SU1722690A1 - Устройство дл компактировани быстроохлажденных металлических порошков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  компактировани  металлических порошков . Цель изобретени  - повышение качества изделий за счет улучшени  их физико-механических свойств. Прессовали алюминиевый сплав состава AI-SI, полученный при скорости охлаждени  106 К/с в форме ленточек и волокон толщиной 20-80 мкм и имеющий микрокристаллическую структуру . Формовали заготовку 5 при комнатной температуре и давлении 500 МПа, нагревали ее до температуры 400°С и при заданной температуре осевым усилием с помощью пуансона 1 экструдировали через коническую матрицу 3 с углом конуса 2 а 90°, усеченный конус экструзионного очка которой со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, расположенной под углом к горизонтали / 20°. Степень выт жки составила А 6,25, а предел прочности компактйрованного сплава при раст жении составил Ов 200 МПа. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к устройствам дл  прессовани  изделий из порошковых материалов .

Цель изобретени  - повышение качества изделий за счет улучшени  их физико-механических свойств.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.

Устройство состоит из пуансона 1, контейнера 2, установленной в полости контейнера матрицы 3 с экструдирующим конусом

4.Исходна  заготовка обозначена позицией

5.Усеченный конус экструзионного очка матрицы 3 со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол наклона ft находитс  в пределах

I/JI arctg

(1)

где а- полуугол усеченного конуса матрицы , образованного параллельными горизонтальными секущими плоскост ми;

2

Я 1-7Г-1 - степень выт жки;

№)d - диаметр калибрующего канала матрицы;

D - диаметр полости контейнера.

Устройство работает следующим образом .

В обогреваемый контейнер 2 помещают предварительно сформованную и нагретую до заданной температуры заготовку 5. При помощи пуансона 1 прикладывают давление по оси контейнера, осуществл   тем самым компактирование порошковой заготовки путем экструзии через матрицы 3 с экструдирующим усеченным конусом 4.

Поскольку экструдирующий усеченный конус 4 образован со стороны пуансона наклонной секущей плоскостью с углом наклона/, то в очаге деформации возникают . асимметричные неравномерные пол  сил внешнего трени  и радиального сжати . Это приводит к усилению неравномерности скоростей течени  микрообъемов материала в очаге деформации, вследствие чего возникают более интенсивные силы трени  на межчастичных контактах, которые, в свою очередь, порождают дополнительные сдвиговые деформации. Сдвиговые деформации способствуют разрушению окисных пленок на поверхности частиц материала, адгезионному взаимодействию частиц, перемешиванию слоев материала, лучшей проработке материала в очаге деформации и, как следствие, повышению физико- механических свойств заготовок и изделий.

Угол наклона/3 секущей плоскости зависит от многих факторов, основными из которых  вл ютс : физико-механические свойства компактируемого материала, состо ние окисных пленок на поверхности частиц и их геометри ; температура ком- пактировани , степень выт жки. Однако величина угла /3 не должна превышать значени , определенного формулой (1).

В противном случае техническое решение тер ет смысл.

Пример. Прессовали алюминиевый сплав состава AI-SI, полученный при скорости охлаждени  106 К/с в форме ленточек и

волокон толщиной 20-80 мкм, имеющий микрокристаллическую структуру, Предварительно формовали заготовку при комнатной температуре при давлении 500 МПа. Затем заготовку нагревали (одним из известных способов) до температуры 400°С, помещали в обогреваемый контейнер дл  поддержани  заданной температуры. Прикладывали давление (пуансоном) по оси пред- варительного уплотнени  заготовки,

осуществл   таким образом экструзию через коническую матрицу с наклонной секущей плоскостью со стороны пуансона, расположенной под углом /3 20° и углом конуса 2 а 90°. Степень выт жки составила Я 6,25.

Сплав, компактированный известным устройством, имеет предел прочности при раст жении Ов 155 МПа. При компактиро- вании сплава предлагаемым устройством

предел прочности при раст жении повышаетс  до Ов 200 МПа, т. е. на 29%.

Из примера видно, что компактирование быстроохлажденных микрокристаллических порошков в соответствии с изобретением

повышает качество изделии за счет улучше0

ни  физико-механических свойств по сравнению с известным.

Выходна  и калибрующа  части матрицы могут иметь различные профили. 5 Применение предлагаемого устройства дл  компактировани  преимущественно быстроохлажденных микрокристаллических и аморфных сплавов обусловлено их особыми физико-механическими и структурными свойствами, а также характером

уплотнени . Такие порошки  вл ютс  жесткими , недостаточно уплотн емы в обычных услови х, не позвол ют повышать свою пластичность путем нагрева до больших темпе- 5 ратур, так как происходит необратимое изменение структуры и поэтому эти порошковые материалы требуют создани  дополнительных сдвигов деформаций, что и осуществл етс  данным устройством.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  состоит в повышении качества изделий из быстроохлажденных металлических порошков и волокон, включа  и аморф- ные, за счет создани  интенсивных сдвиговых деформаций в объеме очага деформации , улучшени  физико-механических свойств в 1,3-1,5 раза, расширени  номенклатуры изделий, получаемых методом порошковой металлургии.

Формул а иэо б ре тени  

Устройство дл  компактировани  быстроохлажденных металлических порошков, содержащее пуансон, контейнер и матрицу с экструзионным очком в виде усеченного

конуса, отличающеес  тем. что. с целью повышени  качества изделий путем улучшени  их физико-механических свойств, усеченный конус экструзионного очка матрицы со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол ее наклона в находитс  в пределах yST Я

, где а- полуугол

|Ј| arctgH j-ctga

усеченного конуса матрицы, образованного параллельными горизонтальными секущими плоскост ми;

А (D/d)2 - степень выт жки; d - диаметр калибрующего канала мат- рицы;

D - диаметр полости контейнера.

Claims (1)

1. Устройство для компактирования быстроохлажденных металлических порошков, содержащее пуансон, контейнер и матрицу с экструзионным очком в виде усеченного конуса, отличающееся тем. что, с целью повышения качества изделий путем улучшения их физико-механических свойств, усеченный конус экструзионного очка матрицы со стороны пуансона образован наклонной секущей плоскостью, причем угол ее наклона β находится в пределах l/Jl < arctg Γ^-_μ | ctg a , где a - полуугол 10 усеченного конуса матрицы, образованного параллельными горизонтальными секущими плоскостями;

   А » (D/d)² - степень вытяжки;

   d - диаметр калибрующего канала мат15 рицы;

   D - диаметр полости контейнера.