СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЗРЫВОМ Советский патент 1994 года по МПК B22F3/08 

Описание патента на изобретение SU1385392A1

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам взрывного прессования.

Цель изобретения - повышение плотности и однородности получаемых изделий.

Сущность способа заключается в том, что в качестве диафрагмы, размещенной между стенками ампул, используют демпфирующий накопитель, состоящий из материала с меньшей акустической жесткостью, чем порошковый материал.

В результате того, что на границе двух материалов с разной акустической жесткостью при распространении ударной волны по направлению ее уменьшения, отраженной ударной волны не возникает, не появляется и условий для ее нерегулярного отражения от границы раздела при любой амплитуде волны. При наличии между этими материалами (демпфирующим и прессуемым) тонкой диафрагмы нерегулярное отражение от ее стенки, вследствие ослабления отраженной ударной волны волной разрежения от контакта диафрагма-демпфер, практически отсутствует. Значительная часть запасенной кинетической энергии прессуемого порошка (от взрыва) при падении на стенку диафрагмы диссипируется в демпфирующую среду, что способствует сохранению заготовки.

Это дает возможность (не рискуя разрушить заготовку) в значительной мере расширить диапазон давлений прессования, благодаря чему можно получить высокую плотность прессуемых заготовок, сохраняя при этом хорошую однородность структуры. Это обеспечивает стабильность процесса. Действительно, начиная с режима полного прессования (до монолита) компактируемого материала, при определенном запасе по толщине демпфирующего слоя перепрессовки не возникает.

Принципиальное отличие способа состоит в том, что он позволяет перенести область нерегулярного отражения из центральной части ампулы в демпфирующую диафрагму, тем самым повысить плотность и однородность свойств заготовки, избежать потерь (утечки) прессуемого материала.

На чертеже приведена схема, поясняющая предложенный способ.

Способ осуществляется следующим образом.

Обрабатываемый материал 1 засыпают в две одинаковые ампулы 2 и концы закрывают. Ампулы 2 устанавливают на расстоянии друг от друга, помещают между ними демпфирующий наполнитель 3 и скрепляют заглушками 4, образуя контейнер. Толщина слоя наполнителя 3 задается соразмерной толщине зоны нерегулярного отражения, возникающего при прессовании. Затем контейнер симметрично помещают в плоский заряд взрывчатого вещества 5, в вершине которого размещают электродетонатор 6 и производят подрыв.

П р и м е р. Порошок из быстрозакаленного никеля засыпают в металлические ампулы с размерами сечения 7х15 мм и длиной 150 мм. С помощью пресса ампулы закрывают с двух сторон, затем между ампулами помещают демпфирующий наполнитель с акустической жесткостью меньшей, чем у порошкового материала, например технический картон толщиной 2,5 мм, причем толщина слоя наполнителя экспериментально подбирается таким образом, чтобы она была соизмерима с толщиной зоны нерегулярного отражения, это в свою очередь обеспечивает целостность оболочек ампул контейнера. Для картона толщина слоя определяется порядком 2-3 мм. Дальнейшее увеличение демпфирующего слоя нежелательно из-за уменьшения давления на стенках ампул, обращенных друг к другу, а также из-за искажений их геометрии. Для оценки акустической жесткости пористых материалов ρU за скорость распространения ударной волны в среде принимается DD· 1 - , где D - скорость детонации ВВ, ρo - начальная плотность материала, ρm - плотность монолита, тогда для описываемого примера имеем отношение акустических жесткостей прессуемого никеля и картона:
W = ≃ 7 где ρoнUн - акустическая жесткость никеля;
ρокUк - акустичекая жесткость картона.

После размещения пористого наполнителя между стенками ампул, зазоры c двух сторон закрывают заглушками. Весь контейнер помещают в плоский заряд с порошком аммонита 6ЖВ, толщина его над ампулой составляет 40 мм. В вершине заряда помещают электродетонатор и производят подрыв.

Толщина стенки контейнера - 1 мм. Толщина слоя прессуемого порошка - 7 мм.

Обработка производится в камере. Погрешность эксперимента в объеме опытной партии при определении плотности образцов cоставляет ± 0,5%.

Учитывая погрешности измерений - ±0,2% и эксперимента, заготовки, полученные известным способом, имеют плотность 90± 65%, а однородность (Δ ) (разброс) плотности - 0,5% по образцу.

Заготовки, полученные предложенным способом имеют плотность 98 ±0,65% с однородностью плотности такой же как для образцов, полученных первым - известным способом.

Далее, предложенным способом получаются прессовки из следующих быстрозакаленных сплавов: Zr - Nb (99,3±0,7%), ЭП-450 (99,0±0,6%), металлических стекол 10НСР, 2НСР, 71КНСР (98±0,8%), TaN (98 ±0,9%), а также ряд металлов: Zr, Nb, Ni.

В качестве демпфирующего наполнителя используются материалы, приведенные в табл. 1.

Эти данные получены экспериментально при прессовании быстрозакаленного никелевого порошка. Причем tмин и tмакс, минимальная и максимальная толщины демпфирующей среды, мало зависят от толщины слоя прессуемого порошка и режима нагружения. В экспериментах они меняются от 3 до 10 мм прессуемого порошка и от 20 до 55 толщины заряда ВВ (аммонит 6 ЖВ, ρ= 1,0 г/см3).

Отмечено, однако, что при увеличении заряда нижняя граница tмин поднимается, а при увеличении толщины слоя прессуемого порошка верхняя граница tмакс понижается. Для сравнения в табл. 2 показаны соответственно плотность и однородность плотности при прессовании никеля с демпфирующим наполнителем по известному и предложенному способам.

Экспериментами также показано, что в соответствии с основными критериями нецелесообразно применять наполнитель с 9 ≅W < 4,5 ввиду того, что при этих значениях возникает неустойчивость деформации прилегающих к наполнителю стенок контейнера.

Похожие патенты SU1385392A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АМОРФНЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2005
  • Голубев Виктор Александрович
  • Стриканов Андрей Валентинович
  • Демидов Олег Сергеевич
  • Бугров Владимир Геннадьевич
  • Оленина Элеонора Леонтьевна
  • Куделькин Валерий Борисович
  • Мочалов Михаил Алексеевич
  • Краев Андрей Иванович
RU2320455C2
Способ взрывного компактирования порошковых материалов 2017
  • Архипов Владимир Афонасьевич
  • Ворожцов Александр Борисович
  • Ворожцов Сергей Александрович
  • Промахов Владимир Васильевич
  • Жуков Александр Степанович
  • Хрусталёв Антон Павлович
  • Жуков Илья Александрович
RU2654225C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ТИТАНОГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТЬЮ ИЗ ПОРОШКОВ 2006
  • Рогозин Валентин Дмитриевич
  • Писарев Сергей Петрович
  • Трыков Юрий Павлович
  • Гуревич Леонид Моисеевич
RU2341354C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ И ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 2006
  • Ботвинкин Анатолий Кириллович
  • Хворостин Владимир Николаевич
RU2335378C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОГО НАНОКОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПУТЕМ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ 2011
  • Адаменко Нина Александровна
  • Казуров Андрей Владимирович
  • Писарев Сергей Петрович
  • Агафонова Галина Викторовна
  • Сергеев Иван Викторович
RU2452593C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ 2007
  • Писарев Сергей Петрович
  • Рогозин Валентин Дмитриевич
  • Казак Вячеслав Фёдорович
  • Арисова Вера Николаевна
RU2349419C2
Способ получения слоистого металлополимерного нанокомпозиционного материала путем взрывного прессования 2018
  • Адаменко Нина Александровна
  • Седов Эдуард Васильевич
  • Казуров Андрей Владимирович
  • Агафонова Галина Викторовна
  • Савин Дмитрий Валерьевич
RU2685311C1
Способ получения композиционных материалов из стали и смесей порошков никеля и борида вольфрама 2019
  • Гуревич Леонид Моисеевич
  • Писарев Сергей Петрович
  • Рогозин Валентин Дмитриевич
  • Богданов Артём Игоревич
  • Трудов Анатолий Федорович
  • Проничев Дмитрий Владимирович
RU2710828C1
СПОСОБ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВ 1993
  • Рахимов Артур Эдуардович
RU2037379C1
Способ получения композиционных материалов из стали и смесей порошков никеля и борида вольфрама 2019
  • Гуревич Леонид Моисеевич
  • Писарев Сергей Петрович
  • Рогозин Валентин Дмитриевич
  • Богданов Артём Игоревич
  • Проничев Дмитрий Владимирович
  • Трудов Анатолий Федорович
  • Казак Вячеслав Фёдорович
RU2711288C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 385 392 A1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЗРЫВОМ

Изобретение относится к способу прессования порошковых материалов взрывом. Цель изобретения - повышение плотности и однородности получаемых изделий. Порошок засыпали в ампулы. Между ампулами помещали демпфирующий наполнитель с акустической жесткостью меньшей, чем у порошкового материала, причем толщину диафрагмы берут из соотношения: W = ρно

Uнко
Uк , где ρyо
Uy - акустическая жесткость порошкового материала; ρrо
Ur - акустическая жесткость диафрагмы. После размещения пористого наполнителя между стенками ампул, зазоры с двух сторон закрывали заглушками. Весь контейнер помещали в плоский заряд и производили подрыв. 1 ил. 2 табл.

Формула изобретения SU 1 385 392 A1

СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЗРЫВОМ, включающий засыпку порошка в контейнер, разделенный на две ампулы диафрагмой, размещение в контейнере взрывчатого вещества и его инициирование, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности и однородности получаемых изделий, в качестве диафрагмы используют наполнитель с акустической жесткостью меньшей, чем у порошкового материала, и их соотношение выбирают по формуле
W = ,
где ρoнvн - акустическая жесткость порошкового материала;
ρoкvк - акустическая жесткость диафрагмы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года SU1385392A1

А.В.Крупин и др
Деформация металлов взрывом, М.: Металлургия, 1975, с.291.

SU 1 385 392 A1

Авторы

Нестеренко В.Ф.

Першин С.А.

Даты

1994-12-30Публикация

1986-04-04Подача