Пресс-форма для изостатического прессования порошка Советский патент 1985 года по МПК B22F3/04 

1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для прессовани изделий из порошков.

Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение энергоемкости оборудования.

На чертеже изображена предлагаемая пресс-форма.

Пресс-форма имеет контейнер 1 высокого давления с рабочей средой, внутри которого расположена тонкостенная металлическая оболочка 2, имеющая гофры 3, заполненные эласти ным материалом 4. В оболочку 2 засыпан обрабатываемьй порошок. Рабочее давление в контейнере 1 создается з счет рабочей среды, нагнетаемой в контейнере 1 через отверстие 5. .

Для получения высококачественных изделий с высокой относительной плотностью, равномерно распределенной по объему прессовки, и точной формой требуется уплотнение порошка производить в оболочках, имеющих минимальные перепады сопротивления деформации по сечению и обладающих возможностью больших деформаций по объему без изменения формы (до 4060%) .

Данным требованиям удовлетворяет конструкция пресс-формы для изостатического прессования порошков, содержащая оболочку с гофрами. Гофры располагаются в местах повышенной жесткости оболочки и позволяют снизить сопротивление деформации до минимума. Происходит выравнивание жесткости оболочки по сечению, что приводит к исключению формоизменения оболочки и неравномерного распределения плотности по объему изделия. Наличие гофров позволяет достигать высоких степеней деформации оболочки (до 50%) без изменения сопротивления деформации оболочки, что увеличивает относительную плотность изделий.

Для заполнения гофров требуется эластичный материал, обладающий высокими механическими свойствами на сжатие при воздействии рабочего изостатического дайления, высокой износостойкостью - для увеличения срока службы оболочки и высокой податливостью - для снижения потерь давления прессования на деформацию гофров. Данным требованиям удовлет582

всзряет полиуретан марок СКУ-6Л, СКУ-7Л.

Пресс-форма работает следующим образом.

Порошок засыпают в тонкостенную металлическую оболочку 2, которую герметизируют. Оболочку 2 помещают в контейнер 1, куда через отверстие 5 нагнетают рабочую среду, за

счет чего создают требуемое рабочее

давление. Под действием рабочего давления внутренний объем оболочки 2 уменьшается, и порошок в нем уплотняется.

Соответственно уменьшается площадь контакта порошка с оболочкой за счет сжатия гофров в поперечном сечении. Это обеспечивает уменьшение объема оболочки с порошком на

25-40%. При сжатии гофров происходит сжатие эластичного материала, заполняющего гофры. При этом материал начинает давить на порошок давлением, равным внешнему изостатическому

давлению, что обеспечивает всестороннее равномерное сжатие порошка. Уменьшение площади контакта оболочки с порошком происходит также за счет перехода стенки оболочки в стенку Гофра под действием внешнего давления, за счет чего длина гофра увеличивается. Таким образом, за счет сжатия гофров и перехода стенки оболочки в стенки гофра можно дости

гать суммарной степени деформации оболочки на 50%.

За счет опережающего увеличения гофров 3 по отношению к уменьшению периметра оболочки 2 в ее стенке

возникают растягивающие напряжения, которые повьш1ают продольную жесткость стенки оболочки 2, что улучшает качество получаемых изделий. После получения требуемой деформа- ции оболочки 2 с порошком рабочее давление сбрасьгоают оболочку 2 удаляют из контейнера 1 и разгерметизируют. Процесс повторяется.

Эластичный материал препятствует

попаданию порошка в гофры и передает Действие внешнего давления на порошок, что создает всестороннее равномерное давление и повьш1ает качество получаемого изделия. В процессе

прессования относительная деформация эластичного материала за счет низкого значения модуля упругости МПа приближается к 100%. При

311

этом напряжения, возникающие в эластичном материале, составляют также 4 аналогичные значения. За счет равенства площадей поверхности гофра, находящейся.под рабочим давлением, и действия сопротивления эластичного материала сжатию, напряжения рав-ны распределенному давлению сопротивления эластичной оболочки, что составляет 0,01-0,1% от значения рабочего давления. Таким образом, гофры снижают до минимума жесткость оболочки в местах соединения плоскостей или цилиндрической поверхности , и, соответственно, уменьшают энергозатраты на деформацию оболочки. Это позволяет применить для получения порошковых заготовок менее энергоемкое оборудование.

584

Потери энергии на деформацию обо лочки известной пресс-формы составляют около 30% от рабочего давления а в предлагаемой конструкции при близйтельно равны 0.

Так, для псхпучения изделия типа куб со стороной 100мм из порошка марки ПЖ 2 с окончательным значением плотности 90% при начальной пористости 40% требуется оболочка со стороной 108 мм и шириной гофров в поперечном сечении 5,6 мм

Получение порошковых заготовок с помощью предлагаемой пресс-формы позволяет понизить энергоемкость требуемого оборудования, повысить качество изделий и увеличить деформацию тонкостенной оболочки в процессе прессования порошка.

1. ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКА, содержащая контейнер высокого давления с рабочей средой и тонкостенную металлическую оболочку для порошка, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения энергоемкости оборудования, тонкостенная металлическая оболочка вьтолнена с гофрами в местах повышенной жесткости, заполненными эластичным материалом. 2. Пресс-форма по п. 1,- о.т л и чающаяся тем, что гофры заполнены полиуретаном.