Капсула для прессования труб из порошковых материалов Советский патент 1988 года по МПК B22F3/20 B22F5/12 

Со стороны задних концевых участков оболочек зазор перекрывают вкладышем 4 с крьппкой 6, которые образуют дно капсулы/ Вкладьпп 4 кольцевой или воронкообразной формы,выполненный из стали с низким содержанием углерода, размешают в крышке 6 и сваривают сборку с внешней и внутренней оболочками. Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошком, подвергают виброуплотнению. а- тем со стороны передних концевых

участков оболочек размещают насадку в виде воронкообразного вкладьппа 3 с крьш1кой 5 и соединяют точечной сваркой. 5 приваривают герметично к внешней и внутренней оболочкам. Внешняя оболочка имеет переменный профиль по высоте и выпуклую часть между промежуточными участками, что позволяет после прессования получить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами. 4з.п.ф-л 3 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки дпя прессования порошковых материалов на основе нержавеющих сталей и высоколегированных никелевых сплавов. Целью изобретения является повьппе- ние точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых изделий. Для получения прессовки под экструзию берут капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирального свернутого листового материала. Во внешней оболочке размещена внутренняя оболочка 2 с образованием кольцевого зазора. i СО со Oi ;о О5 05 О5 см

1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам прессовой оснастки для формирования в оболочках из порошковог материала на основе нержавеющих ста лей и высоколегированных никелевых сплавов труб процессами холодного прессования и экструзии.

Целью изобретения является повышение точности размеров, снижение брака и улучшение качества прессуемых изделий.

На фиг. 1 представлена капсула с насадками, имеющими профиль-сечения в форме дуги; на фиг. 2 - вари- ант выполнения капсулы, имеющей острый профиль поперечного сечения насадки со стороны поверхности, примыкающей к внутренней оболочке; на фиг. 3 - вариант выполнения капсулы с насадками, контур поперечного сечения которых представляет собой зерквльное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков.

Капсула (фиг.1) состоит из внешней 1 и внутренней 2 оболочек. На концевых переднем и заднем торцовых участках между внешней и внутренней оболочками размещены насадки, выполненные в виде вкладышей 3 и 4 и крышек 5 и 6. Насадки могут быть выполнены из железа или подобного металла. Крышка 5 имеет цилиндрический внутренний 7 и цилиндрический внешний 8 участки. Крьш1ка 6 имеет внутренний цилиндрический унасток 9. В местах

Ь

5

о

окончания цилиндрических участков 7-9 крьш1ек находится сварной шов для приваривания крышек к внешней и внутренней оболочкам. Поверхность вкладышей 3 и 4, а также крьш1ек 5 и 6 выполнена в виде дуги окружности. Внутренние концевые части крьш1ек со стороны цилиндрических участков 7 и 9 плотно соединены с внутренней оболочкой окружным сварным швом. Переход цилиндрических участков крышек и вкладышей в дугообразные вьшолнен по радиусу. Внешняя оболочка 1 вьтол- нена с переменным по высоте профилем, причем ее средняя часть выполнена выпуклой по отношению к концевым участкам 10. Выпуклость внешней оболочки 1 прямо противоположна усадке порошкового материала при холодном изо- статическом прессовании. Внешние торцовые поверхности вкладьш1ей 3 и 4 выполнены плоскими, а в местах контакта с внешней оболочкой 1 скощены или скруглены так, что отбортованные края внешней оболочки 1 усаживаются до линии 11, которая соответствует идеальной цилиндрической форме. В соответствии с этим концевые цилиндрические участки во внешней оболочке 1 обжаты вальцеванием до совпадения с линией 11. Для исключения складок и получения более точной центровки заготовки прессуемого материала, согласно изобретению, изменение диаметра внешней оболочки ограничено в зоне вкладышей 3 и 4. I

Между концевыми участками внешней

оболочки в зоне контакта с насадка

13

ми и средней выпуклой частью этой оболочки имеются промежуточные участки 12, выполненные выпуклыми в направлении средней части и вогнутым профилем, вступающие в концевые участки. Средняя часть внешней оболочки между промежуточными участками имеет постоянный диаметр. Промежуточные участки 12 имеют форму усеченного конуса и вьшолнены в виде зеркального отображения профиля поперечного сечения дугообраэньгх поверхностей вкладышей. Линия 11 представляет собой Ось зеркальной симметрии. Угол c - угол изгиба внешней оболочки уменьшен вследствии усадки по сравнению с углом f - углом изгиба соответствующей насадки.

Вариант выполнения капсулы (фиг. 2), отличается от первого варианта (фиг. l) тем, что вкладыши 3 и 4 и крьш1ки 5 и 6 имеют острый профиль поперечного сечения в месте перехода цилиндрических участков в дугообразные (под углом). Дугообразная поверхность вкладышей и крышек Соответственно простирается непосредственно до внутренней оболочки 2 и образует с ней турой угол /j .

В данном варианте выпуклыми могут быть выполнены внешняя и/или внутренняя оболочка. Выпуклыми могут быть выполнены оболочки, изготовленные по спирали сваренной в трубу полосы из листового материала.

Отличие конструкции капсулы (фиг.З) состоит в том, что вкладыши 3 и А герметично сварены с внешней 1 и внутренней 2 оболочками. Конструкция исключает наличие крьппек на вкладышах. Выпуклость внешней оболочки постепенно и непрерывно увеличивается в осевом направлении к средней (цилиндрической) части оболочки. Контур поперечного сечения насадок представляет собой зеркальное отображение контура внешней оболочки в зоне промежуточных участков внешней оболочки что отражается на линии 11, однако вытянуто в радиальном направлении, причем величина растяжения соответствует примерно отношению разности между внешним и внутренним диаметром

Пример. Для изготовления прессовки с внешним диаметром 1ДДмм для зкструдирования трубы из нержавеющей стали с внешним диаметром 50 мм и толщиной стенок 5 мм используют капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирально, свернутого листового материала. Внешняя оболочка имеет длину 600 мм, внешний диаметр 154мм, толщину стенки 1,5 мм. На обоих концах оболочка обжата вальцеванием или приложением давления во время вращения таким образом, чтобы на концах образовались цилиндрические участки с внешним диаметром 144 мм, к которым примыкают промежуточные участки. Затем концы внешней оболочки шлифуют Внутри внешней оболочки размещают внутреннюю оболочку.2, образующую кольцеобразный зазор. Со стороны зад них концевых участков оболочек зазор 30 перекрывают вкладьш1ем 4 с крьгажой 6, которые образуют дно капсулы. Крьш1ку 6 выполняют из листового материала, плотно прилегающей к внешней и внутренней оболочкам. Внутреннюю оболочку выполняют из трубы длиной 590 мм, сваренной вдоль, с толщиной стенки 1,5 мм и внутренним диаметром 40. мм. Вкладьш 4 кольцевой или воронкообразной формы выполняют из стали с низким содержанием углерода (примерно 0,004%), размещают в крьш1ке 6 и сваривают сборку с внешней и внутренней оболочками. Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошковым материалом, подвергают виброуплотнению до относительной плотности 68% при частоте вибрации 80 Гц. Затем в капсуле со стороны передних концевых участков оболочек размещают верхнюю насадку в виде воронкообразного вкладьщ1а 3 с крышкой 5. Насадку вдвигают под давлением в зазор между внешней и внутренней оболочками. Крьш1ку 5 вьтолняют из листояого материала, а вкладьш 3 подобно вкладыпрессуемой заг отовки к усадке диаметря капсулы, предпочтительно с учетом 5 ту 4.

изменения площади сечения с умень- Точечной сваркой приваривают вошенным радиусом. Сваривание насадок ронкообразный вкладьпи 3 к крьш1ке 5,

с внешней и внутренней оболочками g последняя приваривается герметично

0

5

0

5

производится на концевых участках оболочек. Насадки могут быть выполнены из спрессованного порошкового материала.

Работа Kancyjjbi поясняется следующим примером.

Пример. Для изготовления прессовки с внешним диаметром 1ДДмм для зкструдирования трубы из нержавеющей стали с внешним диаметром 50 мм и толщиной стенок 5 мм используют капсулу, в которой внешняя оболочка 1 выполнена в виде трубы из спирально, свернутого листового материала. Внешняя оболочка имеет длину 600 мм, внешний диаметр 154мм, толщину стенки 1,5 мм. На обоих концах оболочка обжата вальцеванием или приложением давления во время вращения таким образом, чтобы на концах образовались цилиндрические участки с внешним диаметром 144 мм, к которым примыкают промежуточные участки. Затем концы внешней оболочки шлифуют. Внутри внешней оболочки размещают внутреннюю оболочку.2, образующую кольцеобразный зазор. Со стороны задних концевых участков оболочек зазор 0 перекрывают вкладьш1ем 4 с крьгажой 6, которые образуют дно капсулы. Крьш1ку 6 выполняют из листового материала, плотно прилегающей к внешней и внутренней оболочкам. Внутреннюю оболочку выполняют из трубы длиной 590 мм, сваренной вдоль, с толщиной стенки 1,5 мм и внутренним диаметром 40. мм. Вкладьш 4 кольцевой или воронкообразной формы выполняют из стали с низким содержанием углерода (примерно 0,004%), размещают в крьш1ке 6 и сваривают сборку с внешней и внутренней оболочками. Капсулу устанавливают вертикально на плите, заполняют порошковым материалом, подвергают виброуплотнению до относительной плотности 68% при частоте вибрации 80 Гц. Затем в капсуле со стороны передних концевых участков оболочек размещают верхнюю насадку в виде воронкообразного вкладьщ1а 3 с крышкой 5. Насадку вдвигают под давлением в зазор между внешней и внутренней оболочками. Крьш1ку 5 вьтолняют из листояого материала, а вкладьш 3 подобно вклады5

0

5

0

ту 4.

к внептней и внутренней обситочкам (фиг. 1).

Собранную капсулу подвергают холодному изостатическому прессованию в воде при давлении 4700 бар до плотности 88%. При этом капсула обжимается до внешнего диаметра 144 мм, т.е. до размера цилиндрических концевых участков внешней оболочки. Размер 144 мм соответствует внутреннему диаметру контейнера экструзионного пресса. За счет этого обеспечивается точная пентровка. После прессования внутренний диаметр прессовки с достаточной точностью составляет 40 мм. После индукционного нагрева до 1 200 С проводят экструдирование прессовки в желаемую бесшовную трубу. Необходимость в последующей обработке отпадает. Передний участок трубы, состоящий из низколегированной стали отрезают. Часть трубы, состоящая из спрессованного порошкового материала из быстрорежущей i стали, не имеет повреждений. Потери материала за счет этого снижаются до минимума.

Выполнение внешней оболочки с переменным профилем по высоте и выпуклой частью между промежуточными участками позволяет после прессования получить цилиндрическую форму прессовки с точными размерами, благодаря чему создается возможность повьпчения точности получаемых после экструдиро- вания труб, улучшается их качество и повышается выход годного за счет исключения дополнительной обработки труб.

Вследствие незначительных допусков в размерах прессовки улучшаются условия смазки в экструдере, что сказывается на качестве поверхности получаемых изделий.

Предложенное техническое решение позволяет выдерживать размеры прессуемых труб с отклонением j 0, 1 мм, что имеет решающее значение при экст- рудировании изделий из порошковых материалов, в частности труб без повреждений.

Формула изобретения

Ш

1Б

20

2Ь

69666

сплавов, к частности, из жаропрочных сплавов дтя теплообме 1ников, например, из высоколегированных никелевых сплавов с содержанием 80% никеля и 20% хрома, включающая внутреннюю и внешнюю оболочку, выполненную из тонкого, предпочтительно толщиной 1-2 мм. стального листа с содержанием углерода в материале последнего менее 0,015%, в частности, меньше 0,004%, и установленные с кольцевым зазором, размещенные на концевых торцовых участках оболочек и перекрываюР1ие их кольцевой зазор насадки, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности размеров, снижения брака и улучшения качества прессуемых изделий, по меньшей мере внешняя оболочка выполнена с переменным профилем по высоте, ее средняя часть выполнена выпуклой цо отношению к концевым участкам и соединена с последними промежуточными коническими участками, выполненными выпуклыми в направлении средней части и вогнутым профилем, вступающим в концевые участки, а насадки имеют вкладьш и из сплошного или спрессованного из порошка материала, проходящие по высоте промежуточных участков в зазор между внешней и внутренней оболочками .

55 4. Кансула по пп. 1-3, отличающаяся тем, что выполненные

30

40

45

50

из сплошного или спрессованного из порошкообразного материала вкладыши

7 1369666

насадок имеют контур по поперечному

сечению, подобный зеркальному отображению контура конических промежуточных участков.

8

(риг.2

.3