Способ прессования порошковых материалов Советский патент 1990 года по МПК B22F3/02 

г

внешнего трения при прессовании;

- коэффициент бокового давления при разгружении. На чертеже представлена схема реализующая способ.

При прессовании нагружающий пуансон 1 создает усилие в прессуемом порошке 2, За счет трения порошка о стенки матрицы 3 на жестком основании 4 регистратором 5 нулевого усилия передается вертикальная сила. При этом на поверхности нижнего пуансона 6 создается давление, величина которого обуславливается давлением прессования и потерями на трение. При достижении нагружающим устройством 7 задан ного давления, которое фиксируется измерительным устройством 8, начина- ется разгрузка. При этом усилие, с которым матрица давит на жесткое основание, начинает уменьшаться и при до- стижении последнего нулевого значе- |ния с регистратора 5 нулевой силы по- дается сигнал на измерительное устройство 8, на котором фиксируется осевое давление„

Физический смысл выражения (1) заключается в следующем.

На конечном этапе прессования упругая составляющая деформации прессовки равна

Е

(2)

ос.

де Ј0 - упругая деформация прессовки;

среднее осевое давление на конечном этапе прессования, равное среднему от давлений на нижнем и верхнем пуансонах;модуль Юнга прессовки.

Е При разгружении осевая деформация упругого последствия прессовки отсутствует, так как есть давление на матрице со стороны жесткого основания, в противном случае матрица за счет трения прессовки о ее стенки отошла бы от жесткого основания. В этом случае остается упругая деформация Е0 , которую можно определить выражением

EtrirJ t t

(3)

e PTD

осевое давление, соответствующее силам трения прессовки о стенки матрицы, расчетное остаточное давление на пуансоне при разгрузке, когда сила, с которой опирается матрица (3) на основе (6), равна нулю

.EtEJ™

S

(4)

5

0

где F

Ррсур ff V f

(5)

rp.f

- сила трения при раэгружении;

Sj - площадь боковой поверхности прессовки;

S - площадь торцовой поверхности прессовки;

Ј - коэффициент бокового давления при разгрузке, Тогда уравнение (3) примет вид

Јо , P L H±IEJ L.SL/SI (6)

где f - коэффициент внешнего трения. Приравнивая правые части (6) и (2) получаем расчетное выражение для Р . , соответствующее нормативному течению процесса

р „Pjc

.р , . „ .. Н 1 +4.$,- f 5

Поднимая во внимание, что SUbJt.,

(7)

(8)

ос 2 Среднее давление на верхнем пуан- соне равно давлению прессования Р, среднее давление на нижнем пуансоне равно давлению прессования за вычетом потерь на трение

н.п.

,Р „ EJLJLSL-.

v s v s

- - - № « I.

где F - сила трения при уплотнении. Подставляя значения Рь,п и Рн п в выражение (8), получим

PO-2-f.f 2).

Р-+( f )

Н,

(Ю)

Подставляя выражение (10) нение (7), получим

1533835 в уравТаблица

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу прессования порошковых материалов. Цель изобретения - повышение и стабилизация плотности материала. В процессе прессования измеряют остаточное давление на пуансоне в момент отсутствия давления на матрице. При этом изделие считают годным, когда остаточное давление на пуансоне не меньше расчетного, определенного по соотношению P_разг^.р=P(1-2^.ξ^.F^.H/D)/1+4^.ξ_р^.F^.H/D , где P_ра3г^._р - расчетное давление на пуансоне при разгрузке, когда давление на матрице равно нулю, МПа

P - давление прессования, МПа

H, D - соответственно высота и диаметр прессовки, мм

ξ, F - коэффициенты бокового давления и внешнего трения при прессовании

ξ_р - коэффициент бокового давления при разгружении. Значение остаточного давления при прессовании порошка ниобия 36,3 МПа (P=550 МПа), нитрата калия 42,8 МПа, (P=200 МПа), нитрата натрия 61,0 МПа (P=200 МПа). Плотности прессовок 5,69, 2,03 и 2,13 г/см³ соответственно, вместо 5,51, 2,01 и 2,03 по известному способу. Неравноплотность полученных образцов на @ 30% меньше, чем в известном способе. 1 ил., 3 табл.

Н

P(l-2-$-f 5 )

ГР

I +4 f5

а коЗначения величины давления прес

Н сования и отношения - задаются,

эффициенты $ . Јр отражающие свойства порошка, определяются экспериментально. Методы определения указанных констант известны.

i

Пример 1. При прессовании серии образцов из порошка ниобия высотой 25 мм и диаметром 15,9 MI. давлением 550 МПа предварительно определяют коэффициенты , 1 и f, отражающие свойства порошка ниобия. При этом устанавливают, что ф 0,43; ,69, ,57.

На основании полученных данных определяют по формуле (1) расчетное

давление на пуансоне Р,

ряуг.р

в момент

отсутствия давления на матрице, соответствующее нормальному течению процесса прессования

.f 36,3 МПа.

В табл.1 приведены значения Средней плотности и разноплотности образцов, полученных по известному и предлагаемому способам

Таблица 1

Пример 2. По зависимости (1) определяют давление Рроы-, для нитратов калия и натрия, при давлении прессования 200 МПа. В результате прессе- 55 вания образцов размера примера I получают изделия с меньшим значением разноплотности. Результаты представлены в табл„2 и 3.

а ко10

15

20

0

Формула изобретения Способ прессования порошковых материалов, включающий приложение давления к порошковому материалу, замер давления на пуансоне и матрице и сравнение его с расчетным, отличающийся тем, что, с целью повышения и стабилизации плотности материала, измеряют остаточное давление на пуансоне, в момент отсутствия дав- 5 ления на матрице, при этом остаточное давление на пуансоне должно быть не меньше расчетного, определенного по соотношению

40

pOj -Mj) l+Mp-fF

где Р.

5

.р

0

5

$ $f

-расчетное давление на пуансоне при разгрузке, когда давление на матрице равно нулю, МПа;

-давление прессования, МПа;

-коэффициенты бокового давления при прессовании и при разгрузке соответственно;

f - коэффициент внешнего трения при прессовании;

Н и D - высота и диаметр прессовки соответственно, мм.