Способ уплотнения изделий из порошкового материала Советский патент 1992 года по МПК B22F3/14 B22F3/08 

Изобретение относится к порошкЬвой металлургии, в частности к способам уплотнения изделий из порошков изостатическим давлением и волнами сжатия.

Цель изобретения - повышение плотности изделий за счет воздействия волнами ежатия.

Сущность способа состоит в том, ;что уплотнение порошкового материала осуществляют волнами сжатия при паровом взрыве, который происходит в результате быстрого самоперемешивания уплотняющей жидкости и парообразующего жидкого агента, имеющего при введении температуру выше температуры кипения уплотняющей жидкости.

На чертеже изображена схема реализации способа уплотнения изделий порошкового материала.

Контейнер 1 из пластичного материала, заполненный порошковым материалом 2, помещают в заполненную рабочей (уплотняющей) жидкостью 3 емкость сосуда давления 4, имеющего нагреватели 5 и теплоизолирующий ко31жух 6. После этого закрывают крышку 7, емкость герметизируют, а потом подогревают. Затем иЭ контейнера 8 с клапаном 3 через крышку 7 непосредственно в рабочую жидкость 3 подают парообразующий жидкий агент с температурой выше температуры кипения рабочей жид кости, при этой температура парообразующего жидкого агента, определяемая в градусах Кельвина, выше температуры его плавления по меньшей мере на 30. П р и м е р. В емкость i заливали рабочую жидкость 3 (воду), затем помещали полиэтиленовый контейнер 1 с порошковым материалом 2 (сульфидом бария). Емкость герметизировали и нагревали до температуры ниже TeMnepa туры кипения воды Т 333 К. После этого .непосредственно в рабочую Жидкость из контейнера 8 подавали па рообразующий жидкий агент - расплав |олова при Т 673 К. 8 качестве парообразующего жидкого агента можно использовать также расплавы свинца, висмута, сплава Вуда, других легкоплавких металлов или сплаBOBj минеральное или синтетическое масло и т.д.. Количественные соотношения жидкос тей вкаждом конкретном случае могут быть подобраны экспериментально. Для этого проводится серия опытов на конкретной установке с рпр.еделеннь1М объемом уплотняющей жидкости и с раз ным количеством парообразу ощего жидк го агента. При каждом количественном соотношении .проводится уплотнение порошкового материала, после чего определяется его плотность. В результате определяется диапазон количественных соотношений смешиваемых жидкостей, при которых происходит удовлетворительное уплотнение порошкового материала. .Эти соотношения мо гут быть определены также расчетным путем.. Объем уплотняющей жидкости (воды) в цилиндрической емкости составлял 3л,- количество парообразующего жидкого агента (расплава олова) - 30 60 г, температура расплава олова была около 673 К,- уплотняющей жидкос ти - около 333 К.При этом количественном соотношении происходит стабил ное (при многократном повторении опытов), однородное и достаточно эф 74 фективное (до 0,8-0,82) уплотнение порошка сульфида бария в поли этиленовом контейнере, помещенном в емкость с рабочей жидкостью. После введения парообразующего жидкого агента в закрытой емкости происходил паровой взрыв. Под дейст.вием волн сжатия, образующихся через несколько миллисекунд, порошковый материал уплотнялся. После уплотнения контейнер с обработанным порошковым материалом удаляли из емкости, при этом относительная плотность изделия 6 0,8. С целью увеличения интенсивности волн сжатия, возникающих при паровом взрыве, перед подачей парообразующего жидкого агента в емкости создавали предварительное давление Р 0,5 МПа. В этом случае относительная плотности 0,82. В известном способе относительная плотность сульфида бария за то же: время уплотнения - 0,35. Сущндсть парового взрыва заключается в многократном, отчетливо выраженном взаимодействии в одной и той же смеси двух жидкостей. В результате каждого взаимодействия образуется прослойка между парообразующим жидким агентом и легкокипящей жидкостью, содержащая некоторое количество пара легкокипящей жидкости. Дестабилизация пленочного кипения вызывает последующее взаимодействие, вследствие чего происходит диспергирование и перемешивание двух жидкостей с характерным размером включений порядка 0,001 м, а также образование волн сжатия, распространяющихся со скоростью порядка 100 м/с. Паровой взрыв происходит с характерным временем менее 0,1 мс, при этом достигаются давления до 100 МПа и более. Эксперименты показали, что.для осуществления всех стадий парового взрыва и создания высокоэффективных волн сжатия (до 100 МПа и более) необходимо, чтобы температура, при которой вводят жидкий агентj была больше температуры его плавления по меньшей мере на 30% (в градусах Кельвина). Таким образом, использование предлагаемого способа уплотнения порошкового материала позволяет повысить плотность изделия за счет воздействия волнами сжатия.

5170851

Форм у ла изобретения

1. Способ.уплотнения изделий из ;Порощкового материала,включающий помещение порошковой заготовки в емкость сосуда давления с рабочей жидкостью, герметизацию емкости, ее нагрев и подачу парообразующего жидкого агента, отличающийся п тем, что, с целью повышения плотности изделий за счет воздействия волнами сжатия, парообразующий жидкий агент нагревают до температуры, по меньшей мере на 30 выше температуры его плавления, и подают непосредственно в рабочую жидкость.

2. Способ по п.1,о т л и ч а ющ и и с я тем, что перед подачей парообразующего жидкого агента в емкости создают давление.

Изобретение относится к способам уплотнения изделий из порошкового материала. Цель изобретения - повышение плотности изделий за счет воздейст- .!вия волнами сжатия. В емкость сосуда давления заливают рабочую жидкость