Устройство для горячего изостатического прессования изделий из порошка Советский патент 1982 года по МПК B22F3/15 B22F3/04 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА .

Г

Изобретение относится к порошковой металлургии.

Известно устройство для горячего изостатического прессования изделий из порошка, содержащее контейнер,, нагреватель, газовые баллоны ,магистрали подачи и откачки газа 1 }Г

Недостатком этой установки является низкая производитель ность, вызванная длительностью периодов вспомогательных операций-закачка и откачка инертного газа в контейнер.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для горячего изостатического прессования изделий из порошка, содержащее контейнер с пробками и уплотнениями, расположенные в полости контейнера экран и нагреватель, узел подачи жидкости и клапан сброса давления 2 .

Недостатки известного устройства состоят а следующем.

Жидкость, попадая в нагретую часть полости контейнера в результате парообразования, выплескивается в полость, неравномерно подстуживая отдельные участки обрабатываемой заготовки и нагревателя. В результате тепловых ударов в обрабатываемой заготовке (особенно если , она выполнена из материалов с низкой теплопроводностью, напри10мер из керамических материалов, ферритов и т.д.) возникают термические напряжения, которые могут привести к появлению трещин или разрушению заготовок. Циклические

15 тепловые удары могут привести к трещинам на нагревателе и преждевременному выходу его из строя.

Целью изобретения является повышение надежности установки и качест20ва изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для горючего изостатического прессования изделий из

порошка, содержащее контейнер с пробками и уплотнениями, расположенные в полости контейнера экран и нагреватель , узел подачи жидкости и клапан сброса)давления, снабжено испарителем для подаваемой жидкости.

Испаритель может быть выполнен в виде кольца из пористого материала, расположенного в контейнере со стороны узла подачи жидкости в контакте с нагревателем.

На чертеже изображено устройство. Устройство состоит из водоохлаждаемого контейнера 1, к которому крепятся нижняя 2 и верхняя 3 пробки. В нижней пробке 2 выполнены одно отверстие k для подачи жидкости высокого давления и два отверстия 5 для уплотнений токовводов Ь, нагревателя 7. В качестве нагревателя 7 может быть использован индуктор или нагреватель сопротивления. Нижняя пробка 2 выполнена ступенчатой для размещения в ней испарителя В. В качестве испарителя 8 может быть использована пористая деталь, закрепленная на нижней пробке 2. В нижней пробке выполнена кольцевая канавка 9 обеспечивающая распределение жидкости по торцу нижней проб ки 2. Для предотвращения чрезмерного нагрева внутренней стенки контейнера 1 и верхней пробки 3 используется экран 10. Нагреватель 7 должен обеспечивать не только поддержание температуры обрабатываемого материала в процессе компактирования, но и поддержание температуры контейнера 1, участков пробок 2 и 3, обращенных к рабочей полости контейнера 1, акрана 10 и испарителя 8 выше критическо температуры. Если в качестве легкокипящей жидкости использовать воду, то ее критическая температура, т.е. температура, при которой жидкость находится в парообразном состоянии при любом давлении, составляет Следовательно, нагрев всех деталей, обращенных к рабочей полости, должен составлять i 00-450°C.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении верхняя пробка 3 и экран 10 сняты. В полость контейнера 1, нагретую до температуры выше критической, подается нагретый обрабатываемый материал. Экран 10 и верхняя пробка 3 устанавливаются

в контейнер 1. Через отверстие i в нижней пробке 2 подается жидкость высокого давления. Поскольку испаритель 8 также нагрет дотемпературы, превышающей критическую, жидкость, проходя его, превращается в пар. При дальнейшем нагреве пара давление в рабочей полости контейнера 1 повышается.

Для улучшения работы уплотнений в контейнер- 1 вблизи уплотнений располагаются водоохлаждаемые ка - навки. В результате местного охлаждения пар, попадающий в зазор между контейнером 1 и пробками 2 и 3, превращается в жидкость, что обеспечивает более надежную работу уплотнений. Зазоры между контейнером 1 и пробками 2 и 3 обеспечивают удержани жидкости в зазорах благодаря силам поверхностного натяжения.

Количество подаваемой жидкости в контейнер зависит от требуемого давления, которое нужно получить в рабочей полости контейнера. Например, пр использовании в качестве легкокипящей жидкости воды для получения давления 4000 кгс/см при температуре обрабатываемого материала 1100 С и средней температуре пара 700 С объем подаваемой воды составляет примерно 0,3 свободного объема рабочей полости контейнера, т.е. объема рабочей полости контейнера за вычетом объема обрабатываемого материала, экрана и разделителя.

Таким образом, качество изделий улучшается за счет предотвращения тепловых ударов, а надежность устройства повышается в связи с более плавным повышением давления в контейнере.

Формула изобретения

59332516

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- Источники информации, ю (Ц е ё с я тем, что испаритель вы- принятые во внимание при экспертизе 4лолиен в йиде кольца из пористого 1, Авторское свидетельство СССР материала, расположенного в контейне- If , кл, В 22 F З/, 1972. ре со стороны узла подачи жидкости 5 2.Патент Великобритании НЙ09 10 в контакте с нагревателем.«л. В 5 А, опублик.1975 (прототип).