Способ изготовления прутков из спеченных тугоплавких металлов Советский патент 1982 года по МПК B22F3/20 B21C23/08 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКОВ ИЗ СПЕЧЕННЫХ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ

1

Изобретение относится к порошковой металлургии.

Известен способ изготовления изделий из спеченных тугоплавких металлов, включающий формование брикета, предварительное низкотемпературное спекание при температуре, составляющей 0,3-0,5 температуры плавления с выдержкой 4-8 ч, высокотемпературное спекание при температуре, составляющей 0,5-О,8 темпе- ратурь плавления в течение 12-30 ч, сварку брикета и его деформирование инструментом ударного действия .

К недостаткам известного способа относится.

из брикета со стенкой в 35 мм общее время составляет 22-45 ч, в то же вреся количество проходов на этапе деформации колеблется в интервале 4-12.

10 образование безвозвратных летучих окиолов возрастает с увеличением длины полу фабрикатов. Общий расход металла в виде безвозвратных отходов .окислов составляет .10-20%.

15

20 ков на границе приложения нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ кзготрвле ния прутков из спеченных тугоплавких металлов, вкгаочающий формирование квадратной в поперечном сечении .заготовки из порошка, предварительное спекание и деформирование заготовки черюз коническую матрицу 2j. Деформирование заготовки осущест1 ляют гвдроэкструзией с использованием давлений рабочей жидкости, составляющих 1О-12 кбар. 1едостатки этого способа состоят в следующем.: 1.Процесс гидроэкструзии требует сложного аппаратурного оформления приспособлений для создания значительного (1О-12 кбар) давления, резервуаров и трубопроводов для подачи жидкоо ти в контейнер, уплотнений и тому подобных приспособлений. 2.Известный способ обладает низкой производительностью из-за длительности и сложности подготовительных операций к процессу гидроэкструзии. Целью изобретения является повышени производительности, упрощение процесса и его аппаратурного оформления. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления прутков из спеченных тугоплавких металлов, включа щем формование квадратной в поперечном сечении заготовки из порошка, предварительное спекание и деформирование заготовки через коническую матрицу, деформирование осуществляют путем выдавлимния заготовки пуансоном с ко:эффшлиентом вытяжки 10-20. Сущность способа заключается в сл&дующем. Сформированный брикет из порощка туг оплавкого мет.алла подвергают предва рительному низкотемпературному спекани .после чего осуществляют однократную де формацию полученной таким образом ква ратной в поперечном сечении заготовки через матрицу на прессе, при этом на входном участке инструмента скольжения преимущественной деформации подвергаются угловые зоны заготовки, что можно осуществить с помощью матрицы, входной участок, которой имеет гладкую коническую поверхность. Деформацию заготовки проводят с коэффициентом вытяжки /J , равным 10-20. Предложенный способ позволяет повысить производительность процесса производства прутков из спеченных тугор плавких металлов за счет сокращения вр мени на подготовительные операции. Кро ме того, экструзия заготовки при // 1 10-20 через круглую коническую матрицу, которая приводит к преиму.-. щественной на входном участке матрицы деформации угловых зон заготовки, позволяет по принципу ковочного креста доуплотнить осевую зону заготовки и учасГков, прилегающих к ее боковым стенкам, тем самым повысив качество экстру- (дированных изделий за счет более равномерного распределения плотности по длине и сечению прутков. Плотность готовых прутков при использовании предложенного способа, как показали данные экспериментальных исследований, близка к теор тической, градиент плотности периферийных слоев и центра изделия не превыщает 2%. Кроме того, однократная экструзия через матрицу исключает дискретность деформации по д;1ине обрабатываемой заготовки, позволяет интенсифшгаровать проработку исходной структуры за счет увеличения допустимой предельной деформации. Выбор интервалов вытяжек при дефор мации обусловлен тем, что при // 10 не происходит уплотнения недоуплотнен- ных зон исходных заготовок, что приводит к неоднородному распределению плотности в готовом изделии и снижению качества изделий. При повышетш коэффициента вытяжки /С(7 20 происходит, как показали экспериментальные иоследования, разрушение угловых зон, а затем и поверхности изделий, зна« итель ное деформационное упрочнение материала, что при ограниченной пластичности металла приводит к инерционному разрушению прутков. Однократная экструзия заготовки через матрицу в интервале вытяжек /У 1020 позволяет получать высококачественные прутки с однородным по сечению распределением плотности, высоким качеством поверхности и механическими свойствами. Пример. Квадратную заготовку из молибдена марки МЧ со стенкой 20 мм, полученную формованием и по- . следующим {гизкотемпературным спеканием с общим временем 4 ч экструдировали пуансоном на прессе усилием 10000 кн через круглую коническую матрицу с коэффициентом вытяжки 10, 15 и 20. Предварительный нагрев штабика производили при температуре, равной 12 50 с.

Металлографический анализ и результаты изучения плотности по длине и с&чению прутков показал, что плотность распределена равномерно, структура полностью и однородно продеформирована, микродефектов обнаружено не было. Визуальный осмотр прутков не выявил на поверх||ости прутков микродефектов. Разница в плотности по сечегапо прутков не превышает 2%.

Последующую прокатку , в многовалковых калибрах проводили с обжатием за проходJE. 20-23%, при этом дефектообразования на поверхности прутков и по сечению не наблюдалось. Материал об ладал повышенной пластичностью ( (Г 46%), а расход металла в виде летучих угарных .окислов достигал 3-4%.

За базовый вариант принят способ получения прутков, осуществляемый ков- кой квадратных штабиков в подкладных бойках и последующей ротащюнной ковкой. Предлагаемый способ позволяет в сравнении с базовым повысить производительность процесса в 3-10 раз, повысить качество готовых продуктов.

Ожидаемый экономический эффект от его использования составит 223,3 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ изготовления пр утков нз спеченных тугоплавких металлов, включающий формование э квадратной в поперечном сечении заготовки кз порошка, предварительное спекание и деформирование заготовки через ко1тческую матрицу, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, упрощения процесса и его аппаратурного оформления, деформирова1ше осуществляю путем выдавливания заготовки пуансоном с коэффициентом вытяжки 10-20.

, Источники инфор 1ации, принятые во внимание при экспертизе

2.Там же, с. 213 (прототип).