SU831365A1 - Способ изготовлени плоскихзАгОТОВОК из МЕТАлличЕСКОгОпОРОшКА - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к спо .собам изготовлени  тонколистовых плоских изделий из. металлического порошка. Известен способ изготовлени  заготовок прессованием порошка в прес форме, включагадий засыпку пороика в полость матрицы пресс-формы, уп; 1бтнение одним или двум  пуансонами и выпрессовывание из матрицы J1}. Однако из-за сил трени , возникающих на поверхност х контакта уплотн емого порошка с инструментом (пресс-формой, пуансонами), а также сложной кинематики движени  в объеме уплотн емого дорошка, плот ность заготовок при прессовании их в закрытой пресс-форме неравномерна , причем она увеличиваетс  с увел чением степени неравноосности заготовки . Наилучшими геометрическими услови ми уплотнени , например, цилиндр ческой заготовки  вл етс  условие , где Н - высота, а D - диамет прессовки. С увеличением или уменьШениёЫ отношени  H/D неравномерност плотности заготовки увеличиваетс , причем при H/D 1 наиболее существе ной  вл етс  неравномерность плотности по высоте, а при Н/Р 1 - в радиальном направлении. Особую трудность представл ет получение тонких заготовок с . Это обусловлено необходимостью равномерной засып (И порошка на нижний пуансон прессформы . Однако и при равномерной засыпке порошка в процессе прессовани  происходит перераспределение его к периферии, в результате.чего центральна  часть заготовки имеет меньшую, а кромки - большую плотность, при этом заготовка тер ет плоскостность (происходит выпучивание центральной части). Таким образом, этот способ не позвол ет получить качественные плоские тонкие заготовки. Известен способ изготовлени  заготовок из металлического порошка, включающий прокатку порс дка в ленту, обрезку кромки ленты в отходы, спекание и повторную прокаткуГ2. Способ позвол ет использовать отходы прокатки, так как обрезки ленты подвергают измельчению в порошок к повторно прокатывают. Недостатком способа  вл ютс  ограниченные его возможности, так как

согласно ему невозможно получение из ленты заготовок различной конфигурации .

Наиболее близким к предла1;аемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ изготовлени  плоских заготовок из металлического порсшка,включающий плокатку последнего в ленту-полуфабрикат, формирование из ленты заготовок вырубкой и отделение заготовок от отходо ленты Сз.

Ленточный прокат из порошка обладает равномерной плотностью и толщиной по длине и ширине, что обеспечивает получение из него штамповкой высококачественных заготовок. Образук циес  после штамповки наспеченные листы отходов размалываютс  любым из известных способов в порошок.

Однако настройку прокатного стана на получение ленты с точно заданными толщиной и плотностью осуществить весьма трудно из-за вли ни  на процесс захвата и уплотнени  порошка многочисленных факторов: диаметра залков, жесткости рабочей клети стана, свойств порошка, температуры и вла:)хности атмосферы и др.

Порошок, получаемый в результате размола отходов, особенно высокоплотных , имеет отличные по сравнению с исходным порошком свойства. Он коагулирован в конгломераты, наклепан, намагничен, имеет большую насыпную массу и т.д. Это требует при повторной его прокатке или изменение настройки прокатного стана, что затруднительно в услови х производства, или проведение отжига порошка .с последующим его -размолом и просеиванием . При этом возможны изменени  химического состава порошковой композиции при наличии в ней разлагаемых или вступающих друг с другом в реакцию компонентов.

Недостаткагущ этого способа  вл етс  низка  точность размеров заготовок без дополнительной настройки прокатного.стана и низкий выход годного.

Цель изобретени  - повышение точности размеров заготовок и увеличени  выхода годного.

Эта цель достигаета  тем, что в способе, включающем прокатку порошка в ленту-полуфабрикат, формирование заготовок из ленты и отделение их от отходов ленты, прокатку осуществл ют в ленту с плотностью 50-75%, а форг мрование заготовок провод т деформированием и уплотнением отдельршх участков ленты с приложением к последней одностороннего или двухстороннего усили , причем деформирование ленты провод т между плитой и пуансоном или между двум  пуансонами, а дл  улучшени  качества боковой поверхности.

формирование заготовок провод т вырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице.

Порошок прокатывают в ленту-полуфабрикат наименьшей дл  данного порошка плотностью, но большей, чем требуетс  дл  заготовки толщины, производ т деформирование части ленты , соответствующей по контуру заготовке , до требуемых толщины и плотности между параллельными поверхност ми и отдел ют заготовку ох лентыполуфабриката , отходы которой подвергают размолу. Деформирование участка ленты может быть осуществлено между плитой и пуансоном, или между двум  пуансонами, форма торцов которых соответствует форме заготовки. Дл  .улучшени  качества боковой поверхности заготовки вначале вырубкой производ т отделение заготовки от лентыполуфабриката , а затем осуществл ют деформирование заготовки до требуемых толщины и плотности между поверхност ми пуансона и выталкивател  в вырубной матрице.

Сочетание операций прокатки с уплотн нлцей деформацией позвол ет использовать преимущества обоих способов формовани . При прокатке обеспечиваетс  равномерность распределени  порошка по поверхности заготовки с предварительным его уплотнением, преп тствующим перераспределению в радиональном направлении в процессе последующего уплотнени .- Деформацией уплотненного в ленту порошка достигаетс  требуема  точность по толщине и плотности заготовки.

При необходимости получени  заготовок , точных по толщине, деформаци  осуществл етс  до упора, а точных по плотности - по заданному давлению .

Низка  плотность и незначительна  прочность, в основном механического сцеплени  частниц порошка отходов ленты-полуфабриката, обеспечивает получение размолом порошка , по свойствам незначительно отличающегос  от исходного.

Соотношение между толщиной и плотностью прокатываемой ленты и требуемой заготовки определ етс  услови  посто нства массы

Ч..о

где Oj и Т - толщина и плотность заготовки;

60 ч Эд - толщина и минимальна 

или близка  к минимальной (больша ) по услови м формуемости, плотность ленты.

5 Толщина ленты и относительна  деформаци  уплотнени  заготовки (б) определ етс  из выражений

«з-л| - Плотность ленты-полуфабриката должна находитьс  в пределах 50-75% Нижний предел плотности ленты обусловлен ее прочностью и должен обеспечивать транспортирование полфабриката от прокатного стана на операцию, уплотнени . Использование ленты-полуфабоиката относительной плотностью выше 75% затрудн ет размол отходов, что значительно снижает коэффициент использовани  материала .

В ироцессе уплотнени  заготовки 1 в ленте 2 между пуансоном 3 и пли той 4 (фиг. 1) -происходит вдавливание пуансона в ленту, в результате чего определ етс  контур более плотной заготовки, по соедин ющей с лентой поверхностью которой в результате сдвиговой деформации образуютс  разрывы, отдел ющие уплотненную часть от неуплотненной.

При деформации заготовки 1 в ленте 2 между двум  пуансонами 3(фиг.2 внедрение двух пуансонов в ленту обеспечивает лучшее качество боково поверхности заготовки за счет двухстороннего образовани  разрывов.

При штaIv1пoвкe-выpyбкe заготовки с последующей ее уплотн ющей деформацией из ленты 1 пуансоном 2 и матрицей 3 вырубаютс  заготовки 4 (фиг. 3). Дл  улучшени  качества и точности среза вырубаема  часть ленты прижимаетс  к пуансону выталкивателем . Вырубленна  заготовка между пуансоном и выталкивателем деформируетс  до требуемой толщины и плотности, а затем выталкиваетс  3 матрицы (фиг. 4).

Пример. Дл  производства деталей диаметром 50 мм, толщиной 0,5±0,05 мм и относительной плотностью 0,8tO,01 из порошковой композиции, содержащей металлы и неметаллические соединени , заготовки прессуют в закрытой пресс-форме , прокатывают с последующей вырубкой и прокатывают с последующим уплотнением между пуансоном и плитой.

При прессовании в закрытой пресс-форме расчетное по массе заготовки количество порошка распредел ют через сито равномерным (отклонение±0 ,5 мм) слоем на нижнем пуансоне , а затем производ т уплотнение до заданной толщины (до упора ползуна гидравлического пресса). Полученные заготовки со средней относительной плотностью О,8±0,03

имеют плотность краев-0,83±0,1 (образцы дл  измерени  плотности вырезки у кра  размером 55 мм), а центра - 0,,01. Толщина краев составл ет 0,54-t-0,01, а центра - 0,52± 10, 01 мгл.

Прокаткой в валках диаметром 150 мм получают ленты толщиной 0,5±0,03 мм, относительной плотностью 0,8±0,02, из которых в штампе вырубают заготовки диаметром 50 мм.

0 Отклонение от номинальной толщины одной заготовки находитс  в пределах ±0,01 мм, а плотности ±0,005.

При прессовании все заготовки были отбракованы, а при прокатке с после5 дующей вырубкой годными признано 86% заготовок (размер партии - 100 заготовок ) .

Образовавшиес  после вырубки отходы проката размалывают в течение б ч в шаровой мельнице. Просеивани0 ем полученного порошка выдел ют 8% крупной фракции. При повторной прокатке этого порошка при тех же услови х (скорость,раствор валков, положение шибера в бункере с порс л5 ком) получают ленту толщиной 0,54t i:0,04 мм, плотностью 0,84tO,02. Дл  достижени  первоначальной толщины и плотности проката необходимо выполнить трудоемкую работу по наст0 ройке прокатного стана (одновременно изменить раствор валков и положение шибера в бункере) . Увеличение толщины и плотности ленты вызвано увеличением насыпной массы порош5 ка на 15%, увеличением коэрцитивной силы и остаточной индукции на 15-18%.

Дл  реализации -предлагаемого способа прокатывают ленты толщиной 0,67±0,03 мм, относительной плотносG тью 60%. Пуансоном диаметром 50,0 мм на плоской плите деформируют участок ленты до толщины 0,5 мм (упор, высотой 0,48 мм). После деформировани  из ленты легко отдел ют уплотненный

5 участок диаметром 50 мм. Отклонение от номинальной толщины в пределах одной заготовки составл ет tO,01 мм, плотности 0,01 (большие толщина и плотность в центре) . Из партии

0 в 100 заготовок годными признано 93%.

Образовавшиес  отходы ленты-полуфабриката после 2 ч размола в шаровой мельнице имеют фракционный состав

5 исходного порошка. Насыпна  масса порошка увеличилась по сравнению с исходной на 4%, коэрцитивна  сила и остаточна  индукци  - на 3-4%.

При прокатке в первоначальных ус лови х порошков, полученных размолом отходов ленты-полуфабриката, толщина и плотность ленты уве.пичилась соответственно до 0,51tO,02MM и 0,81±0,01.

Регулировкой положени  шибера бункера порошков достигают прокатки ленты заданной толщины и плотности.

При прокатке смеси исходного порс дка с полученным после размола ленты-полуфабриката (соотношение 2:1) получают ленту требуемых размеров без регулировки получени  шибера.

Использование предлагаемого способа изготовлени  плоских заготовок из порошка обеспечивает получение заготовок высокой точности по толщине или плотности (за счет использовани  преимуществ как прокатки, так и прессовани  пороиков) и высокого коэффициента использовани  материала (за счет повторного использовани  без дополнительной обработки порошка полученного размолом отходов лентыполуфабриката ) .

Claims (3)

1. Способ изготовлени  плоских заготовок из металлического порошка, включающий прокатку последнего в ленту-полуфабрикат, формирование заготовок из ленты и отделение их от отходов ленты, отлич ающийс  тем, что, сцелью повышени  точности размеров заготовок и увеличени  выхода годного, прокатку осуществл ют в ленту с плотностью 50-75% а формирование заготовок провод т деформированием и уплотнением отдельных участков ленты с приложением к последней одностороннего или двустороннего усили .

2.Способ по П.1/ отличающийс  тем, что деформирование ленты провод т ме)хду плитой и пуансоном или между двум  пуансонами.

3.Способ по П.1, о т ли ч а ющ и и с   тем, что, с целью улучшени  качества боковой поверхности, формирование заготовок провод т

5 вырубкой с последующим деформированием в вырубной матрице.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 0 Виноградов Г.А. и Радомысельский И.Д. Прессование и прокатка металлокерамических материалов, М.-К. Машгиз, 1963. с.7-38.

2.Патент Великобритании №1317441, 5 кл. С 7 0,1973.

3.Ложечников В.Б. и Коналевич Ю,А. Образование, поверхности среза при разделительных операци х неспеченного проката. - Кузнечно-штамповочное .производство, 1979, ft 3, с. 12-14.

//Х ////////////////////////////////

/ у. Фие. 1

у

Фиг.

////////////////.

У///////////// Фиг. 5

////////////////////Л////Х//////////////,

Фиг.о