SU996101A1

SU996101A1 - Method of moulding powder articles

Info

Publication number: SU996101A1
Application number: SU813323222A
Authority: SU
Inventors: Виктор Казимирович Шафранский; Александр Иосифович Чупеев; Иван Васильевич Кононов; Петр Иванович Струков
Original assignee: Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-15

Description

- f . - Изобретение относитс к порошковой метаппургии, в частиости к способам прессовани изделий вз порошка. Известен способ вибраавонкого формовани изделий из порошка, включающий загрузку порошка в пресо-форму и уплотнение при наложении статической нагру ки и вибрационны;с колебаний, 1фич виб рационные коле НИН прикладывают к матрице и/илн к пуансонам с одшэсторовнвм Ш1И двухсторонним приложением нагрузки Clj.7 Недостатком этого способа вп 1зтс то, что порошок прц уплотнении поджат посто нным давлением, не даюшш вш- можность испытывать прессуемому порош ку наиболее благопри тный режим мгновенного приложени и сн ти нагрузок. Пластическа дефор аин в этом случае протекает неэффективно, так как порошок находитс посто нно под нагрузкой, в o6i еме жесткой матрицы и его энерги перемешеви почти равна нутпо, что чает воздействие дополнительного эффекта наклепа прессуемого порошкового материала . В результате этого спрессованные Издели имеют значительную неравномерность распределени плотности по объему и недостаточную ее величину, что снижает качество спрессованных изделий. Известен способ прессова{ш изделий КЗ юрошка, включаюнтвй загрузку последнего в (рму и уйлотненве путем 1фвложешш пульсирующей односторонней нагрузки 2. Недостатком этого способа вл етс то, что при осувхгствленйн прессовани порошка с односторонней пульснрующаЙ нагрузкой, выравнивание по объему взд ЛИЯ плотности не происходит полностью не устран ютс возникающие щра npecct ванви шлссжве релаксатюввые в упругие вапр жеви в местах кошактов между час|тиами оорснпка, вследствие этого .в дели имеют неравномерную ппотвосгь и высокую пористость. 399 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ прессовани изделий из порошка, включающий загрузку последйего в пресс-форму и уплотнение путем синхронного приложени пульсирующей нагрузки с взаимно противоположных сторон. При использовании этого способа пульсаци разобщает и тем самым способствует наиболее удобной взаимной ориентации частиц порошка, разруша рых лые ap04Hbie структуры и обеспечивает укладку материала под наибольшим (в 2,5-3,5 раза меньшим) удельньш давлением по сравнению со cтaтичecкимL l. Однако использование известного способа не приводит к значительному увеличению однородности плотности по высоте изделий, что определ етс недостаточным перемещением порошка во врем его уппотнени кз-за имеющихс значительных сил трени . Цель изобретени - повышение качест ва юделий из порошка за счет снижени сил взаимного трени при сдвиговых перемёщени х порошка вдоль оси прессовани . Поставленна цель достигаетс Тем, что согласно способу прессовани изделий из порошка, включающему загрузку последнего в пресо-форму и уплотнение-, путем синхронного приложени пульсирующей нагрузки с взаимно противоположных сторон, в процессе уплотнени поро шок подвергают дополнительному возврат но-поступ9тельному перемешетоо вдоль оси приложени пульсирующей нагрузки. Равномерное распределение плотности достигаетс на основании выполнени принципов физико-химической механики, что св зано с самоориентацией частиц порошка при автоматическом возникновении и поддержании динамического синхро низма между частотой обращени частиц и колебани ми возмущающего пол при совпадении резонансных частот частиц порошка и колебательной системы, когда с1ты трени и сцеплени станов тс совсем незначительные. Пульсаци с одновременным возвратн поступательным перемещением частиц по poimca обеспечивает укладку частиц под небольшим удельным давлением, значительно интенсифициру процесс уплотнени , облегчает погружение пуансонов в порошок и ориентирует частицы порошка в состо нии минимальной их свободной энергии. Дл реализации спрсоба на прессе с ульсатором ЦДМПУ-20О тс устанавлиают устройство дл имитации пульсаии , которое позвол ет осуществл ть вустороннее прессование с одновременым возвратно-поступательным перемеением матрицы дл выполнени сдвигоых деформаций порошка относительно оси рессовани как с периферии, так и всеу объему издели . При передаче пульсации от пресса чеез нижний пуансон порошку происходит ерй 4ещение вверх матрицы и одновременое поджатие тарельчатых пружин устройтва , между которыми располагаетс матица . После отхода пульсатора пресса наад и сн ти нагрузки с пружин и пороша , матрица, освобожда сь, начинает двиатьс в первоначальное свое положение. икл в дальнейшем повтор етс многократно и матрица совершает за это врем олебани относительно оси прессовани . За счет сил трени частицы порошка на периферийных зонах начинают совершать сдвиговые возвратно-поступательные перемещени , вовлека с собой соседние прилегающие частицы порошка. Происходит перераспределение пористости, плотности и выравнивание плотности издели , что улучшает его качество. Пример. Технологический процесс прессовани изделий из железного порощка марки ПЖ2М1 пульсирующим давлением с перемещением матрицы провод т на образцах диаметром 15 мм и высотой 30 мм, что составл ет отношение высоты к диаметру издели 2 :1 при частоте ЗОО циклов в минуту (5 Гц) и амплитуде 2,5 мм. Исследуемые образцы разрезают на части, кажда из которых имеет высоту 5 мм. Результаты определени плотнооти и равномерность ее распределени представлены в таблице. Во врем экспериментов порошок подвергают возвратно-поступательному перемещению, при этом матрица совершает свободное возвратйо-поступательное перемещение. Дл сравнени прессовани провод т при торможении матрицы. Как следует из таблицы, двухсторонн пульсаци с возвратно-поступательным перемеп1ением порошка дает возможность получать длинномерные издели более равномерной плотности по сечению и высоте. При отсутствии возвратно-цо5 996101« - f. - The invention relates to powder metappurgy, in part, to methods for pressing products into powder. There is a known method of vibroavonly molding articles from powder, which includes loading the powder into pre-form and compaction when applying static loading and vibrating, with vibrations, 1fich vibrating stake NIN is applied to the matrix and / or to the punches with single-sided WI and two-sided application of the load Clj.7 The disadvantage of this method is that the powder of the compaction is compressed by constant pressure, it is not possible to test the powder to be pressed in the most favorable mode of instantaneous application and release of loads. In this case, plastic deforma tion is inefficient, since the powder is constantly under load, in a rigid matrix and its energy is almost equal to nut, which is due to the additional effect of the work hardening of the pressed powder material. As a result, compacted Products have a significant uneven distribution of density over the volume and its insufficient size, which reduces the quality of compressed products. There is a known method of pressuring the product of the short-circuit products of a juroshka, including the loading of the latter into the (rm and uilotnenwa by means of a single pulsating one-sided load 2. The disadvantage of this method is that when compressing the powder with a one-sided pulsating load, alignment with the volume of recovery of the powder with a one-sided pulsating load, alignment with the volume of the LII, compression of the powder with one-sided pulsating load, alignment with the volume of recovery, the IHD The arising npct wavi shlsszhve relaxax in elastic vapr jvi in places of koaktav between parts of the oyster are not eliminated, as a result, the divide has uneven and high pore 399 The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of pressing powder products, including loading the latter into a mold and compaction by simultaneously applying a pulsating load from mutually opposite sides. With this method, the pulsation uncouples and thereby contributes the most convenient mutual orientation of the powder particles, the ruined ap04Hbie’s broken structures, and ensures that the material is laid under the highest (2.5–3.5 times less) specific pressure comparison with staticL l. However, the use of the known method does not lead to a significant increase in the uniformity of density over the height of the products, which is determined by the insufficient movement of the powder during its application due to the presence of significant frictional forces. The purpose of the invention is to increase the quality of powder items by reducing the forces of mutual friction during shear powder displacements along the pressing axis. The goal is achieved by the fact that according to the method of pressing products from powder, including loading the latter into pre-mold and sealing, by simultaneously applying a pulsating load from mutually opposite sides, during the compaction process, the shock is subjected to an additional return-displacement along the axis of the pulsating application load. Uniform density distribution is achieved on the basis of the implementation of the principles of physicochemical mechanics, which is associated with self-orienting of powder particles with automatic occurrence and maintaining dynamic synchronization between the particle reversal frequency and oscillations of the disturbing field when the resonant frequencies of the powder particles and the oscillating system coincide when friction and the clutches are becoming very minor. The pulsation with the simultaneous return of particles moving along the poimca ensures that particles are placed under a low specific pressure, significantly intensifies the compaction process, facilitates immersion of the punches in the powder and orients the powder particles in the state of their minimum free energy. In order to realize a press on a press with a CDMPU-20O ultrasonic puller, a pulsation simulator is installed, which allows for bilateral compression with simultaneous reciprocating displacement of the matrix to carry out shear deformations of the powder relative to the axis of propagation from both the periphery and the whole volume of the product. When the pulsation is transmitted from the press through the lower punch to the powder, the upward movement of the matrix takes place and simultaneous preload of the disk springs of the device, between which the matrix is located. After the press puller departs and the load is removed from the springs and powder, the matrix, which is released, begins to move to its original position. The cyclone then repeats many times and during this time the die performs an oscillation with respect to the pressing axis. Due to the friction forces, the powder particles at the peripheral zones begin to make shear reciprocating movements, involving the adjacent adjacent powder particles. There is a redistribution of porosity, density and leveling of the density of the product, which improves its quality. Example. The technological process of pressing products from iron powder grade ПЖ2М1 with a pulsating pressure with moving the matrix is carried out on samples with a diameter of 15 mm and a height of 30 mm, which is the ratio of height to product diameter 2: 1 at a frequency of 60% cycles per minute (5 Hz) and amplitude 2 5 mm. The test specimens are cut into pieces, each of which has a height of 5 mm. The results of determining the density and uniformity of its distribution are presented in the table. During the experiments, the powder is subjected to reciprocating movement, while the matrix performs a free reciprocating movement. For comparison, pressing is carried out when the die is braked. As follows from the table, two-sided pulsation with reciprocating alternation of powder makes it possible to obtain long products of a more uniform density over the section and height. In the absence of a returnable-995 990101

ступатепьйого перемещени частиц ni -Более высока однородшсть шютноорошка наличи значительных сипги опытных образцов по высоте обеспеч тре{ш , равноплотность. образцов своажа-вает существенное повышение качествеThe movement of particles ni - Higher homogeneity of the rocker; the presence of significant sypgy of test samples in height ensures three-dimensional equipotence. The quality of the samples is high.

етс ..изделий.is .. products.

Примечание: каждое зшчение плотности вычисл етс как среднее на трех иэдлерений. Проведение спекани опытных образцов показывает увеличение на 4-5% их плотности, а исследование микрострукту-. ры на шлифах показывает заметное умень шение числа темных п тен-микропор по мере перехода к более высоким удельным давлени м прессовани . Использование, синхронно прикладываемых пульсирующих нагрузок с возврат но-поступательным перемещением частиц порошка в предлагаемом способе позвол ет получать не только простые по издели высокого качества, но издели больших размеров и сложной геомет- рии, дл которых высота и форма сушест венного ограничени на изменение пориотости не имеют вследствие ш 1сокой по-/ двюкности частиц порошка в процессе прессованш с пульсацией и возвратнопоступательных перемещени х пресо мы. Кроме того, открываетс возможность прессовани высокодисперсных порошков включа порошки быстрорежущих сталей, дл которых снижение неравномерности пористости обеспечиват более высокое технологические свойства взготовленно го инструмента. Предлагаемый способ позвол ет получать издели вз порошка аначительво больших размеров сложной с высотой 1,8-2,5 раза, превышающей диаметр . При использовании предложенного сш соба представл етс возможность прео- ,Note: each density calculation is calculated as an average of three edelleins. Carrying out the sintering of experimental samples shows an increase of 4-5% of their density, and the study of microstructures. The holes on the ground sections show a noticeable decrease in the number of dark pen-micropores as they move to higher specific pressing pressures. The use of synchronously applied pulsating loads with the return-and-forward movement of powder particles in the proposed method allows to obtain not only simple high-quality products, but large-sized products and complex geometry, for which the height and shape of the dry limitation on the change in porosity does not they have, as a result, 1 of a high / duplexity of the powder particles in the process of extrusion with pulsation and reciprocating premature displacements. In addition, it opens up the possibility of pressing highly dispersed powders, including powders of high-speed steels, for which a reduction in porosity non-uniformity provides higher technological properties of the prepared tool. The proposed method makes it possible to obtain large-scale anatomite powder products of a complex size with a height of 1.8-2.5 times the diameter. When using the proposed USA, it is possible to

совани изделий т различных порошков,, получа достаточно равномерную и ненапр женную укладку.частиц сбольшей равноплотвостью, Ч:то позвол ет наиболее эффективно решить вопрос значительного улучшени качества изделий при уменьшении технологических условий прессовани .Combining products of various powders, obtaining a fairly uniform and unstressed packing of particles with more equal densities, H: this makes it possible to most effectively solve the problem of a significant improvement in the quality of products while reducing the technological conditions of pressing.

Экономи от внедрени на предпри тии одной единицы оборудовани дл ocyiaeciv. влеки предлагаемого способа прессовани составит около 50 тыс.руб. в год.Savings from the introduction of one unit of equipment for ocyiaeciv in the enterprise. The draws of the proposed method of pressing will be about 50 thousand rubles. in year.

Claims

1. Lnbenson G.A. Osvovy powder mellurgii. M., Metallurgists, 1975, p. 167-169.

2. George Manufacturing products from metal porotssa. M., Mavgriz, I960, p. .

3. USSR author's certificate for application No. 2817244 / О2,

cl. B 22 P 3/02, 1979.