Способ горячей деформации порошковых заготовок Советский патент 1986 года по МПК B22F3/20 

1

Изобретение -относится к порошковой металлургии, в частности к способам обработки давлением порошковых заготовок для получения изделий определенного профиля.

Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение производительности и улучшение качества получаемых изделий.

Пример. Порошковую заготовку из отсевов губчатого титана ТГ-1В с относительной плотностью 60% нагревают в герметичной капсуле до и подвергают экструзии со сте- .пенью деформации 20%, прилагая тяну- 5 щее усилие с переднего торца заготовки и подталкивающее усилие с заднего торца. В начальный момент заготовка имеет прямоугольную площадь

1222А16г

площадь сечения 39. см н относительную плотность. 96%.

В последней к амере гид11остата заготовку нагревают до 1030°С, подвергают горячему гидростатическому, прессованию давлением 100 МПа и она перед последней экструзией имеет площадь сечения 32 см и относительную плотность 98%. На последней ступени проводят калибрующую экструзию со степенью деформации, близкой к 18%, в результате которой получают компактное готовое изд елие с- площадью поперечного сечения 26,8 см с точной геометрической конфигурацией сечения двутавра № 20. .

В зависимости от длины контейнера гидростата задний торец-может находиться еще за пределами гидростата .

10

сечения.180 см и длину 100 см. После 20 и к нему прилагается подталкивающее

осевое усилие с одновременным тянущим усилием. При заходе заднего торца заготовки в первое экструзион- ное очко подталкивающее осевое- усипервой ступени экструзии заготовка имеет площадь сечения 144 см и относительную плотность 68% и попадает в первую камеру гидростата, .где подвергается нагреву до 555°С и гид-- 25 лие снимают, оставляя только тяну- ростатическому давлению 40МПа, после . , щее усилие. Температура нагрева чего сечение ее уменьшается до 116см2, jпорошковой заготовки на каждой сту- а относительная плотность возрастает до 75%. Далее заготовку подвергают второй ступени экструзии со сте- 30 пенью деформации 20%, после которой она имеет площадь сечения 93 см и

пени определяется исходя из предела текучести материала для монолита.

относительной плотности и постоянных коэффициентов.

Давление изостатического прессования выбирается на основании по- лученной эмпирической формулы:

относительную плотность 81%.

При выходе из второго экструзион- ного очка заготовку подают во вторую камеру гидростата, где ее подвергают нагреву до 768°С и гидростатическому прессованию, в результате которого сечение ее уменьшается до 75 см, а плотность возрастает до 85,6%. Давление прессования во второй камере гидростата равно 60 МПа. Далее заготовку подвергают дальнейшей экструзии со степенью деформации 20%, после чего она имеет площадь сечения 60 см по форме, близкой к двутавру, и относительную плотность 89%. При этом она поступает в третью камеру гидростата, где. ее нагревают до 906°С и подвергают гидростатическому прессованию при.давлении 80 МПа, после чего заготовка имеет площадь сечения 48 см и относительную плотность 93%. Заготовку подвергают экструзии со степенью деформации 19%.и при входе в четвертую (последнюю) камеру гидростата она 1гмеет

осевое усилие с одновременным тянущим усилием. При заходе заднего торца заготовки в первое экструзион- ное очко подталкивающее осевое- усилие снимают, оставляя только тяну- щее усилие. Температура нагрева порошковой заготовки на каждой сту-

лие снимают, оставляя только тяну- щее усилие. Температура нагрева jпорошковой заготовки на каждой сту-

пени определяется исходя из предела текучести материала для монолита.

лие снимают, оставляя только тяну- щее усилие. Температура нагрева jпорошковой заготовки на каждой сту-

относительной плотности и постоянных коэффициентов.

Давление изостатического прессования выбирается на основании по- . лученной эмпирической формулы:

P.CQ -Qj4p..--oi.-e;),

где предел текучести металла пр И данной температуре порошковой заготовки;

О и О - начальная и конечная относио

тельная плотность порошковой заготовки на каждой ступени;с - показатель прессования,

определяемый экспериментально или выбираемый по таблицам; dL - относительное контактное сечение порошкового тела.

Путем последовательных операций экструзии и изостатического.прессования с небольшой степенью деформации достигается постепенная перегруппировка порошковых частиц и укладка их в наиболее плотную упаковку, которая, не достигается при экструзии или изостатическом прессовании с большой степенью деформации.

Использование одного изостатичес кого прессования не.позволяет получать изделия с заданным профилем. Использование одной экструзии в несколько стадий не позволяет осуществить процесс в одном контейнере матрицы, так как необходимо приложение тянущего и подталкивающего усилий на всех стадиях, что практически- осуществить невозможно, .

По предлагаемому способу окончательной операцией является экструзия для формирования окончательного профиля. Постепенное повышение температуры на каждой ступени деформаци ведет к снижению энергозатрат и по- вьш1ению скорости прогрева заготовки, так.как с увеличением плотности заготовки на к.аждой ступени возрастает темпера тура и теплопроводность материала заготовки.

. Стадийное повышение изостатичес- кого прессования связано с тем, что с ростом плотности заготовки увеличивается предел текучести,- который является определяющим в сдвиговой деформации, а последняя в свою очередь определяет процесс уплотнения. Давление изостатического прессования при этом пропорционально произведению предела текучести на относительное контактное сечение.

Осевое усилие к обеим торцам заготовки прикладывают до захода ее

Составитель Л. Гамаюнова Редактор И. Дербак Техред, М.Моргеитал Корректор Е. Рошкр

Заказ 1.646/11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Л

заднего торца в первое экструзион- ное очко с той целью, чтоб обеспечить, прохойсдение всей заготовки через каждое следующее экструзионное очко. После захода заднего торца в первое экструзионное очко усилие, прикладываемое к нему, снимают, так как в дальнейшем роль подталкивающего усилия выполняет изостатическое давление.

Способ обеспечивает снижение энергозатрат за счет исключения намеренного перегрева заготовок перед деформацией, что имеет место в известном способе для выравнивания, температуры. Кроме того, способ обеспе(чивает снижение осевых усилий, что влечет за собой уменьшение мощности прессового оборудования. Последнее

;приводит к созданию условий для повьшения стойкости прессового инструмента (матриц) и для снижения возможности образования задиров, трещин

.и расслояi .

По существу предлагаемого способа первые ступени изостатического прессования являются теплым прессованием, процесс сквозного прогрева ведется постепенно от ступени к ступени

с одновременным повышением плотности. Кроме того, время прогрева снижается.

.в 10-40 раз, что повышает производительность процесса и снижает его энерго.емкость.