close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4227

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4227
(13)
C1
(51)
(12)
7
B 22F 3/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ЗАГОТОВКА ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ
ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ
(21) Номер заявки: 970420
(22) 1997.07.29
(46) 2001.12.30
(71) Заявитель: Белорусская
государственная
политехническая академия (BY)
(72) Автор: Чумак Г.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусская
государственная политехническая академия (BY)
(57)
Заготовка для гидростатического прессования порошковой проволоки, включающая длинномерную оболочку, порошковый сердечник, переднюю с заходней конической частью и заднюю заглушки, отличающаяся тем, что заглушки выполнены из упругоэластичного материала, причем в передней заглушке выполнены
цилиндроконическая полость и капиллярные отверстия, в задней заглушке - цилиндрическая полость, и заглушки установлены в оболочке на клею полостями наружу.
(56)
КИЕФУДЗИ М., МИЦУГИ С. Перспективы промышленного использования гидростатического экструдирования. Сосей то како, 1980. - Т.21. - № 238 (11). - С. 942-948.
SU 908532 A, 1982.
BY 4227 C1
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии изготовления порошковой
проволоки.
Известна заготовка для гидростатического прессования изделий из порошковых материалов, состоящая
из длинномерной оболочки, порошкового сердечника, втулки (передней заглушки) с капиллярными отверстиями и задней заглушки, завальцованной в оболочке [1]. Передняя и задняя заглушки выполнены из компактного металла.
Однако металлические заглушки заготовки по окончании процесса гидропрессования имеют вмятины, забоины, искажения геометрической формы, вызванные деформацией задней заглушки в матрице в конце процесса гидропрессования, а передней заглушки - при ударе порошковой проволоки при торможении последней в
гидроулавливателе после гидропрессования, что исключает возможность их дальнейшего использования. В
конце гидропрессования при деформации в матрице задней заглушки происходит разгерметизация полости заготовки и попадание рабочей жидкости в порошок, что приводит к браку изделия. Кроме того, передний конический участок заготовки, контактирующий с матрицей при подъеме давления в контейнере, в процессе гидропрессования не уплотняется до необходимой плотности из-за недостаточной степени деформации, в результате
чего передний конец изделия уходит в отход, что снижает выход годного и удорожает производство, особенно
при использовании дорогостоящих порошков - ниобия, сверхпроводящей керамики и т.д.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату
является заготовка для гидростатического прессования сверхпроводящей проволоки, включающая длинномерную оболочку, сердечник из сверхпроводящего материала, переднюю с заходней конической частью и
заднюю заглушки, выполненные из компактного металла [2]. Сердечник может быть выполнен как из металла с хорошей проводимостью, например из меди или алюминия, с введенными в него в большом количестве
тончайших волокон из сверхпроводящего материала Nb-Ti, так и из порошка - сверхпроводящей порошковой керамики. Полость заготовки в месте стыков заглушек с оболочкой герметизирована с помощью электроннолучевой сварки.
Однако металлические заглушки заготовки, деформируясь в процессе гидропрессования, не пригодны
для дальнейшего использования. В процессе гидропрессования при деформации заглушек и оболочки в матрице в результате неравномерности их течения происходит разрушение сварных швов, разгерметизация полости заготовки и попадание рабочей жидкости в порошок, что приводит к браку изделия. Выполненные из
компактного металла передняя и задняя заглушки при гидропрессовании заготовки приводят к росту давления рабочей жидкости в начале и в конце процесса по сравнению со стационарным течением, что приводит к
потере устойчивости процесса вначале и повышению скорости истечения изделия при "выстреле" в конце
процесса и в конечном итоге к снижению качества изделия. Кроме того, для некоторых порошков, например
пирофорных порошковых смесей и имеющих низкую допустимую температуру нагрева, применение сварки
недопустимо.
Задача изобретения - удешевление производства порошковой проволоки за счет многократного использования заглушек, улучшение качества проволоки за счет улучшения герметизации полости заготовки в процессе гидропрессования и снижения давления прессования в начале и в конце процесса и расширение технологических возможностей.
Поставленная задача решается с помощью того, что в заготовке для гидростатического прессования порошковой проволоки, включающей длинномерную оболочку, порошковый сердечник, переднюю с заходней
конической частью и заднюю заглушки, заглушки выполнены из упругоэластичного материала, причем в передней заглушке выполнены цилиндроконическая полость и капиллярные отверстия, в задней заглушке - цилиндрическая полость и заглушки установлены в оболочке на клею полостями наружу.
На фигуре показана заготовка для гидростатического прессования порошковой проволоки, продольный
разрез.
Заготовка состоит из длинномерной металлической оболочки 1, порошкового сердечника 2, передней с заходней
конической частью с углом α, равным углу матрицы, заглушки 3 и задней заглушки 4. Заглушки 3 и 4 выполнены из
упругоэластичного материала, например из полиуретана, и на клею установлены в оболочке 1. В передней заглушке 3
выполнена цилиндроконическая полость 5, а в задней заглушке цилиндрическая полость 6. В передней заглушке 3
выполнены также капиллярные отверстия 7 для выхода воздуха из полости заготовки при подъеме давления прессования.
Изготовление заглушек из упругоэластичного материала позволяет их многократно использовать, снизить давление прессования в начале и в конце процесса, повысить стабильность процесса прессования, снизить скорость истечения изделия в конце процесса и улучшить таким образом качество изделия, а также создать надежное уплотнение полости заготовки в процессе подъема давления и прессования заготовки через
матрицу.
Наличие цилиндрической полости в задней заглушке дополняет преимущества использования упругоэластичной заглушки, создавая надежнее уплотнение заднего конца заготовки в течение всего процесса, а установка заглушек на клею снимает температурный предел для применяемых порошков.
2
BY 4227 C1
Соотношения диаметра цилиндроконической полости dn к диаметру центрирующего цилиндрического
пояска D1, угла наклона αn цилиндроконической полости к углу α заходней конической части передней заглушки и диаметра d3 цилиндрической полости задней заглушки к внутреннему диаметру d0 оболочки заготовки должны быть наибольшими, так как это позволяет уменьшить расход материала на изготовление заглушек.
Вместе с тем диаметр dn и угол наклона αn цилиндроконической полости передней заглушки должны
быть подобраны с таким расчетом, чтобы обеспечить сохранение формы передней заглушки, а следовательно, и герметичности полости контейнера в процессе подъема давления рабочей жидкости до давления прессования оболочки с порошком в установившемся периоде процесса. Диаметр d3 цилиндрической полости
задней заглушки должен быть подобран таким образом, чтобы обеспечить герметичность полости заготовки
и определяется технологическими возможностями ее изготовления. Для исследованных заготовок, состоящих из металлических оболочек с внутренним диаметром d0, равным 5...7 мм, порошковых сердечников из
ниобия, титана, циркония, солей - хроматов бария и свинца, выдавливаемых со степенями деформации
0,19...0,4375 через матрицы с углами рабочего конуса 5°...35° вышеуказанные соотношения составили соответственно
d
dn
α
= 0,8; n = 0,8...1; 3 = 0,8
D1
α
d0
Прессование порошковой проволоки при использовании предлагаемой заготовки осуществляется следующим образом. Подготовленную заготовку, заполненную порошком, помещают в контейнер, установив
передним концом, т.е. передней заглушкой 3 в рабочем конусе матрицы и подвергают прессованию. При
подъеме давления, оно прижимает стенки задней заглушки 4 к внутренней поверхности оболочки 1 пропорционально давлению, обеспечивая надежную герметизацию заднего конца заготовки. Одновременно давление рабочей жидкости прижимает оболочку 1 к контактирующим поверхностям передней заглушки 3, также
обеспечивая надежное уплотнение разъема. При определенном давлении начинается прессование, которое
постепенно растет до давления прессования оболочки 1 с порошком 2, при этом достигается такая скорость,
которая обеспечивает формирование гидродинамического режима трения. При проходе заготовки через матрицу, заглушки 3 и 4 упруго деформируются, плотно прилегая к поверхностям оболочки 1, и при выходе из
матрицы полностью восстанавливают свою форму. Так как давление прессования оболочки с полой упругоэластичной заглушкой 4 заднего конца заготовки значительно меньше давления прессования оболочки с порошком в установившемся периоде процесса, то давление прессования заготовки в конце процесса на участке оболочки с задней заглушкой 4 плавно уменьшается до атмосферного. Скорость изделия при выходе из
матрицы невелика и изделие легко тормозится в гидроулавливателе устройства. Заглушки удаляются из изделия и готовы для дальнейшего использования.
Пример.
Прессовали порошковую проволоку со степенью деформации 0,4375 из заготовки, состоящей из медной
оболочки наружным диаметром 8 мм, толщиной стенки 1 мм и длиной 0,8 м и сердечника из порошка ниобия марки ПНП-1 с размером частиц меньше 40 мкм. Заглушки изготавливали из полиуретана с диаметром
посадки в оболочку 6,05 мм и цилиндроконической полостью передней заглушки диаметром dn, равным 4,8
мм и углом αn конической части ее, равным углу α заходней конической части передней заглушки 15°, а для
задней заглушки - цилиндрическая полость диаметром d3, равным 4,8 мм, при этом длина заглушки составляла
10 мм. Давление прессования в начале процесса плавно росло до давления установившегося периода процесса - 510 МПа, а в конце процесса плавно падало до атмосферного. Изделие без повреждений тормозилось в
гидроулавливателе устройства. Заглушки удаляли из изделия и использовали для последующего гидропрессования порошковой проволоки, при этом было выполнено 300 прессовок проволоки и заглушки не имели
повреждений.
Прессовали известную из источника [2] заготовку, состоящую из медной оболочки наружным диаметром
8 мм, толщиной стенки 1 мм и длиной 0,8 м, сердечника из порошка ниобия марки ПНП-1 с размером частиц
меньше 40 мкм и медных заглушек. Передняя заглушка имела заходную коническую часть с углом, равным
углу матрицы - 15°. Полость заготовки в месте стыков заглушек с оболочкой герметизирована с помощью
электроннолучевой сварки. При гидропрессовании данной заготовки наблюдался первоначальный пик давления,
превышающий в 1,4 раза давление прессования предлагаемой заготовки, при прессовании передней заглушки,
что
приводило к потере устойчивости процесса и скачкообразному выдавливанию заготовки. В конце процесса
наблюдался второй пик давления, вызванный прессованием задней заглушки, превышающий в 1,2 раза давление прессования предлагаемой заготовки. В результате изделие при торможении в гидроулавливателе
имело повреждения поверхности - вмятины, забоины и т.д. В процессе прессования заготовки происходил
разрыв сварных швов и рабочая жидкость под давлением поступала в порошковый сердечник и загрязняла
его на длине передней части 90 мм, а задней - 55 мм, что приводило к повышенным отходам. Деформированные заглушки не пригодны для дальнейшего использования.
3
BY 4227 C1
Технический результат заключается в отсутствии начального и конечного пиков давления гидропрессования заготовок, постоянному давлению прессования и скорости истечения порошковой проволоки, снижении скорости изделия при "выстреле" в конце процесса, улучшению герметичности полости заготовки в
процессе гидропрессования, в возможности многократного использования заглушек и прессования пирофорных порошковых смесей.
Источники информации:
1. SU 908532 A, 1982.
2. Киефудзи М, Мицуги С, Перспективы промышленного использования гидростатического экструдирования. Сосей то како, 1980. - Т.21. - № 238 (11). - С. 942-948.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
127 Кб
Теги
by4227, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа