SU1026958A1 - Method of compacting multilayered articles of powder material with vertical arrangements of layers - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ (МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОЙКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕ НИЕМ СЛОЕВ, включакадий засыпку в пресс-форму разных по составу- порошков ,. формирование смежных по высоте слоев и прессование отдельными дл  каждого сло  пуансонами, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, повышени  качества npeccyevtjx изделий путем исключени  искажени  границ раздела и снижени  усили  прессовани , засыпку йорошка каждого из слоев и прессование осуществл ют стадийно, причем каждую последующую стадию засыпки и прессовани  провод т попеременно дл  каждого сло  при опущенных в крайнее нижнее положение смежных пуансонах, 2, Способ поп,1, отлича ющ и и с   тем,что, с целью увеличени  прочности соединени  слоев,форi мирование смежных по высоте слоев ос тцествл ют с расположением границ (Л горизонтального раздела в каждом из них на разном уровне путем увеличени  г или уменьшени  порции порошка на пер- ВОЙ стадии засыпки одного из смежных,д слоев . с; к 05 со СП оо 1. METHOD OF PRESSING (MULTI-LAYER PRODUCTS FROM POROUS MATERIALS WITH VERTICAL LOCATION BY LAYERS, including packing and filling of different powder layers in the mold, forming separate layers for height and pressing separate for each layer with different punches, which are the same thread, the formation of different layers for each layer and the pressing of separate for each layer of the cores, the same thread, the formation of the adjacent layers for different layers of the powder and the pressing for each layer with different punches, the same thread, the formation of adjacent layers for each layer and the pressing of separate for each layer of dies, the same threads, one for one layer, one for one layer, one for one layer, one for one layer, one for each layer, one for each layer, one for one layer, one for each layer, one for one layer, one for one layer and one for each layer. technological capabilities, improving the quality of npeccyevtjx products by eliminating distortion of the interfaces and reducing the pressing force, filling the yoroshka of each layer and pressing is carried out step by step, with each This stage of backfilling and pressing is carried out alternately for each layer with adjacent punches lowered to the lowest position, 2, Method pop, 1, which is also different from the fact that, in order to increase the strength of the connection of the layers The primary feature is the location of the boundaries (L horizontal section in each of them at different levels by increasing the g or decreasing the powder portion at the first stage of filling one of the adjacent layers. with; k 05 with SP oo

Description

Изобретение относитс  к области Порошковой металлургии, в частности способам прессовани  многослойных из делий из порошковых материалов, и может- быть использовано в машиностр ении и химической промышленности. Известен способ холодного прессовани  многослойных изделий из порошковых материалов, например подшипник скольжений, электроконтактов и други изделий, с вертиксшьным или горизонтальным расположением слоев. При прессовании с вертикальным расположением слоев в матрицу перед засыпкой ус танавливают перегородку,раздел ющую полость матрицы на соответствующие дл  каждого сло  емкости, которую у л ют перед прессованием, что обеспе чивает некоторое перемешивание грайичных слоев и надежный контакт меж смежными сло ми 1} ., Недостатком способа  вл ютс  его узкие технологические возможности и загр знение поверхности каж дого из слоев материалом другого сло . Известен способ прессовани  многослойных изделий, включающий дозированную засыпку порошка в полост матрицы, подпрессовку Кс1ждой из доз сдвиг полученных брикетов на глубину необходимую дл  дозировани  очередного сло , причем подщ ессовку-. : осуществл ют с помощью смен е««ых дл каждого из слоев подпрессовочных пуансонов 23 . Способ предотвращает загр знение каждого из слоев материалов нижележ щего сло . Недостатком способа  вл ютс  узк технологические возможности (получение изделий с горизонтальным расположением слоев). Наиболее близким к предложенному п технической сущности и достигаемому э фекту  вл етс  способ прессовани  мно гослойных изделий из порошковых материалов с вертикальным расположением слоев, включающий засыпку в прессформу разных по составу порошков, формирование смежных по высоте слое и прессование отдельными дл  каждого сло  пуансонами з „ Однако существующий способ не позвол ет получать длинномерные издели . Кроме того, невозможно получать равномерную плотность по объем каждого из слоев при высоте изделий свьаае 2-3 суммарных толщин слоев. В св зи с тем, что окончательное прессование слоев осуществл етс  одни пуансоном невозможно регулировать .плотность каждого сло  при заданном сочетании физико-механических свойс материалов их составл ющих. Дл  нормального хода прессовани  при данном способе необходимо, чтобы прессуемые порошкиимели примерно одинаковый насыпной вес. Разница в насыпных весах не должна превышать, 10-15%. При совместном прессовании предварительно подпрессованных слоев из-за наличи  полости, образующейс  после удавлени  перегородки, происходит искажение границ раздела слоев. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей, повышение качества прессуемых изделий путем исключени  искажени  границ раздела и снижени  усили  прессовани . поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу прессовани  многослойных изделий из порошковых материалов с вертикальным расположением слоев, включающему засыпку в пресс-форму разных по составу порошков ,, формирование смежных по высоте слоев и прессование отдельными дл  каждого сло  пуансонами, засыпку порошка каждого из слоев и прессование осуществл ют стадийна, причем каждую следующую стадию засыпки и прессовани  провод т попеременно дл  каждого сло  при опущенных в крайнее нижнее положение смежных пуансонах . С целью увеличени  прочности соединени  слоев формирование смежных по высоте слоев осуществл ют с расположением границ горизонтального раздела в каждом из них на разном уровне путем увеличени  или уменьшени  порции порошка на первой стадии засыпки , одного из смежных слоев. На фиг.1 представлен этап прессовани  на стадии начальной засыпки порошка первого сло ; на фиг.2 - : прессование начальной засыпки пйрошка первого сло ; на фиг.З - начальна  засыпка порошка второго сло ; на фиг.4 - прессование начальной засыпки порсника второго сло ; на фиг.5- повторна  стади  засыпки порошка первого сло ,на фиг.6 - прессование этол аасыпки; на фиг.7 показан элемент рифленной торцовой поверхности спрее сованной порции порс ика, прилегаклцей к торцовой поверхности пуансона (вид сбоку); на фиг.8,- аналогичный элемент со ступенчатой поверхноствю; на фиг.9 - схема взаимного расположени  отдельных спрессованных порций порошка в сло х. Усилие прессовани  на наружный пуансон обозначено Р, .(Фир. 2), а усилие прессовани  на внутренний пуансои Р;ь (фиг.4). П р и м а р . В пресс-форму с установленнь М в нее стержнем-оправкой и внутренним пуансоном засыпают порсч ок никел  марки (высота загружаемого сло  15 мм) и осуществл ют прессование до плоскости 70% ( у 6,23 г/см), что соотBeTCTjyeT высоте 4 мм. Усилие прессовани  при этом составл ет 372 кН. Затем удал ют внутренний пуансон, в образовавшуюс  полость засыпают дозу порошка железа ГПКМ2 (высота сло  23 мм) и прессуют до плотности 90% { у 7 Г/СМ), что соответствует высоте 8 мм. Усилие прессовани  составл ет 1200 кН. После этого удал ют наружный пуансон при опущенном внутреннем пуансоне, засыпают дозу порошка никел  ПНКЙЛАП (высота сло  30 мм) и осуществл ют прессование до плотности 70% ( f 6,23 г/см), что соответствует высоте 8 мм. Усилие прессовани  составл ет 420 кН,The invention relates to the field of Powder metallurgy, in particular the methods of pressing multilayer products from powder materials, and can be used in the machine industry and the chemical industry. There is a known method of cold-pressing multilayer products made from powder materials, for example, a sliding bearing, electrical contacts and other products, with vertical or horizontal arrangement of layers. When pressing with a vertical arrangement of the layers in the matrix before filling, the partition separates the cavity of the matrix into appropriate for each layer of the container, which is removed before pressing, which provides some mixing of the boundary layers and reliable contact between adjacent layers 1}. The disadvantage of this method is its narrow technological capabilities and the contamination of the surface of each of the layers with the material of another layer. There is a known method of pressing multi-layered products, which includes the metered filling of powder into the cavity of the matrix, the pressing of X1 each of the doses, the shift of the resulting briquettes to the depth necessary for the dosing of the next layer, and the sizing -. : carried out by changing the "" s for each of the layers of the pre-pressing punches 23. The method prevents contamination of each of the layers of materials of the underlying layer. The disadvantage of this method is the narrow technological possibilities (obtaining products with horizontal layers). The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is the method of pressing multi-layer products from powder materials with vertical layers, including filling in the mold of powders of different composition, forming adjacent layers in height and pressing separate for each layer punches. the existing method does not allow for lengthy products. In addition, it is impossible to obtain a uniform density over the volume of each of the layers with a height of products above 2-3 total layer thicknesses. Due to the fact that the final pressing of the layers is carried out by the punch alone, it is impossible to regulate the density of each layer with a given combination of the physicomechanical properties of the materials of their components. For normal extrusion operation with this method, it is necessary that the compressible powders have approximately the same bulk density. The difference in bulk scales should not exceed 10-15%. When the pre-pressed layers are jointly pressed, due to the presence of a cavity formed after the partition is suppressed, the interfaces between the layers are distorted. The purpose of the invention is to expand the technological capabilities, improve the quality of the pressed products by eliminating the distortion of the interfaces and reducing the pressing force. This goal is achieved by the fact that according to the method of pressing multi-layered products from powder materials with vertical layers, including filling the mold with different powders, forming adjacent layers of height and pressing separate punches for each layer, filling the powder of each layer and the pressing is carried out in stages, with each subsequent stage of filling and pressing being carried out alternately for each layer with adjacent punches lowered to the lowest position. In order to increase the bonding strength of the layers, the adjacent layers are formed by arranging the horizontal section boundaries in each of them at different levels by increasing or decreasing the portion of powder in the first stage of filling, one of the adjacent layers. Fig. 1 shows the pressing stage at the stage of the initial filling of the powder of the first layer; figure 2 -: pressing the initial backfill pyroshka of the first layer; on fig.Z - the initial backfilling of the powder of the second layer; figure 4 - pressing the initial backfilling of the second layer porsnik; FIG. 5 shows the repeated stage of filling the powder of the first layer; FIG. 6 shows the pressing of ethanol; Fig. 7 shows an element of a grooved end surface of a sprayed portion of pors-ic, adjacent to the end surface of the punch (side view); on Fig, a similar element with a stepped surface; Fig. 9 is a diagram of the mutual arrangement of individual pressed portions of the powder in the layers. The pressing force on the outer punch is designated P, (Fir. 2), and the pressing force on the internal punch, R; b (Fig. 4). PRI m and p. In the mold with the M installed in it, the mandrel rod and the internal punch are filled with a porch nickel mark (loading layer 15 mm thick) and pressing to a plane of 70% (at 6.23 g / cm), which corresponds to a BeTCTjyeT height of 4 mm . The pressing force here is 372 kN. Then, the internal punch is removed, a dose of iron powder GPKM2 (layer height 23 mm) is poured into the cavity, and pressed to a density of 90% {at 7 G / CM), which corresponds to a height of 8 mm. The pressing force is 1200 kN. After that, the outer punch is removed when the inner punch is lowered, the dose of PNYLAP nickel powder (layer height 30 mm) is filled in and pressed to a density of 70% (f 6.23 g / cm), which corresponds to a height of 8 mm. The pressing force is 420 kN

В дальнейшем засыпку и прессовани отдельных доз порошка осуществл ют попеременно во внутреннем и наружном сло х в той же последовательности . Причем высота отпрессованных порций порошка в обоих сло х составл ет 8 мм при указанных технологических параметрах. Таким образом получают изделие высотой 64 мм. При этом границы между спрессованными засыпками в наружном и внутреннем сло х смещены друг относительно друга наSubsequently, the filling and pressing of individual doses of the powder are carried out alternately in the inner and outer layers in the same sequence. Moreover, the height of the pressed portions of the powder in both layers is 8 mm with the indicated technological parameters. So get the product height of 64 mm. At the same time, the boundaries between compressed backfills in the outer and inner layers are shifted relative to each other by

4 Mi, что увеличивает прочность издели .4 Mi, which increases the strength of the product.

Предложенный способ позвол ет получать многослойные издели  (прутки, трубы, втулки) с осевым расположением слоев при любых соотношени х их плотностей и с равномерным распределением плотности в каждом слое, возможно применение порошков с любым соотношением насыпных весов.The proposed method allows to obtain multilayer products (rods, pipes, bushings) with the axial arrangement of the layers at any ratios of their densities and with a uniform density distribution in each layer, it is possible to use powders with any ratio of bulk weights.

Кроме того, предложенный способ позвол ет снизить усилие прессовани  а также обеспечивает более равномерное распределение плотности по объему каждой отдельной партии и всего сло , так как формование слоев производ т прессованием отдельных порций порошка небольшой высотыIn addition, the proposed method allows reducing the pressing force and also provides a more uniform density distribution over the volume of each individual batch and the entire layer, since the formation of the layers is carried out by pressing individual portions of powder of small height.

Исключение искажени  границы раздела слоев достигаетс  тем, что засыпку и прессование каждой порции порошка осуществл ют при опущенных в крайнее нижнее положение смежных пуансонах.The elimination of distortion of the boundary between the layers is achieved by the fact that the filling and pressing of each portion of the powder is carried out with the adjacent punches lowered to the lowest position.

Способ может быть использован при изготовлении фильтров, катализаторов и антифрикционных втулок.The method can be used in the manufacture of filters, catalysts and antifriction sleeves.

ЛL

Фуг.Fug.

Фуг.Fug.

Щ шW sh

ШSh

Claims (2)

1. СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ (МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ СЛОЕВ, включающий засыпку в пресс-форму разных по составу порошков, . формирование смежных по высоте слоев И прессование отдельными для каждого слоя пуансонами, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения качества прессуемых изделий путем исключения искажения границ раздела и снижения усилия прессования, засыпку порошка каждого из слоев и прессование осуществляют стадийно, причем каждую последующую стадию засыпки и прессования проводят попеременно для каждого слоя при опущенных в крайнее нижнее положение смежных пуансонах.1. METHOD OF PRESSING (MULTILAYERED PRODUCTS FROM POWDER MATERIALS WITH VERTICAL LAYERING OF LAYERS, including filling the mold with powders of different compositions, the formation of layers that are adjacent in height and pressing with punches separate for each layer, characterized in that it expands in that , improving the quality of the pressed products by eliminating distortion of the interface and reducing the pressing force, filling the powder of each layer and pressing is carried out in stages, and each subsequent a tadium of backfill and pressing is carried out alternately for each layer with adjacent punches lowered to the extreme lower position. 2. Способ по п.1, отлича join и й с я тем,что, с целью увеличения прочности соединения слоев,фор- g мирование смежных по высоте слоев осуществляют с расположением границ If горизонтального раздела в каждом из I* них на разном уровне путем увеличения г If или уменьшения порции порошка на пер-|* вой стадии засыпки одного из смежных.а слоев . С ю со2. The method according to claim 1, the difference between join and st with that in order to increase the strength of the connection of the layers, the formation of layers adjacent in height is carried out with the location of the horizontal boundaries If in each of I * them at different levels by increasing g If or reducing a portion of the powder at the first | * first stage of backfilling of one of the adjacent layers. S u s СПJoint venture Фог. fFog. f