Способ горячего экструдирования порошкового металла — SU 1704922 (original) (raw)
(5)5 В 22 Г 3/20 ЕИЗ Е исследооаеталлургии ль им лов, А.Л.М О. 1982. порошковои1970, с. 10 вКСТРУДИ РАЛЛА ме, Абретение металл ур нию иэд дирооанЦель гии. в чалий мет ние оых 1 и а фиг.оым м.2 - усованияости зрячаяпсуле рош тал танов ; фиг. дней на ерхн Го авкаэкстр осуще о метал ющим об разом,После нагревафлетизир:.ванным ирорежущей сталив контейнер 2 прегштемг 1 елем 3. 1 с загерлом быстомещают ют прессв печи капсу э; ешко;. метРОЮ 2 ФЗС-м сл и воздейст ГОСУДлРСГВЕННЫЙ КОУИГЕТпО из 0 эРет ения)л и ОткеытиячПРИ 1 кыт СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Центральный научноский институт черной мИ.П.Бардина(54) СПОСОБ ГОРРЧЕГО 3НИЛ ПОРОШКОВОГО МЕТ носится к порошковои стности к изготооледом горячего экструю изобретения является уоеличеа годного металла. дставлена капсула с по м, исходное положение вшаяся стадия процесс 1 - профиль торцооой по рышки.зия порошковог толяется следу(57) Изобретение относ рячего экструдировани талла. Цель изобрете выхода годного металл ют в капсулу, заднюю стороны порошка выпол математическим выра включающим определя ские факторы экструд герметизируют и уплотн мещением задней крыш висящую от исходной и порошкового металла, и горячее экструдировани ком в контейнере через ной шайбой, 3 ил. ится к способам гоя порошкового мения - увеличения а. Порошок засыпакрышку которой со няют по параболе с жением кривизны, ющие технологичеирования. Капсулу яют порошок переки на величину, законечной плотности осле чего проводят е капсулы с порошматрицу со смазочКапсула 1 состоит из передней и задней крышек 4 и 5 и оболочки 6 с толщиной стенок Ь,т. Торцовая поверхность задней крышки, взаимодействующая с порошкол, изготовлена в форме параболоида 7. Пресс- штемпель 3 воздействует на заднюю крышку 5 капсулы и в процессе его перемещения происходит срыв герметизирующего сварочного шва 8 в месте прикрепления задней крышки к стенкам капсулы, За счет движения задней крышки по внутреннему диаметру стенки капсулы на величину Ли происходит предварительное уплотнение порошкового металла в капсуле. При этол стенки капсулы при распрессооке и предоарительном уплотнении порошкового металла не гофрируются, так как на них не передается воздействие со стороны г 1 рессштефлпеля, Затем выдавливают уплотненную капсулу пресс-штемпелем через каналматрицы 9 совмсстно со стенками капсулы, Сма и идя шайба 10 позволяет снизить усилие экструдирооания и повыситькачество изделия.При этол торцовая поверхность заднейкрышки капсулы, оэаимодсиствующдя спорошком, сыполнена по параболическойзависимос 1 и следующего о,".да;г =- - ,-Р+ь,41Огде- сь);ото параболоидд,1. = 5,150 (1 - у ) Я1 2 а(3 - 24) г - текущий радиус параболы, мм;О - диаметр контейнера. мм;пст - толщина стенки капсулы, мм;р, р - соответственно исходная плотность порошкового металла о капсуле и конечная плотность изделия;Л - вытяжка;2 а3- угол матричной воронки с учетом смазочной шайбы, град;р - коэффициент трения,а величина перемещения задней крышки Ь й определяется из соотношения(3) где Ноб - расстояние между крышками капсулы перед уплотнением порошкового металла (исходное состояние), мм.Зависимости (2) и (3) получены в результате экспериментального анализа течения порошкового металла при горячей экструзии капсул с различной исходной плотностью и разной толщиной стенки капсулы.При экструдировании скорость перемещения центральных слоев металла больше, чел поверхностных. Поэтому при экструдировании заготовок с координатными сетками поперечные линии сетки принимают оид парабол с центром, находящимся на оси экструдирования. Экструдировднию подвергали порошковые спеченные заготовки с координатными сетками и плотностью 65 и выше, заключен,ные в оболочки с различной толщиной стенки. Результаты экструзии с плотностью 65 ф правомерны и для заготовок-капсул с свободно нзсыпанны л порошком, так как исходная плотность их одинзкоод.Зависимостьот плотностей порошкового металла в прессованной капсуле и пресс-изделии определяется условием постоянстод массы дсформиоусмоо металла.Предлагаемая зависимость формы иразмера пардболоидз получена о результате дппрокси:,дции экспериментальных 5 данных, представляющих влияние каждой из переменных нз величину прогиба параболы.Наиболее точно г 1 рсдлдгзеглдя функциональная зависимость (2) дппроксимирует 10 экспериментальныс данные о следующихинтервалах; вытяжка от 4 до 20; угол матричной ьоронки ог 90 до 180; исходная плотность от 65 до 95;ь; коэффициент трения от О,1 до 0,4; толщина стенки капсулы от 0,02 Р 15 до 0,120.Укаэанные интервалы параметров быливыбраны из следуощих соображений,Экспериментально установлено. чтопри прессовании порошковой заготовки с 20 исходной плотностью 65 и вытяжкой менее 4 готово" пресс-изделие не получает необходимой проработки. что приводит к возникновению нэ его поверхности трещин и к разрушению. Для получения качестоен ного пресс-изделия из порошковых заготовок необходима вытяжка не менее (Л 4) Граничное значение вытяжки менее 20 выбрано исходя из того, что при прессовании с большими вытяжками относительная ве личина пресс-утяжины неоелека и применение способа теряет смысл.Предельные значения угла матричнойворонки устанавливаются, исходя из следующих соображений. Максимальный угол не 35 может превышать 180 О, так кзк при этом попериферии матрицы будут образовываться застойные зоны, из которых истечение металла не будет происходить о ходе всего процесса экструдирования, что приведет 40 к увеличению расходного коэффициента, к ухудшению поверхности прутка (трещины и разрывы). Минимальный угол 2 а устанавливается, исходя из того, что дальнейшее уменьшение угла 45 ведет к заметному увеличению контактнойповерхности между деформируемым металлом и матричной воронкой, а следовательно, увеличению сил трения, необходимой работы деформации для осущестоления 50 процесса. а также к росту неравномерностидеформации и дсфектдм пресс-изделия.Интероалы изменения исходной плотности и коэффициента трения. входящих в предлагаемые соотношения, полностью 55 охватывают испльзуемые в практикепрессования значения этих пардмстроо.Плотность, рдвндя 65;(,. соответствуетплотности свободно насыпанного порош.ка, т.е. является минимально возможной.Плотность 95, является максимальной у порошковых заготовок, подвергаемых прессооанию, так ка при больших значениях исходной плотности у порошковых загогооок их деформация происходит практически анало-ично деформации литых металлов.Значение коэффициента трения от 0,1 до 0,4 является интервалом, установленным экспериментально для условий горячей обработки металлов давлением,Предельные соотношения для диаметров контейнера и пресс-изделия определяются величиной вытяжки, оговоренной выше,Минимальное значение толщины стенки пс 0,02 Ок выбрано из соображенийпредоторащения гофрирования оболочкипри предварительной подпрессовке капсулы, Чрезмерное увеличение стенки влечетза собой уменьшение выхода годного иухудшения всех технико-экономическихпоказателей процесса вследствие уменьшения объемной доли порошкового металла, поэтому максимальная толщина стенкиустановлена не более лст 0.12 О,П р и м е р, Экструзию проводили напрессе 15 МН из контейнера ф 80 мм заготовок с быстрорежущей сталью РОМ 2 ФЗ-МП.Условия экструдировзния: Т 1140 О, С, т1 ч, накатка - стекло 291-4 - 1, смазочнаяшайба - стекло 10 пб, 2 а=120, дЪ 65. мм, 1=16 (О прутка 20 мм). 1. 2 б мм,При экструдирооании по предлагаемому способу были получены качественные изделия.без поесс-утяжины и гофр, Выход годных изделий составил 83 оь, а по предлагаемому способу -71из-за образования большой пресс-утяжины и гофр.Формула изобретенияСпособ горячего экструдирования порошкового металла, включающий засыпку порошка в капсулу с передней и задней 5 крышкой, ее герметизацию, предварительное уплотнение порошка путем приложения давления к задней крышке капсулы и экструдирование капсулы с порошком о контейнере через матрицу со смазочной 10 шайбой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода годного металла, предварительное уплотнение порошка ведут с формированием торца засыпки со стороны приложения давления по парабо лической зависимости Е = -- гг+., 4 Ог где г - текущий радиус параболы, мм; О - диаметр контейнера, мм; 1. - высота параболоида,мм, определяемая из формулы 3 =5,750(1 - ) щ 1 2 аг 25 1./.ъ/1с 05(3 - 2 р) где йст - толщина стенки капсулы, мм. равная 0,02-0,12 О;рь - исходная плотность порошкового металла в капсуле, равная 65-95%А - коэффициент вытяжки, оыбираемый из интервала 4-20;2 а- угол матричной воронки. выбираемый из интервала 90-180;р - коэффициент трения, равный 0,1 - 0,4, а величину Д и предварительного уплотнения порошка в капсуле определяют из соотношения 40 ДЬ = Н.о -" - -,фо где Ноб - расстояние между крышками капсулы перед уплотнением порошка, мм;р- плотность металла после экструзии.1704922 2 . 1 б Ф фсг. 1 Фт. 3Составитель ВДобровольскийТехреа М Моргентал Коррес Редактор Э.Слига,Палий и ГКНТ СС Производственно-издательский комби.ат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 150 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Рг шская