close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12981

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 22F 3/08
СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ПРЕССОВАНИЯ
ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
(21) Номер заявки: a 20080831
(22) 2008.06.24
(43) 2010.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Шмурадко Валерий Трофимович; Роман Олег Владиславович; Овчинников Владимир Ильич;
Киршина Наталья Васильевна (BY)
BY 12981 C1 2010.04.30
BY (11) 12981
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) SU 1778950 A1, 1996.
SU 1385392 A1, 1994.
RU 1662058 C, 1995.
SU 1309404 A1, 1996.
(57)
1. Способ импульсного прессования порошковых материалов, включающий засыпку
порошка в оснастку, включающую формующий инструмент и эластичную оболочку, герметизацию, установку заряда взрывчатого вещества и прессование через жидкую передающую среду, отличающийся тем, что порошок засыпают в полость между
формующим инструментом и эластичной оболочкой, при этом предварительно на формующую поверхность инструмента наносят защитный слой материала, акустическое сопротивление которого меньше акустического сопротивления материала инструмента,
спрессованное изделие вместе с инструментом нагревают до температуры перехода материала слоя в жидкое или газообразное состояние, но ниже температуры начала фазовых
превращений в материале инструмента.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наносят слой азотнокислого аммония.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев осуществляют токами высокой частоты.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к прессованию порошковых материалов импульсным нагружением, и может быть использовано для
производства материалов из металлических и керамических композиций и изделий из них.
Известны способы гидровзрывного прессования порошковых материалов, включающие операции засыпки порошка в оболочку, ее герметизацию, размещение вокруг оболочки заряда взрывчатого вещества (ВВ) и взрывное прессование в жидкой передающей
среде [патент Великобритании 1 070 076, МПК В 22F 3/08, 1967].
Из известных наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату является способ взрывного прессования полых конических изделий [а.с. 1778950, МПК
В 22F 3/08, 1996], включающий засыпку порошка в оснастку, включающую формующий
инструмент и эластичную оболочку, герметизацию, установку заряда взрывчатого вещества и прессование через жидкую передающую среду.
BY 12981 C1 2010.04.30
Однако существующий способ не позволяет исключить схватывание изделий, особенно сложных форм, со стержнем и стенкой металлической оболочки, свободно отделить
изделие от них, не включая дополнительных операций механической обработки, предотвратить повреждение формующего стержня частицами прессуемого порошка, снизить
трещинообразование.
Задачей настоящего изобретения является предотвращение схватывания изделия с
формующим инструментом и повреждения инструмента частицами прессуемого материала.
Поставленная задача достигается тем, что в способе импульсного прессования порошковых материалов, включающем засыпку порошка в оснастку, включающую формующий
инструмент и эластичную оболочку, герметизацию, установку заряда взрывчатого вещества и прессование через жидкую передающую среду, порошок засыпают в полость между
формующим инструментом и эластичной оболочкой, при этом предварительно на формующую поверхность инструмента наносят защитный слой материала, акустическое сопротивление которого меньше акустического сопротивления материала инструмента,
спрессованное изделие вместе с инструментом нагревают до температуры перехода материала слоя в жидкое или газообразное состояние, но ниже температуры начала фазовых
превращений в материале инструмента. Для ускорения процесса нагрев осуществляют токами высокой частоты, а в качестве защитного слоя наносят слой азотнокислого аммония.
Суть способа заключается в следующем.
При воздействии на порошок энергией бризантных ВВ по пористому телу распространяется ударная волна большой интенсивности, разгоняющая до высоких скоростей частицы прессуемой среды, что приводит к их внедрению в материал формующего
инструмента, повреждению его поверхности и схватыванию спрессованного изделия с
ним. С целью предотвращения схватывания изделия с формующим инструментом, препятствия внедрению частиц прессуемого порошка в инструмент и исключения дополнительных операций шлифования и полирования инструмента, особенно при прессовании
керамических порошков, на его поверхность наносили защитный слой.
Для отделения изделия от формующего инструмента материал защитного слоя переводят в жидкое или газообразное состояние путем разогрева поверхности формующего
инструмента, тесно контактирующего с защитным слоем, токами высокой частоты. При
этом между изделием и инструментом образуется зазор, позволяющий свободно отделить
их друг от друга.
В целях повышения стойкости формующего инструмента к воздействию термической
нагрузки и увеличения срока службы, в качестве защитного слоя применяют материал,
который разлагается при температуре ниже температуры начала фазовых превращений в
структуре материала, из которого изготавливают инструмент.
При набегании падающей ударной волны на границу раздела двух сред, материал изделия - материал инструмента, образуется интенсивная отраженная волна, величина которой зависит от их акустических сопротивлений, что приводит к большим растягивающим
напряжениям в изделии и образованию трещин. Поэтому для снижения трещинообразования в порошковом изделии в качестве защитного слоя применяют материал с акустическим сопротивлением ниже акустического сопротивления материала формующего
инструмента.
В случае прессования изделий с применением металлических оболочек на их внутреннюю поверхность наносят защитный слой материала, который разлагают при нагревании,
и извлекают изделие, исключая дополнительную операцию механического отделения оболочки и повреждения изделия при этом.
Наиболее эффективно этот способ проявляет себя при прессовании и отделении инструмента и металлической оболочки от изделий с полузамкнутыми полостями, канавками,
ребрами жесткости и переходами по образующим поверхностям изделий. Например, тиг2
BY 12981 C1 2010.04.30
лей, вставных дюзов, тонкостенных чехлов для термопар с большим отношением их длины к диаметру.
Пример.
По предложенному способу проводилось прессование тиглей, предназначенных для
плавления металлов и сплавов при температурах 1600…1650 °С. Изделия наружным диаметром 150 мм, высотой 200 мм и толщиной стенки 15 мм прессовались из композиции
70 % SiC + 30 % Si3N4 в присутствии связки. В качестве взрывчатого вещества применялось листовое ВВ. Порошковый состав засыпали в полость между цилиндрическим формующим инструментом из стали 45 и эластичной оболочкой из латекса. Предварительно
формующий инструмент подвергали термообработке (до 45…48 HRC), шлифованию, полированию, после чего на его поверхность наносился защитный слой из азотнокислого
аммония толщиной 0,08…0,1 мм, герметизировали полость с порошком и производили
импульсное прессование через жидкую передающую среду. После прессования снимали
эластичную оболочку. Изделие вместе с формующим инструментом помещали в индуктор
высокочастотной индукционной установки, где при рабочей частоте 68 кГц происходил
быстрый разогрев поверхностных слоев инструмента до 160…200 °С. В течение 5…7 с
защитный слой азотнокислого аммония превращался в газообразное состояние. Образовавшийся зазор между формующим инструментом и изделием позволял легко отделить их
друг от друга. Освобожденный инструмент не требовал дополнительных операций термообработки, шлифования и полирования перед последующим циклом прессования, т.к. на
его поверхности не было обнаружено следов внедрения твердых частиц карбида и нитрида кремния благодаря наличию нанесенного защитного слоя и его последующему удалению с инструмента при температурах ниже начала в нем фазовых превращений. Кроме
того, снизилось трещинообразование по сравнению с прессованием без защитного слоя.
То же происходило при прессовании изделий с защитным слоем на инструменте из другого материала-фторопласта.
Спрессованные изделия легко отделялись от формующего инструмента, а их поверхность не имела следов повреждений и трещин. По описанной технологии были получены
защитные чехлы для термопар, втулки с канавками, которые также легко отделялись от
инструмента. После реакционного спекания изделия не требовали дополнительной механической обработки, которая очень трудоемка по отношению к керамическим материалам.
Использование предлагаемого способа импульсного прессования порошковых материалов имеет следующие технико-экономические преимущества:
предотвращает схватывание с изделием формующего инструмента и позволяет легко и
быстро отделить изделие от инструмента и металлической оболочки;
исключает внедрение и повреждение поверхности инструмента частицами прессуемого порошка;
исключает операции дополнительной механической и термической обработки инструмента перед последующим циклом прессования;
применение защитного слоя с акустическим сопротивлением ниже акустического сопротивления материала формующего инструмента снижает трещинообразование в изделиях.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
76 Кб
Теги
патент, by12981
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа