СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1995 года по МПК B22F3/14 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления изделий из твердых сплавов на основе тугоплавких соединений, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с прессованием.

Целью изобретения является увеличение выхода годных изделий и расширение технических возможностей за счет изготовления изделий различных типов.

Это достигается тем, что в способе изготовления изделий из порошковых материалов, включающем прессование основного брикета из экзотермической смеси и дополнительно брикета из экзотермической смеси с температурой и скоростью горения не ниже температуры и скорости горения основного брикета, помещение основного и дополнительного брикетов в матрицу, инициирование реакции горения и горячее деформирование поверхности дополнительного и/или основного брикета активируют фрикционным воздействием с усилением 0,05-20 кг/см², а инициирование горения осуществляют в активированном слое. Кроме этого дополнительный брикет выполняют из тех же химических компонентов, что и основной, а также инициирование горения осуществляют за счет фрикционного воздействия на поверхность брикета до воспламенения смеси.

Сущность изобретения заключается в следующем: перед инициированием реакции горения поверхности дополнительного и/или основного брикета активируют фрикционным воздействием при давлениях нормального прижатия от 0,05 до 20 кг/см². Воздействие трущейся поверхности можно осуществлять как перед помещением брикета в матрицу, так и в самой матрице. При этом скорость распространения волны горения по поверхности активированного слоя в 5-10 раз превышает скорость распространения волны горения по поверхности неактивированного брикета. Это уменьшает время сгорания шихтовой заготовки, что особенно важно при получении крупногабаритных изделий, т. к. при уменьшении времени горения шихты уменьшается градиент температур в шихтовой заготовке, что в свою очередь снижает термические напряжения в готовых изделиях и исключает их растрескивание. Благодаря тому, что по всему образцу при активированной поверхности создается равномерный фронт горения, снижается образование микродефектов в результате термических напряжений. Кроме того, при изготовлении брикетов из тех же элементов, что и основное, исключается загрязнение материала изделий другими элементами.

При определенных давлениях прижатия превышается температура в поверхностном слое брикета и инициирование реакции горения в экзотермической смеси осуществляют за счет тепла, выделившегося в результате воздействия трением, исключая установку спирали поджога, что расширяет технологические возможности способа и позволяет получить бездефектные изделия.

На чертеже изображена установка для активирования поверхности шихты.

П р и м е р 1. Изготовление цилиндрической штамповой вставки диаметром 88 мм и высотой 30 мм из безвольфрамового твердого сплава. Шихта 1, состоящая из 11,3 мас. бора и титана остальное, помещается в рабочую камеру пресс-формы 4, установленной на рабочем столе пресса 8. Пуансоном пресса шихту уплотняют до относительной плотности 0,6-0,7, тем самым получают основной брикет шихты. Затем пуансон отводят вверх, а в камеру вводят до соприкосновения с шихтой стальной диск 2, соединенный ременной передачей 5 с двигателем 7. Двигатель, диск и платформа для пригруза размещена на поворотной раме 5 специальной установки. На платформе располагают грузы 3, обеспечивающие давление диска на шихту (в случае примера 1 равное 2 кг/см²). Затем вращают металлический диск со скоростью 120 об/мин а активируют поверхность шихтовой заготовки. После отводят диск и укладывают на брикет газопроницаемый слой (угольная ткань) с отверстиями диаметром 5 мм и шагом 25-50 мм. Сверху слоя помещают шихту, состоящую из титана 64 мас. углерода 16 мас. и железа 20 мас. Ее также уплотняют до 0,6-0,7 прессом, получая таким образом дополнительный брикет. Поверхность дополнительного брикета активируют при тех же условиях, что и основного. Затем на активированном слое располагают спираль поджога, слой термоизоляции, подводят пуансон пресса до соприкосновения с термоизоляцией, воспламеняют дополнительный брикет и после сгорания основного брикета проводят и выдержку под давлением.

Готовое изделие выпрессовывают из рабочей камеры пресс-формы выталкивателем 9 и помещают остывать в песок.

П р и м е р ы 2-8. Проведены по методике примера 1.

П р и м е р ы 5-7. Указывают на расширение технологических возможностей при использовании предлагаемого способа в части получения малогабаритных изделий. В этих примерах инициирование выполняют за счет воспламенения шихты трением. Получение таких изделий в условиях аналога и прототипа невозможно.

Сущность: прессуют основной брикет экзотермической смеси пуансоном в матрице и его поверхность активируют фрикционным воздействием с помощью вращающегося диска. Поверх основного брикета засыпают шихту экзотической смеси, у которой температура и скорость горения не ниже, чем у основного брикета, и прессуют дополнительный брикет. Активируют поверхность дополнительного брикета фракционным воздействием, устанавливают пуансон, воспламеняют дополнительный брикет и после нового брикета осуществляют выдержку под давлением. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий прессование основного брикета из экзотермической смеси и дополнительного брикета из экзотермической смеси с температурой и скоростью горения не ниже температуры и скорости горения основного брикета, помещение основного и дополнительного брикетов в матрицу, инициирование реакции горения и горячее деформирование, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных изделий и расширения технологических возможностей за счет изготовления изделий различных типов, поверхности дополнительного и/или основного брикета активируют фрикционным воздействием с усилием 0,05 20 кг/см², а инициирование горения осуществляют в активированном слое. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный брикет выполняют из тех же химических компонентов, что и основной. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инициирование горения осуществляют за счет фрикционного воздействия на поверхность брикета до воспламенения смеси.