Устройство для определения характеристик сдвига и внешнего трения порошковых материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к исследованию прессования порошковых материа лов и может быть использовано в поро ковой металлургии при определении параметров сдвига и внешнего трения порошковых материалов. Известно устройство для определения характеристик сдвига и внешнего трения порошковых материалов, содержащее основание, закрепленный на нем поддон, выполненный в виде втулки, пуансон, установленный соосно поддону, взаимодействующий одним торцом с одним из торцов поддона, стержень с резьбой и гайкой на одном конце, размещенный коаксиально поддону и пуансону матрицу, охватывающую пуансон и поддон в месте их стыка, и средства регистрации fl. Однако известное устройство не определяет характеристики сдвига и внешнего трения для порошковых материалов, так как оно не позволяет создать гидростатическое давление за счет усилия пресса Цель изобретения - повышение точности . Поставленная цель достигается тем, что поддон выполнен с фланцем на конце со стороны основания, пуансон выполнен в виде двух коаксиальных втулок с фланцами на другом конце, установленных с возможностью относительного осевого перемещения, стержень выполнен ступенчатым с резьбой на среднем конце,торец ступени большего диаметра которого с торцом поддона и пуансона образует полость для размещения испытуемого материала, а фланец поддона связан с фланцем онутренней втулки пуансона резьбовым соединением. На чертеже представлено устройство, общий вид. Устройство содержит основание 1, закрепленный на нем поддон 2, выполненный в виде втулки с фланцем со стороны основания, пуансон, выполненный в виде двух коаксиальных втулок наружной 3 и внутренней k с фланцами установленных с возможность относительного перемесцения, ступенчатый стержень 5 с резьбовыми концами, матрицу 6, упорный подшипник 7 установленный на стержне 5 для уменьшения сил трения при завинчивании гайки 8, кольцевой упор 9 с шайбой 1 индикатор 11, резьбовые соединения 12 для соединения фланцев поддона 2 и наружной втулки 3 пуансона, кольцевой упор 13, тонкостенную втулку 1 с тензодатчиками 15, измеряющими усилие, затрачиваемое на внешнее трение, и тензодатчики 16, наклеенные на матрицу 6, служащие для измерения бокового давления при прессовании. Устройство работает следующим образом. Матрица 6 с находящимися в ней поддоном 2 и стержнем 5, с установленным на нем нижним упорным подшипником 7 и закрепленным с помощью гайки 8, ставится на нижний кольцевой упор 9 с шайбой 10. Затем в матрицу насыпается порошковый материал 17, вставляется составной пуансон, состоящий из наружной 3 и внутренней k втулок, верхний кольцевой упор 13 и устройство устанавливается под пресс. Пресс включается и осу ществляется прессование порошкового материала до соответствующего давления, при котором фиксируется деформация порошкового материала индикато ром 11, При достигнутых усилиях прес са и деформациях порошкового материа ла фланец наружной втулки 3 пуансона стягивается с помощью резьбового сое динения 12 с фланцем поддона, а внут ренняя втулка t пуансона стягивается с поддоном с помощью стержня, упорного подшипника 7, шайбы 10 и тайки 8. Контроль достигнутого давления в порошковом материале осуществляется по изменению деформации, которую фик сируют индикатором 11. После заверты вания гаек на стержне давленг е пресса сбрасывают, отвертывают и снимаю со стержня вместе с подшипником и шайбой нижнюю гайку. При этом порошковый материал находится в матри це в замкнутом объеме при давлении, которое было достигнуто в процессе прессования и контролируемое по деформации порошкового материала с помощью индикатора. Затем снимают нижнее упорное кольцо, а верхнее заменяется на упорное кольцо большего диаметра 13 и включается пресс. При этом осуществляется процесс сдвига части спрессованного порошкового материала, находящегося под давлением прессования между выступом стержня и внутренней втулкой составного пуансона относительно той, которая находится между поддоном и наружной втулкой пуансона в неподвижном состоянии. Когда полностью заканчивается процесс сдвига порошкового материала, то поверхность стержня, имеющая определенную шероховатость, скользит по срезанной части прессовки и реализуется процесс внешнего трения. Процесс сдвига и последующего внешнего трения записывается на диаграмму с помощью записывающего устройства, разрывной машины УМИ-5 или Р-10 . Устройство позволяет определить внешнее трение порошковых материалов в условиях чистого среза, когда поверхность среза частиц не имеет окисных пленок. Предлагаемое устройство не требует специального двухплунжерного пресса, а позволяет использовать существующее гидравлическое прессовое оборудование с одним рабочим плунжером и осуществлять определение параметров сдвига и внешнего трения порошковых материалов в широком диапазоне удельных давлений.. Формула изобретения Устройство для определения характеристик сдвига и внешнего трения порошковых материалов, содержащее основание, закрепленный на нем поддон, выполненный в виде втулки, пуансон, установленный соосно поддону, взаимодействующий одним торцом с одним из торцов поддона, стержень с резьбой и гайкой на одном конце, размещенный коаксиальнр в поддоне и пуансоне, матрицу, охватывающую пуансон с поддоном в месте их стыка, и средства регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, поддон выполнен с фланцем на конце со стороны основания, пуансон выполнен в виде двух коак