после извлечени  из пресс-формы, соответственно;

   di - плотность части прессовки после разрезани :

   I fe

   1Ш

   #

   «

   .