UA53035A - Спосіб виготовлення тонкостінних циліндричних виробів високої щільності з металевих порошків - Google Patents

Abstract

Спосіб виготовлення тонкостінних циліндричних виробів високої щільності з металевих порошків включає попереднє холодне формування пористої заготовки та її подальше послідовне доущільнення спочатку в осьовому напрямку, а потім по внутрішній поверхні заготовки в напрямку, нормальному до осьового. Заготовку виготовляють з компенсатором в її нижній частині у вигляді конуса, а доущільнюють одночасно в радіальному і осьовому напрямках.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема, до способів виготовлення тонкостінних 2 циліндричних виробів високої щільності холодним чи гарячим штампуванням пористої заготовки.

Відомо спосіб, при якому вихідний металевий порошок завантажують у порожнину матриці, а потім за допомогою його вібраційного ущільнення здійснюють попереднє формування трубчастої заготовки. При цьому осьовий отвір у заготовці виконують за рахунок використання центрального стрижня, встановленого в матриці.

Після витягу стрижня усередину заготовки встановлюють ущільнюючу прошивку, яка складається з трьох частин 0. направляючої, робочої і калібруючої. При переміщенні прошивки уздовж осі заготовки відбувається послідовне радіальне ущільнення порошку її робочою частиною (див. ах. СРСР Мо 549261 МПК В22Е 3/02,1977, бюл. Мо 9).

Недоліками цього способу є недостатня якість отриманих виробів, обумовлена необмеженим осьовими переміщенням металу, що приводить до нерегульованого росту заготовки по висоті, утворенню наросту (задирки) на нижньому торці. Отримані вироби мають високу пористість (1595), що знижує їх механічні властивості; розмір по висоті не відповідає вимогам креслення.

Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є спосіб виготовлення високощільних спечених виробів, який включає попереднє холодне формування пористої заготовки, її нагрівання і подальше послідовне доущільнення, спочатку в осьовому напрямку, а потім, по внутрішній поверхні заготовки, у напрямку, нормальному до осьового (а.с. СРСР Мо 1049184, МПК В22Е 3/02, 1983, бюл. Мо 39).

Даний винахід обрано за прототип.

Недоліками даного способу є ненадійна робота штампа, що реалізує цей спосіб. Нижня плита, встановлена консольно, сприймає значне навантаження при осьовому ущільненні, що веде до її перекосу і заклинювання.

Встановлення нагрітої заготовки в порожнину штампа приводить до нагрівання його плит і пружин, що так саме знижує надійність їхньої роботи. 29 В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу виготовлення високощільнених тонкостінних « циліндричних виробів з металевих порошків шляхом оптимізації форми та розмірів заготовки і досущільнення її одночасно в радіальному та осьовому напрямках, що призведе до отримання виробів з високими механічними властивостями та розмірами, що відповідають вимогам креслення.

Поставлена задача досягається тим, що в способі виготовлення тонкостінних циліндричних виробів високої о щільності з металевих порошків, що включає попереднє холодне формування пористої заготовки, її нагрівання і со подальше послідовне доущільнення спочатку в осьовому напрямку, а потім по внутрішній поверхні в напрямку нормальному до осьового, згідно винаходу, заготовку виготовляють з внутрішнім діаметром відповідно до о відношення фе-ої-ю ; висотою Ну - Наба - ібу, і компенсатором в її нижній частині у вигляді со

За - Ка - (Ов - да) --- ве Іс) конусу з розмірами: йрдах - Уа» 9Зтіп У 9», Як - ісго, де Оу ду - зовнішній і внутрішній діаметри деталі; буді 63. - відносна щільність деталі і заготовки, Ну - висота деталі; К - 09995 - 0,998 - коефіцієнт, що враховує втрати обсягу заготовки на компенсатор; п - висота компенсатора, і - (да - 453)/2, о. - кут конусної частини формуючого « інструмента, причому о, - 2...4"7, а доущільнення здійснюють одночасно в радіальному та осьовому напрямках.

Суть винаходу пояснюється фіг., де зображено пристрій для реалізації способу виготовлення тонкостінних о) с циліндричних виробів високої щільності з металевих порошків, який містить центральний пуансон 1 з конусною "» робочою частиною, верхню плиту 2, кріпильну плиту 3, стійки 4 з пружинами 5, проміжну плиту 6, верхній " пуансон 7, матрицю 8, опору 9, нижній пуансон 10, нижню плиту 11, виштовхувач 12.

Спосіб здійснюється наступним чином. Заготовку, виготовлену за вищевказаними розрахунками, встановлюють у матрицю 9 на нижній пуансон 10 і ущільнюють центральним пуансоном 1. При впроваджені о конусної частини пуансона 1 в заготовку відбувається зсув металу як у радіальному, так і в осьовому со напрямках. Наявність верхнього 7 і нижнього 10 пуансонів створює протитиск, у результаті чого відбувається ущільнення металу в обсягах, які прилягають до пуансонів, Її приводить до більш рівномірного розподілу о щільності. Наявність компенсатора так само сприяє підвищенню рівноущільнення, тому що при його відсутності со 20 Центральний пуансон, що ущільнює, виштовхує зміщений обсяг металу в зазор між ним і нижнім пуансоном 10, утворюється наріст, відбувається заклинювання, ріст зусилля, і виріб має дефекти на торцевої поверхні. сл Збільшення обсягу компенсатора вище оптимального, збільшення чи зменшення 4 з, Нз, а порушує нормальний хід процесу ущільнення, приводить або до значного росту зусилля пресування й утворенню дефектів на поверхні виробів, або до зниження щільності і збільшення різнсущільнення по висоті виробу. оо Приклад. » Спосіб використовували для виготовлення деталі тепловоза - втулки з діаметрами: зовнішній 84мм, внутрішній 74мм, висота вОмм.

Визначили розміри заготовки з умови, що 6. - 0,75, бу - 0,98. Одержали а, - 70,35мм, НК - 17,1мм.

По отриманим даним виготовлена прес-форма і відпресовані на гідравлічному пресі заготовки в кількості 60 дОшт. із шихти, що складається з залізного порошку марки ПЖ2.200 - 99,796 і 0,395 олівцевого графіту. Заготовки відпалювали при температурі 9007 1 годину в середовищі ендогазу і доущільнювали на тому же пресі в штампі, який представлено на кресленні. Перед штампуванням деталі просочували в машинній олії, а ущільнюючий пуансон змазували касторовою олією. Деталі спекали при температурі 11007С 1 годину в середовищі ендогазу і для підвищення корозійної стійкості оксидували. Відносна щільність отриманих виробів складала 0,98, бо різнощільність по висоті не перевищувала 2,295, твердість 95-125НВ, границя міцності, що визначена випробуванням на радіальне стиснення за ДСТ 26529-85, склала 380 - 450МПа, відносний прогин - 21,7 - 26,3965.

Деталі відповідали кресленню і технічним умовам і були встановлені на тепловоз.

Claims (1)

1. 2 Формула винаходу Спосіб виготовлення тонкостінних циліндричних виробів високої щільності з металевих порошків, що включає попереднє холодне формування пористої заготовки та її подальше послідовне доущільнення спочатку в /о бсьовому напрямку, а потім по внутрішній поверхні заготовки в напрямку, нормальному до осьового, який відрізняється тим, що заготовку виготовляють з внутрішнім діаметром відповідно до відношення 2 з з)ба висотою На -Ниайа ій; і компенсатором в її нижній частині у вигляді конуса з 43 -К 3-(рі-аз -- б розмірами аЯгах-Я9а, Зліп-93, пу тісшає , де Оу, ду - зовнішній і внутрішній діаметри деталі; ба і 85 - відносна щільність деталі і заготовки, На - висота деталі; К-0,995-0,998 - коефіцієнт, що враховує втрати обсягу заготовки на компенсатор; пу - висота компенсатора, і-(да-а43)/2, й о - кут конусної частини формуючого інструмента, причому ж -2...4"7, а доущільнюють одночасно в радіальному і осьовому напрямках. шу , , , шо, Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. « ІФ) (зе) «в) (зе) І в) -

   с . и? 1 (95) («в) (95) сл 60 б5