SU1016075A1 - Device for manufacturing metallic fibers - Google Patents

Abstract

1 .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, выполненное в виде деформирующих элементов, снабженных индивидуальными приводами и установленных с зазором между их рабочими порерхност ми, причем один из элементов выполнен в виде валка, от л и ч а ю-щ е е с   тем, что, Q целью повышени  механической прочности полученных волокон, второй де |юрмирующий элемент выполнен в виде диска , причем оси в{эащени  валка и Диска расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х, а валок установлен с возможностью поворота относительно оси вращени  диска. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что поверхность г валка выполнена конической или цилинд-рической .1. A DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF METAL FIBERS, made in the form of deforming elements, equipped with individual drives and installed with a gap between their working porhrhnosti, moreover, one of the elements is made in the form of a roll, so that , Q in order to increase the mechanical strength of the fibers obtained, the second element is made in the form of a disk, with the axes in the {roll and the disk being located in mutually perpendicular planes, and the roller is installed with the possibility of rotation relative to the axis Disc drive. 2. The device according to claim 1, about tl and h and y it with the fact that the surface g of the roll is made conical or cylindrical.

Description

3)3)

s|s |

СПSP

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к получению металлических волокон путем деформации сферических порошков.The invention relates to powder metallurgy, in particular the production of metal fibers by deforming spherical powders.

Известно устройство дл  получени  металлических волокон, включающее прокатно-волочильное оборудование дл  получени  тонкой проволоки и приспособление дл  измельчени  указанной проволоки на индивидуальные волокна l.A device for producing metallic fibers is known, comprising rolling-drawing equipment for producing fine wire and a device for grinding said wire into individual fibers l.

Недостаток данного устройства низка  производительность, обусловленна  необходимостью достижени  значительной выт жки материала при получении тонкой проволоки.The disadvantage of this device is low productivity, due to the need to achieve a significant stretch of material in obtaining thin wire.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  изготовлени  металлических волокон, выполненное в виде деформирующих элементов , снабженных индивидуальными приводами и установленных с зазором между их рабочими поверхност ми, причем один из элементов выполнен в виде валка, а второй - в виде плоского Опорного башмака, снабженного бесконечной лентой I 2 .The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for the manufacture of metal fibers, made in the form of deforming elements, equipped with individual drives and installed with a gap between their working surfaces, and one of the elements is made in the form of a roll, and the second - as a flat Support shoe fitted with an endless belt I 2.

Однако известное устройство характеризуетс  низкой механической прочностью полученных волокон, котора  обусловлена отсутствием сдвига их поверхностных слоев в процессе деформации .However, the known device is characterized by a low mechanical strength of the obtained fibers, which is due to the absence of a shift of their surface layers in the deformation process.

Цель изобретени  - повышение ме- ханической прочности полученных волокон .The purpose of the invention is to increase the mechanical strength of the fibers obtained.

Дл  достижени  указанной цели в устройстве дл  изготовлени  металлических волокон, выполненном в виде деформирующих элементов, снабженных индивидуальными приводами и установленных с зазором между их рабочими поверхност ми, причем один из элементов выполнен в виде валка, второй деформирующий элемент выполнен в виде диска, причем оси вращени  валка и диска расположены во взаимно перпендикул рных плоскост х, а валок установлен с возможностью поворота относительно оси вращени  диска.To achieve this goal in a device for the manufacture of metal fibers, made in the form of deforming elements, equipped with individual drives and installed with a gap between their working surfaces, one of the elements made in the form of a roll, the second deforming element made in the form of a disk, and the axis of rotation The roll and disc are arranged in mutually perpendicular planes, and the roll is arranged to rotate relative to the axis of rotation of the disc.

При этом поверхность валка выполнена конической или цилиндрической.The surface of the roll is made conical or cylindrical.

На фиг.1 показана кинематическа  схема устройства, с коническим валком; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.Т; на фиг. - кинематическа  схема устрой ства, с цилиндрическим валком; наFigure 1 shows the kinematic diagram of the device, with a tapered roller; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z section bB in fig.T; in fig. - kinematic scheme of the device, with a cylindrical roll; on

фиг.5 разрез В-В на фиг.; ни фиг.6разрез Т-Г на фиг..FIG. 5 is a section bb of FIG. neither fig.6 section TG in fig ..

Устройство включает в себ  -валок 1, с конической или цилиндрической рабочей поверхностью и диск 2 с торцевой рабочей поверхностью. Валок и диск установлены с одинаковым по всей длине зазором между рабочими поверх„ ност ми. Длина валка должна быть меньше длины радиуса в св зи с тем, что на оси диска окружна  скорость равна нулю. Валок 1 и диск 2 установлены с возможностью их вращени  и соединены с приводами, в качестве которых исполь зованы электродвигатели 3 и k посто нного тока. В рабочем зазоре помещена заготовка - порошкова  частица сферической формы.The device includes rolls 1, with a conical or cylindrical working surface and a disk 2 with an end working surface. The swath and the disc are installed with the same gap along the entire length between the working surfaces. The length of the roll must be less than the length of the radius due to the fact that the circumferential speed on the disk axis is zero. The roller 1 and the disk 2 are mounted with the possibility of their rotation and connected to the drives, in which the electric motors 3 and k of the direct current are used. In the working gap is placed the billet - a powder particle of spherical shape.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Заготовка (частица порошка) за счет вращени  валка Т с меньшей окружной скоростью У«(фиг.2 и 5), чем окружна  скорость подающего диска 2V2 зат гиваетс  в зону деформации. Заготовка 5 получает вращательное движение за счет приложени  окружных, скоростей V и V2 к противоположным концам ее диаметра и наличи  скорости дискаThe billet (powder particle) due to the rotation of the roll T at a lower peripheral speed U "(Figures 2 and 5), than the circumferential speed of the feeding disk 2V2, is drawn into the deformation zone. The workpiece 5 receives a rotational motion due to the application of circumferential speeds V and V2 to the opposite ends of its diameter and the presence of the speed of the disk.

V-j 0. при условии V,, что обеспечивает наличие пары сил. Число обкатываний заготовки при перемещений через.зону Деформации (через сужающийс  зазор) зависит от соотношени  окружных скоростей дивка и валка. При А V заготовка не перемещаетс  через зону деформации, так как зат гивающее действие от скорости У-, равно выталкивающему действию от скорости V . V-j 0. under the condition V ,, which ensures the presence of a pair of forces. The number of rolling of the workpiece during movement through the Deformation zone (through a narrowing gap) depends on the ratio of the peripheral velocities of the divka and the roll. When A V, the workpiece does not move through the deformation zone, since the pulling action from the velocity Y- is equal to the pushing action from the velocity V.

0 Экспериментально устанс влено, что оптимальна  величина окружной скорости валка 1 дл  перемещени  заготовки через зону деформации состаал ет О,8..,О,9 окружной скорости подающего0 It was experimentally established that the optimum value of the peripheral speed of the roll 1 for moving the workpiece through the deformation zone was O, 8 .., O, 9 the peripheral speed of the feed

5 диска 2. При перекатывании заготовки через зону деформации формируютс  цилиндрические волокна с диаметром, определ емым величиной минимального зазора между рабочими поверхност ми5 disk 2. When rolling the workpiece through the deformation zone, cylindrical fibers are formed with a diameter determined by the minimum gap between the working surfaces.

0 валка и диска.0 roll and disk.

На формируемое в процессе деформации заготовки цилиндрическое волокно действуют различные окружные скорости на его противоположных торцах The cylindrical fiber formed during the deformation of the workpiece is affected by various peripheral velocities at its opposite ends

5 (фиг.2 И.5) с одной стороны и V У V (фиг.З и 6) с другой стороны. Дл  схемы по фиг.4 и 6 Vf у . Так как разность скоростей V. одного торца волокна не равна разности скорое 3 10 тей Vj- V/ е другой стороны (в данном случае меньше), то при перекатывании волокна происходит сдвиг его поперечных слоев (закручивание), что обеспечивает повышение его механической прочности. Отличие устройства (фиг.1) от устройства (фиг.)состоит в том, что изменение разности окружных скоростей ( V,) па длине зоны деформации коническогр валка меньше, чем по длине зоны деформации цилиндрического валка что важно при обра ботке материалов различной пластичности в св зи с возможностью регулировани  величины за - . - - .. .. . г . . кручивани  волокон. При p6pa6ofKe пластичных материалов цилиндрический валок (фиг.Л) устанавливают таким образом, чтобы окружные скорости диска и валка были равны в среднем поперечном сечении валка. В этом случае максимальное закручивание достигаетс  на противо; положных концах валка. Закручивание врл i ко  за счет разности окружных скоростей V/j и У можно увеличить, перемеща  цилиндрический валок влево или впра1во вшеописанного положени , как это обозначено пунктиром на фиг.. При обработке малопластичныХ материалов конический валок (фи г.1) устанавливают в средней части радиуса дирка, а наитбольшие и наименьшие диагметры конуса выбирают, соответственно из /слови} равенства окружных скороетей V;, V) и V2. V В этом случае (закручивание по всей длине зоны дефррмации конического валка ocTicyTCTBy ет в св зи с равенством окружных ско- ..-- - . :.-.-... ррстей. Перемещением, конического; валка из описанного среднего положени  к центру или к краю диска добиваютс  рассогласовани  6кружн14х скорностей U| - VT. Vj, т е. закручивани  волокОн . Величина закручивани  тем боль ше, чем ближе к центру диска находитс  меньший диаметр конуса или к краю диска - больший диаметр. 75 Ниже приведены результаты опробовани  одного из вариантов экспериментального устройства дл  изготовлени  металлических волокон из сферическЬго порошка железа Валок конической формы dBt,100MM и d6 120 мм длиной 100 мм вращают с частотой 90 об/мин. При этом диск диамет|ром 00 мм вращают с часто-: той ТОО об/мин, При установке наименьшего диаметра валка на рассто нии 50 мм от оси диска окружные скорости диска и валка на противоположных концах валка равны соответственно Удцрр. 0,26 м/с ... .j -«.-дП . fc - - и VOKPP -0.78 м/с, 0,7 м/с и VoKp«2 °56 м/с. Разность окружных скоростей валка и диска при вершине валка и его основании равна примерно 0,2 м/с, т.е. закручивание отсутствует. При установке наименьшего диаметра валка на рассто нии 75 мм от- оси диска , окружные скорости диска и валка; на противоположных концах валка равны соответственно 0,39 м/с и . M/C, 0,7 м/с и Voitpei° 5 т.е.разности окружных скоростей при вершине валка и основаНИИ , соответственно, равны 0,08 м/с и 0,3б м/с ,т.е. закручивание происходит. Полученные по этим режимам (закручиванием и без закручивани ) волокна, диаметром 60 мкм и длиной 80-500 мкм, используют дл  изготовлени  спрессованных образцов, диаметром 10 мм и высотой 30 мм (относительна  плотность равна О,87).Образцы из волокон, изготовленных без закручивани , обеспечивают средние допускаемые напр жени  . - . - ... « . . П. : 2. лл изгиба, равные 106,8 кг/см а образцы из волокон, Изготовленных с закручиванием , обеспечивают напр жени  изгиба на 1:1,% превышакицие вышеприведенные значени . . Таким образом, п(зименёние предлагаемрго устройства обеспечивает повышение механической прочности металлических вЬлокон.5 (FIG. 2, I.5) on the one hand, and V Y V (FIG. 3 and 6) on the other hand. For the circuit of FIGS. 4 and 6, Vf y. Since the speed difference V. of one fiber end is not equal to the speed difference of 3 10 tei Vj-V / e of the other side (less in this case), as the fiber rolls, its transverse layers shift (twist), which increases its mechanical strength. The difference between the device (Fig. 1) and the device (Fig.) Is that the change in the difference in circumferential speeds (V,) on the length of the deformation zone of the tapered roller is less than the length of the deformation zone of the cylindrical roll, which is important when processing materials of different ductility in connection with the possibility of regulating the magnitude of the -. - - .. ... g. . spinning fibers. With p6pa6ofKe plastic materials, a cylindrical roll (FIG. L) is set so that the peripheral speeds of the disk and the roll are equal in the middle cross section of the roll. In this case, the maximum twisting is achieved on the counter; positive ends of the roll. The torsional curl i ko due to the difference in circumferential speeds V / j and Y can be increased by moving the cylindrical roller to the left or right of the position described above, as indicated by the dotted line in FIG. When processing low-plastic materials, the tapered roller (fig. D) is set in the middle part the dirk radius, and the largest and smallest cone diameters are chosen, respectively, from / words} the equality of the district velocities V;, V) and V2. V In this case (twisting along the entire length of the deflection zone of the tapered roll ocTicyTCTBy due to the equality of district speeds ..-- -.:.-.-... rstsey. Displacement, tapered; roll from the described middle position to the center or to the edge of the disk, a discrepancy of 6 speeds U | - VT. Vj is achieved, i.e. the fiber is twisted. The greater the closer to the center of the disk, the smaller the diameter of the cone or the edge of the disk - the larger the diameter. of the options experimental device for izg production of metal fibers from spherical iron powder Roller of conical shape dBt, 100MM and d6 120 mm long 100 mm rotate with a frequency of 90 rpm. At the same time, a disk with a diameter of 00 mm rotates with frequent: that LLP rpm, at the smallest the roll diameter at a distance of 50 mm from the disk axis; the circumferential speeds of the disk and the roll at opposite ends of the roll are respectively Odrr. 0.26 m / s ... .j - ". dop. fc - - and VOKPP -0.78 m / s , 0.7 m / s and VoKp “2 ° 56 m / s. The difference in circumferential velocities of the roll and disc at the top of the roll and its base is approximately 0.2 m / s, i.e. no curl. When the smallest roll diameter is set at a distance of 75 mm from the disk axis, the circumferential speeds of the disk and the roll; at opposite ends of the roll, they are equal respectively to 0.39 m / s and. M / C, 0.7 m / s and Voitpei ° 5, i.e. the differences in peripheral velocities at the apex of the roll and the base of the NI, respectively, are 0.08 m / s and 0.3b m / s, i.e. twisting occurs. The fibers obtained in these modes (by twisting and without twisting) with a diameter of 60 µm and a length of 80-500 µm are used to make pressed samples with a diameter of 10 mm and a height of 30 mm (relative density is equal to O, 87). Samples of fibers made without twist, provide average allowable stress. -. - ... ". . P.: 2. LL of bending, equal to 106.8 kg / cm, and samples from fibers, made with twisting, provide bending stress by 1: 1,% higher than the above values. . Thus, n (the wintering of the proposed device provides an increase in the mechanical strength of the metal clocks.

А3ffeffyj7 (aA3ffeffyj7 (a

pggsg Tpggsg T

S фуг,1 S fug, 1

t - / -vt - / -v

yy

фуг.fug.

f ff f

Claims (2)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕ’ НИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКОН, выполнен ное в виде деформирующих элементов, снабженных индивидуальными приводами и установленных с зазором между их рабочими порерхностями, причем один из элементов выполнен в виде валка, от л и ч а ю·щ е е с я тем, что, ς целью повышения механической прочности полученных волокон, второй деформирующий элемент выполнен в виде дис- ► ка, причем оси вращения валка и Диска расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а валок установлен с возможностьюповорота относительно оси вращения диска.1. DEVICE FOR MANUFACTURING METAL FIBERS, made in the form of deforming elements, equipped with individual drives and installed with a gap between their working porrities, one of the elements being made in the form of a roll, as follows so that, ς in order to increase the mechanical strength of the obtained fibers, the second deforming element is made in the form of a disk, ► the axis of rotation of the roll and the Disk being located in mutually perpendicular planes, and the roll is mounted with the possibility of rotation relative to the axis of rotation Nia disk. 2. Устройство ποη.Ι,οτ л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность е > валка выполнена конической или цилинд-- ® рической2. The device ποη.Ι, moreover, in that the surface e> of the roll is conical or cylindrical