Способ изготовления длинномерных изделий из порошка Советский патент 1982 года по МПК B22F3/14 B22F3/18 

(5) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА

I

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения порошковых осесимметричных длинномерных изделий.

Известен способ изготовления порошковых осесимметричных длинномерных изделий, включающий засыпку порошка в оболочку, уплотнение порошка в оболочке и последующее спекание сформованной заготовки 1.

К недостаткам этого способа относится необходимость применения значительной величины усилия уплотнения порошка и в соответствии с этим относительно низкая производительность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий засыпку в оболочку порошка, уплотнение его обкаткой по винтовой линии с подачей обкатывающего органа за один оборот на величину, не превышающую ширину его калибрующей части, и спекание 21 .

Недостатком известного способа является то, что изделия, полученные этим способом, обладают относительно низкой плотностью и прочностью. Кроме того, труднопрессуемые порошки требуют значительной величины усилия уплотнения и дополнительного спекания перед удалением оболочки, что

10 снижает производительность процесса.

Цель изобретения - повышение производительности процесса, плотности и прочности получаемых изделий.

15

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем засыпку порошка в оболочку и уплотнение его обкаткой по винтовой линии с подачей обкатывающего органа

20 за один оборот на величину, не превышающую ширину его калибрующей части, при обкатке осуществляют нагрев зоны уплотнения до температуры спе90кания при ширине участка нагрева, определяемой из соотношения В S п-Т, где В - ширина участка нагрева, мм; S - величина подачи обкатывающего органа, мм/об; п - скорость вращения, об/мин; t - время, необходимое для прогрева зоны уплотнения, мин, Сущность способа заключается в следующем. В осесимметричную оболочку из материала, имеющего температуру начала рекристаллизации ниже температуры спекания порошка, засыпают порошок (при изготовлении изделий типа втулок по центру оболочки устанавливают формообразующий стержень), устанавливают на станке, например, токарном нагревают зону уплотнения до темпера туры спекания порошка при ширине В участка нагрева, не менее произведе-о ния величины S подачи, скорости п вращения и времени I, необходимого для прогрева зоны уплотнения (В S- п-Т). Затем оболочку с порошком вращают и уплотняют порошок обкаткой оболочки по винтовой линии с подачей обкатывающего органа за один оборот на величину, не превышающую ширину его калибрующей части. После этого, при необходимости, удаляют оболочку (при изготовлении изделий типа втулок удаляют также стержень). При ширине участка нагрева, менее произведения подачи скорости вращения и времени, необходимого для прог рева зоны уплотнения порошок не .успе вает прогреться и на заготовке обра13уются неуплотненные зоны. Пример 1. В оболочку из стали 08КП цилиндрической формы засы пают порошок марки КХН-15 сборку устанавливают на токарном станке 1К62. На суппорте станка концентрично заготовке последовательно устанав ливают обкатывающее устройство с шириной калибрующей части мм и индук тор ТВЧ шириной В 16 мм и нагревают очаг уплотнения до 1270°С в течение 3 мин. Затем оболочку с порошком вращают со скоростью 315 об/мин и уплотняют усилием 55 кг/см обкаткой по винтовой линии с подачей обкатывающего органа 0,11 мм/об. Режим об4катки выбирают из условия выполнения оотношения В S S-n-t 0,11 315-3 10,Ь мм. После обкатки удаляют оболочку и поЬучают изделие длиной 700 мм, диаметром 50 мм, плотностью 99,2 и прочностью на изгиб 6if кг/мм. Времй изготовления одной детали составляет 1,3 ч, Аналогичное изделие, изготовленное -по известному способу, имело плотность после спекания 35% и прочность на изгиб 5 кг/мм2, причем усиие обкатки составляло 250 кг/см, а время изготовления одной детали 6,3ч. Пример 2. В цилиндрическую оболочку из алюминия по центру помещают, шестигранную формообразующую оправку из стали 5ХНИ и засыпают порошок алюминия в зазор между оболочкой и оправкой. Затем сборку устанавливают на токарном станке 1Кб2, На суппорте станка концентрично Зиготовке i последовательно закрепляют обкатываю щее устройство с шириной калибрующей части 10. мм и индуктор ТВЧ шириной Б 16 мм, и нагревают очаг уплотнения до в течение 0,8 мин. Оболочку с порошком вращают со скоростью 1бО об/мин и уплотняют усилием 23 кг/см обкаткой по винтовой линии с подачей обкатывающего органа 0,08 мм/об. Указанные режимы обеспечивают выполнение условия В S-n-T О, 084-160-0, С,8 мм. После обкатки удаляют формообразую1цую опра.вку. Получается изделие диаметром 5 мм, длиной 300 мм с анутранним шестигранным каналом 25 мм, плотностью 99,8% и прочность.ю на растяжение 15,6 кг./мм-. Время изготовления одной детали составляет 0,5 ч. При изготовлении аналогичных изделий известным способом получают плотность 88,6%, а предел прочности ,2 кг/мм при усилии, уплотнения 68 кг/см и времени изготовления одной детали 1,2 ч. Предложенный способ позволяет получать длинномерные изделия из порошка марки КХН-15 с плотностью 99,2% и прочностью на изгиб 6k кг/мм при усилии обкатки 55 кг/см- и времени изготовления одной детали 1,3 ч, а из порошка алюминия с плотностью 99,В% и прочностью на растяжение кг/мн при усилии обкатки

25 кг/см и времени изготовления одной детали 0,5 м, в то врегя как известным способом получают изделия из порошка КХН-15 с плотностью после спекания SS% и прочностью 5 кг/мм при усилии обкатки 2бО кг/см и времени изготовления одной детали 6,3ч, а из порошка алюминия с плотностью 88,6% и прочностью на растяжение k2 кг/мм при усилии обкатки 68 кг/ см и времени изготовления одной детали 1,2ч.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным (он же является базовым) позволяет повысить производительность процесса в 2,4 ,8 раза плотность на k,2 - 11,2% прочность в 1,4 - 3,7 раза и снизить усилие обкатки в 2,7 ,7 раза, а также исключить операцию дополнитель ного спекания.

Формула изобретения

Способ изготовления длинномерных изделий из порошка, включающий засыпку порошка в оболочку и его уплотнение обкаткой по винтовой линии с подачей обкатывающего органа за один оборот на величину, не превышающую ширину его калибрующей части, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, плотности и прочности получаемых изделий, при обкатке осуществляют нагрев зоны уплотнения до температуры спекания при ширине участка нагрева, определяемой из соотношения

В s-n-i,;

где 8 S

ширина участка нагрева, мм; величина подачи обкатывающего органа, мм/об; скорость вращения, об/мин;

п 1 - время, необходимое для прогрева зоны уплотнения, мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 660780, кл. В 22 F 3/12, 1977.