SU1726132A1 - Пресс-форма дл изготовлени прессовани изделий из тугоплавких порошков - Google Patents

Abstract

Пресс-форма содержит матрицу и пуансоны . На нерабочих торцах пуансонов выполнен по крайней мере один спиралевидный выступ, эквидистантно которому с возможностью схватывани  последнего по всей его длине размещен теплоизолированный индуктор. Разогрев рабочих торцов пуансонов происходит путем теплопередачи к последним от выступа. Обеспечиваетс  возможность прессовани  высококачественных изделий из особо тугоплавких порошков. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к пресс-формам дл  гор чего прессовани  преимущественно крупногабаритных изделий из порошков тугоплавких соединений.

Известна пресс-форма дл  гор чего прессовани , содержаща  графитовую матрицу со встречными пуансонами, размещенную в индукторе.

Недостатком данной пресс-формы  вл етс  то, что разогрев заготовки происходит путем передачи тепла от нагреваемой наружной цилиндрической поверхности матрицы. В случае прессовани  заготовок большого диаметра (свыше 100 мм) при таком нагреве имеет место значительный градиент температуры от наружной цилиндрической поверхности к центру и значительна  потер  тепла через пуансоны.

Дл  выравнивани  температуры необходимо увеличивать врем  нагрева, что отрицательно сказываетс  на качестве изделий и производительности. Градиент тем выше, чем больше диаметр издели .

Известна пресс-форма дл  гор чего прессовани  крупногабаритных изделий, состо ща  из матрицы, складывающейс  из частей, встречных пуансонов, размещенных в индукторе, изолированном от матрицы кварцевой трубой,

Недостаток данной пресс-формы - значительный градиент температур в объеме прессуемой заготовки (прессовой камере).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути  вл етс  пресс-форма дл  гор чего прессовани  порошков, включающа  матрицу в виде разъемного вкладыша с обоймой и встречные пуансоны из графита, размещенные в теплоизолированном индукторе .

Недостатком данной пресс-формы  вл етс  низкое качество изделий из-за неравномерного температурного пол  в процессе гор чего прессовани . Данное техническое решение, как и описанные конструкции , характеризуетс  градиентом температуры в радиальном направлении, который достигает 70-100°С при нагреве изделий диаметром свыше 200 мм до 2000ё

х| Ю СЬ

00

ю

2200°С. В св зи с этим получить качественное изделие большого диаметра в данной пресс-форме невозможно.

Цель изобретени  -улучшение качества прессуемых изделий за счет уменьшени  температурного градиента по объему прессовой камеры и расширение номенклатуры прессуемых изделий.

Цель достигаетс  тем, что в пресс-форме , содержащей матрицу со встречными пу- ансонами,размещеннуюв

теплоизолированном индукторе, на нерабочих торцах пуансонов выполнен по крайней мере один спиралевидный выступ, а индуктор размещен эквидистантно последнему по всей его длине. Индуктор выполнен в виде сплошной шины, наружный торец которой соединен по длине с трубой, имеющей вход и выход дл  охлаждающей среды.

Кроме того, при изготовлении крупногабаритных изделий пуансоны выполнены из отдельных секторов.

Ввиду того, что торцовые поверхности изделий, диаметр которых в несколько раз превышает высоту, имеют значительно большую площадь, чем площадь цилиндрической поверхности, целесообразно производить нагрев торцовых поверхностей. Предлагаема  конструкци  пресс-формы позвол ет вести нагрев за счет равномерного разогрева торцовых поверхностей пуансонов с минимальным градиентом температуры от периферии к центру издели , что позвол ет получить качественные издели  большого диаметра. В предлагаемой конструкции отсутствует нераьномер- ньГй теплоотвод, так как равномерно в радиальном направлении разогреваютс  торцы пуансонов, а матрица теплоизолирована .

Равномерный разогрев торцов пуансонов происходит за счет нагрева выступов, расположенных на нерабочих торцовых поверхност х и размещенных по спирали от периферии к центру. Один или несколько спиралевидных выступов под воздействием охватывающего эти выступы индуктора получают разогрев по всей длине. На каждом участке выступов по длине выдел етс  одинаковое количество тепла. В результате происходит равномерный нагрев прессовой камеры по всей площади торцов. Поскольку площадь торцов прессовой камеры больша , а площадь боковой поверхности прессовой камеры значительно меньше, то очевидно, что прессова  камера разогреваетс  равномерно по всему объему. Равномерно разогреваетс  весь объем заготовки.

Таким образом, по вл етс  возможность равномерного разогрева прессовой

камеры практически любого диаметра с помощью индукционного нагрева. Это дает возможность получить изотропную структуру спекаемого материала по всему объему и

повысить качество прессуемых деталей. Предлагаема  конструкци  позвол ет также расширить номенклатуру изделий за счет увеличени  их диаметра, получени  уникальных крупногабаритных изделий.

0 На фиг. 1 изображена пресс-форма, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пресс-форма содержит матрицу 1, охваченную обоймой 2, и встечные пуансоны 3,

5 установленные в ней. Пуансоны выполнены сборными.

Рабочие части пуансонов (торцовые) 4 выполнены из электропроводного материала (графика) с выступами 5 пр моугольной

0 формы, Количество выступов наиболее рационально равно двум, причем эти выступы сход тс  к центру без общей точки (фиг. 2). Така  конструкци  выступов позвол ет охватить их одним индуктором 6 петлевого

5 типа, который имеет один вход и один выход . Получаетс , что в промежутке между выступами 5 уложен с определенными требовани ми теплоизолированный индуктор 6, который может быть выполнен из сплош0 ной шины пр моугольного сечени . К торцу шины со стороны нерабочего торца пуансона по всей ее длине прикреплена труба 7, имеюща  вход и выход дл  охлаждающей среды (вода). Промежутки между выступами

5 и индуктором заполнены теплоизол ционным материалом 8 (тугоплавкие окислы, керамика ). Рабочие части 4 пуансонов 3 могут быть выполнены из отдельных секторов, у которых выступы 5 расположены так, что

0 конец части выступа 5 в одном секторе  вл етс  началом части выступа 5 на соседнем . Рабочие части пуансонов 3 торцовыми част ми контактируют с нерабочими част ми 9 пуансонов, которые могут быть выпол5 нены из графита либо тугоплавкой ке рамики.

Индуктор 6 может быть выполнен из трубы пр моугольного сечени , соединенной с входом и выходом охлаждающей сре0 ды.

С источником питани  входы и выходы индукторов 6 верхнего и нижнего пуансонов 3 могут быть соединены при помощи гибких токопроводов. Индукторы 6 могут быть под5 ключены к одному источнику питани  после- довательно, либо параллельно, либо каждый индуктор 6 подключен к отдельному источнику питани . Пресс-форму устанавливают на неподвижной плите пресса в теплоизолированной обечайке (не показано).

Пресс-форма работает следующим образом .

При прессовании крупногабаритных изделий упаковку заготовки производ т непосредственно на неподвижном столе пресса. Сначала устанавливают нижний пуансон 3 с матрицей 1 и обоймой 2, в которую засыпают прессуемый порошок, устанавливают верхний пуансон 3 в сборе и подключают токоподводы 10, идущие от компенсирующих емкостей преобразователей ТВЧ. Затем устанавливают теплоизолирующую обечайку, включают охлаждение индукторов 6 и нагрев. Разогрев рабочих торцов 4 пуансонов 3 происходит путем теплопередачи от выступов 5, расположенных по спирали от периферии к центру. Конструкци  выступов 5 (фиг. 2) позвол ет охватить эти выступы индуктором б так, что любой участок выступов 5 охватывают два смежных индуктирующих проводника, ток в которых на всех участках имеет противоположное направление. В результате действи  эффекта близости индуктора и выступа, а также кольцевого эффекта, по поверхност м выступов 5 навод тс  токи обратного направлени  и на глубину их проникновени  в выступы 5 происходит их нагрев.

Поскольку выступы 5 выполнены по спирали от периферии к центру и составл ют единое целое с рабочими част ми 4 пуансонов , путем пр мой теплопередачи тепло от выступов 5 равномерно распростран етс  от выступов 5 к рабочим торцам пуансонов всей прессовой камеры пресс-формы.

После разогрева пресс-формы до температуры гор чего прессовани  производ т нагружение пуансонов 3 давлением. После окончани  прессовани  производ т отключение электропитани  и охлаждение пресс- формы вместе с изделием. Нагрузку на пуансоны 3 снимают при температуре, определенной техпроцессом. Далее производ т распрессовку пресс-формы и извлекают изделие.

Предлагаема  пресс-форма позвол ет получить издели  из порошков тугоплавких соединений больших поперечных размеров при сравнительно небольшой их высоте.

Конструкци  позвол ет улучшить качество прессуемых изделий путем снижени  анизотропии свойств материала по объему

(от периферии к центру) и расширить номенклатуру изделий.

Конструкци  позвол ет получать уникальные крупногабаритные издели  из ке- рамики. Такими издели ми могут быть, например, ротор газотурбинного двигател  большой мощности и другие издели  из конструкционной керамики.

Предлагаема  пресс-форма позвол ет получить издели  из порошков тугоплавких соединений, температура гор чего прессовани  которых превышает 2000°С.

Сравнительные испытани  известной пресс-формы и предлагаемой, имеющие одинаковые энергетические параметры, показали , что при нагреве заготовки диаметром 500 мм и высотой 70 мм до 2200°С температура на периферии и в центре заготовки практически не отличалась друг от друга (в пределах погрешности измерени  ±10°С), в то врем  как у известной эта разница составл ет 70-100°С.

Кроме того, предлагаема  конструкци  потребл ет мощность приблизительно на 25% меньше, чем известна .

Экономический эффект предлагаемой пресс-формы заключаетс  в повышении качества новых уникальных изделий из конструкционной керамики.

Claims (3)

1.Пресс-форма дл  гор чего прессовани  изделий из тугоплавких порошков, содержаща  матрицу и размещенные в

теплоизолированном индукторе пуансоны, отличающа с  тем, что, с целью расширени  ее технологических возможностей за счет обеспечени  прессовани  крупногабаритных изделий и повышени 

качества изделий, на нерабочих торцах пуансонов выполнен по крайней мере один спиралевидный выступ, а индуктор размещен эквидистантно ему с возможностью охвата последнего по всей его длине.

2.Пресс-форма по п. отличающа с  тем, что индуктор выполнен в виде сплошной шины, соединенной с трубопроводом дл  охлаждающей среды.

3. Пресс-форма по п. отличающа с  тем, что пуансоны выполнены составными из отдельных секторов.

А - А