UA106930C2

UA106930C2 - DEVICES FOR OBTAINING CONSOLIDATED POWDER MATERIALS

Info

Publication number: UA106930C2
Application number: UAA201302935A
Authority: UA
Inventors: Ольга Миколаївна Сизоненко; Анатолій Іванович Івлієв; Євгєній Грігорьєвіч Грігорьєв
Original assignee: Інститут Імпульсних Процесів І Технологій Нан України
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-10-27

Abstract

Винахід належить до галузі порошкової металургії, а саме - до конструкції пристрою для одержання консолідованих порошкових матеріалів. Пристрій містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, дві струмоведучі плити з електропровідними вставками, які виконані з каналами для охолоджуючої рідини і розміщені: верхня - над, а нижня - під матрицею, джерело живлення струмоведучих плит, електророзрядний генератор пружних коливань, що виконаний у вигляді заповненої рідиною розрядної камери з позитивним та негативним електродами, які з'єднані з генератором імпульсних струмів, і має поршень, що встановлений з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, на якому встановлена нижня струмоведуча плита, як джерело живлення струмоведучих плит використаний високовольтний генератор імпульсних струмів електророзрядного генератора пружних коливань, позитивний електрод якого встановлений співвісно з поршнем, який є негативним електродом. Винахід забезпечує одержання без пористого високощільного матеріалу з порошку з підвищеними фізико-механічними характеристиками, в тому числі і для матеріалів з порошків з високим значенням електричного опору.The invention relates to the field of powder metallurgy, and in particular to the design of a device for obtaining consolidated powder materials. The device contains a matrix with punches, which is mounted in a sealed chamber formed by the upper and lower half-chambers, two conductive plates with conductive inserts, which are made with channels for the coolant and are placed: upper - above, and lower - under the matrix, the power supply of the current , an electro-discharge generator of elastic oscillations, made in the form of a fluid filled discharge chamber with positive and negative electrodes, which are connected to the pulse current generator, and has a piston mounted with possible bye moving along the axis of the device on which the lower plate of live, live as a power source plates used high-current pulse generator electrodischarge generator of elastic vibrations, positive electrode is mounted coaxially with the piston, which is a negative electrode. EFFECT: invention provides obtaining without porous high-density powder material with high physical and mechanical characteristics, including for materials with powders with high electrical resistance.

Description

Винахід належить до галузі порошкової металургії, а саме до конструкції пристроїв для одержання консолідованих порошкових матеріалів.The invention belongs to the field of powder metallurgy, namely to the design of devices for obtaining consolidated powder materials.

Відомий пристрій для іскроплазмового спікання порошків (Патент України Мо 71816, МПК (2006.01) В22Е 3/14, опубл. 25.07.12. Бюл. Мо 14), що містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері що утворена верхньою та нижньою півкамерами, електропровідні вставки, струмопідводи, прохідні ізолятори та джерело живлення, і оснащений струмопідвідними коробами, які закріплені на бічній поверхні верхньої і нижньої півкамер, в яких розміщені гнучкі струмопідводи, та двома струмоведучими плитами, одна з яких розміщена над матрицею, а друга - під нею з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, причому струмоведучі плити виконані з каналами для охолоджуючої рідини.The known device for spark plasma sintering of powders (Patent of Ukraine Mo 71816, MPK (2006.01) B22E 3/14, publ. 25.07.12. Bull. Mo 14), which contains a matrix with punches, which is installed in a hermetic chamber formed by upper and lower half-chambers , electrically conductive inserts, current leads, pass-through insulators and a power supply, and is equipped with current-conducting boxes that are fixed on the side surface of the upper and lower half-chambers, in which flexible current leads are placed, and two current-conducting plates, one of which is placed above the matrix and the other - below it with the possibility of movement along the axis of the device, and the current-conducting plates are made with channels for coolant.

Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є такі: матриця з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена двома півкамерами, дві струмоведучі плити з електропровідними вставками, які виконані з каналами для охолоджуючої рідини і розміщені в півкамерах над і під матрицею, а одна з них встановлена з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, джерело живлення, струмоведучих плит.The features that coincide with the essential features of the claimed device are as follows: a matrix with punches, which is installed in a hermetic chamber formed by two half-chambers, two current-conducting plates with electrically conductive inserts, which are made with channels for the cooling liquid and placed in the half-chambers above and under the matrix, and one of them is installed with the possibility of movement along the axis of the device, a power source, current-conducting plates.

До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату слід віднести те, що пристрій передбачає прокачування газів в просторі між частинками порошку, що спікається, який обмежує рівень температури, яка може бути досягнута при спіканні порошку.The reason that prevents obtaining the required technical result should be attributed to the fact that the device involves the pumping of gases in the space between the particles of the sintering powder, which limits the level of temperature that can be reached during the sintering of the powder.

Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу є пристрій для одержання консолідованих порошкових матеріалів (Заявка Мо и 2012 12107 з рішенням про видачу деклараційного патенту на корисну модель Мо 2661/3У/13 від 05.02.2013), МПК (2006.01) В22Е 3/14), що містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена двома півкамерами, дві струмоведучі плити з електропровідними вставками, які виконані з каналами для охолоджуючої рідини і розміщені в півкамерах над і під матрицею, а одна з них встановлена з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, джерело живлення, струмопідвідні короба, що закріплені на бічній поверхні півкамер, в яких розміщені гнучкі струмопідводи, та ізолятори, який оснащений електророзрядним генератором пружних коливань з поршнем, причому електророзрядний генератор пружних коливань з'єднаний з однією з півкамер, а поршень встановлений в цій півкамері з можливістю переміщення уздовжThe closest combination of features to the invention is a device for obtaining consolidated powder materials (Application Mo and 2012 12107 with the decision to issue a declaratory patent for a utility model Mo 2661/3U/13 dated 05.02.2013), IPC (2006.01) В22Е 3/14) , containing a matrix with punches, which is installed in a hermetic chamber formed by two half-chambers, two current-conducting plates with electrically conductive inserts, which are made with channels for cooling liquid and placed in half-chambers above and below the matrix, and one of them is installed with the possibility of movement along axes of the device, a power source, current carrying boxes fixed on the side surface of the half-chambers, in which flexible current leads are placed, and insulators, which is equipped with an electric discharge generator of elastic oscillations with a piston, and the electric discharge generator of elastic oscillations is connected to one of the half-chambers, and the piston is installed in this half-chamber with the possibility of moving along

Зо осі пристрою і на ньому через ізолятор закріплена струмоведуча плита.From the axis of the device and on it through the insulator, a current-conducting plate is fixed.

Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є такі: матриця з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, дві струмоведучі плити з електропровідними вставками, які виконані з каналами для охолоджуючої рідини і розміщені: верхня - над, а нижня - під матрицею, джерело живлення струмоведучих плит, електророзрядний генератор пружних коливань, що виконаний у вигляді заповненої рідиною розрядної камери з позитивним та негативним електродами, які з'єднані з генератором імпульсних струмів, і має поршень, що встановлений з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, на якому встановлена нижня струмоведуча плита.Features that coincide with the essential features of the claimed device are as follows: a die with punches, which is installed in a sealed chamber formed by upper and lower half-chambers, two current-conducting plates with electrically conductive inserts, which are made with channels for cooling liquid and placed: upper - above, and the lower one - under the matrix, the power source of the current-conducting plates, the electric discharge generator of elastic oscillations, which is made in the form of a liquid-filled discharge chamber with positive and negative electrodes that are connected to the pulse current generator, and has a piston installed with the possibility movement along the axis of the device on which the lower conductive plate is installed.

До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату, слід віднести те, що в пристрої консолідований порошковий матеріал одержують внаслідок дії на вихідний порошок високої температури, імпульсного навантажування та статичного тиску, при цьому висока температура реалізується за рахунок використання низьковольтного джерела живлення, що утворює неоднорідне температурне поле в порошках, які консолідують.The reason that prevents obtaining the required technical result should be attributed to the fact that in the device, the consolidated powder material is obtained as a result of the effect on the initial powder of high temperature, impulse loading and static pressure, while the high temperature is realized due to the use of a low-voltage power source, which forms a non-uniform temperature field in powders that consolidate.

В основу винаходу поставлена задача удосконалити пристрій для одержання консолідованих порошкових матеріалів шляхом заміни джерела живлення струмоведучих плит, що дозволить реалізувати процеси, які діють на порошки і протікають одночасно, це імпульсний електричний розряд в рідині, який призводить до формування ударних хвиль (і високошвидкісних гідропотоків, що генерують імпульсне навантаження на порошок, високовольтний імпульсний електричний розряд в шарі порошку, який знаходиться в матриці, що призводить до короткочасного відносно низькотемпературного нагрівання порошку, та статичний тиск на порошок, які забезпечують збереження ультрадисперсної структури, і за рахунок цього одержання безпористого високощільного консолідованого порошкового матеріалу з підвищеними фізико-механічними характеристиками, у тому числі і для порошків 3 високим значенням електричного опору.The invention is based on the task of improving the device for obtaining consolidated powder materials by replacing the power source of current-conducting plates, which will allow to implement processes that act on powders and flow at the same time, this is a pulsed electric discharge in a liquid, which leads to the formation of shock waves (and high-speed hydraulic flows, that generate a pulsed load on the powder, a high-voltage pulsed electric discharge in the layer of the powder, which is in the matrix, which leads to a short-term relatively low-temperature heating of the powder, and static pressure on the powder, which ensure the preservation of the ultradisperse structure, and due to this, obtaining a non-porous, high-density consolidated powder material with increased physical and mechanical characteristics, including for powders 3 a high value of electrical resistance.

Суть винаходу полягає в тому, що пристрій для одержання консолідованих порошкових матеріалів, що містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, дві струмоведучі плити з електропровідними вставками, які виконані з каналами для охолоджуючої рідини і розміщені: верхня - над, а нижня - під матрицею, джерело живлення струмоведучих плит, електророзрядний генератор пружних бо коливань, що виконаний у вигляді заповненої рідиною розрядної камери з позитивним та негативним електродами, які з'єднані з генератором імпульсних струмів, і має поршень, що встановлений з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, на якому встановлена нижня струмоведуча плита, згідно з винаходом, як джерело живлення струмоведучих плит використано високовольтний генератор імпульсних струмів електророзрядного генератора пружних коливань, позитивний електрод якого встановлений співвісно з поршнем, який є негативним електродом.The essence of the invention is that the device for obtaining consolidated powder materials, containing a matrix with punches, which is installed in a hermetic chamber formed by the upper and lower half-chambers, two current-conducting plates with electrically conductive inserts, which are made with channels for the cooling liquid and placed: the upper one is above, and the lower one is below the matrix, the power source of the current-carrying plates, the electric discharge generator of elastic oscillations, which is made in the form of a liquid-filled discharge chamber with positive and negative electrodes that are connected to the pulse current generator, and has a piston that is installed with the possibility of movement along the axis of the device on which the lower current-conducting plate is installed, according to the invention, as a power source of the current-conducting plates, a high-voltage pulse current generator of an electric discharge generator of elastic oscillations is used, the positive electrode of which is installed coaxially with the piston, which is the negative electrode.

Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити таке.Revealing the cause-and-effect relationship between the essential features of the claimed device and the technical result, it is necessary to note the following.

Ознаки "як джерело живлення струмоведучих плит використано високовольтний генератор імпульсних струмів електророзрядного генератора пружних коливань" дозволять реалізувати процеси, які діють на порошки і протікають одночасно, це імпульсний електричний розряд в рідині, який призводить до формування ударних хвиль і високошвидкісних гідропотоків, що генерують імпульсне навантаження на порошок, високовольтний імпульсний електричний розряд в шару порошку, який знаходиться в матриці, що призводить до короткочасного відносно низькотемпературного нагрівання порошку, та статичний тиск на порошок, які забезпечують збереження ультрадисперсної структури, і за рахунок цього одержують безпористий високощільний консолідований порошковий матеріал з підвищеними фізико-механічними характеристиками, у тому числі і для порошків з високим значенням електричного опору.The signs "as a power source of current-conducting plates, a high-voltage generator of pulse currents of an electric discharge generator of elastic oscillations is used" will allow the implementation of processes that act on powders and flow at the same time, this is a pulse electric discharge in a liquid, which leads to the formation of shock waves and high-speed hydraulic flows that generate a pulse load on the powder, a high-voltage pulse electric discharge in the layer of the powder, which is located in the matrix, which leads to a short-term, relatively low-temperature heating of the powder, and static pressure on the powder, which ensure the preservation of the ultradispersed structure, and due to this, a non-porous, high-density consolidated powder material with increased physical - mechanical characteristics, including for powders with a high value of electrical resistance.

Ознаки "позитивний електрод електророзрядного генератора пружних коливань встановлений співвісно з поршнем, який є негативним електродом" дозволять забезпечити проходження електричного струму по розрядному контуру: позитивний електрод електророзрядного генератора пружних коливань, робочий проміжок між позитивним електродом і поршнем, поршень, нижня струмоведуча плита, нижня електропровідна вставка, нижній пуансон, матриця з порошком, що консолідується, верхній пуансон, верхня електропровідна вставка та верхня струмоведуча плита.The signs "the positive electrode of the electric discharge generator of elastic oscillations is installed coaxially with the piston, which is the negative electrode" will allow the passage of electric current through the discharge circuit: the positive electrode of the electric discharge generator of elastic oscillations, the working gap between the positive electrode and the piston, the piston, the lower current-conducting plate, the lower conductive insert, lower punch, matrix with consolidating powder, upper punch, upper conductive insert and upper conductive plate.

Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено повздовжній розріз пристрою.The essence of the invention is explained by a drawing showing a longitudinal section of the device.

Пристрій для консолідації порошків містить матрицю 1 з пуансонами 2 та 3, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою 4 та нижньою 5 півкамерами, дві струмоведучі плити верхня 6 та нижня 7 з електропровідними вставками 8 та 9 відповідно, ізолятори 10 і 11,The device for consolidation of powders contains a matrix 1 with punches 2 and 3, which is installed in a hermetic chamber formed by the upper 4 and lower 5 half-chambers, two conductive plates upper 6 and lower 7 with conductive inserts 8 and 9, respectively, insulators 10 and 11,

Зо високовольтний генератор імпульсних струмів 12, електророзрядний генератор пружних коливань 13. Електророзрядний генератор пружних коливань 13 виконаний у вигляді заповненої рідиною розрядної камери з позитивним електродом 14, що з'єднаний з високовольтним генератором імпульсних струмів 12, і з робочого торця має поршень 15. Електророзрядний генератор пружних коливань 13 з'єднаний з нижньою півкамерою 5, а поршень 15 встановлений в півкамері 5 через ізолятор 16 з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, і на ньому закріплена нижня струмоведуча плита 7.From the high-voltage generator of impulse currents 12, the electric discharge generator of elastic oscillations 13. The electric discharge generator of elastic oscillations 13 is made in the form of a liquid-filled discharge chamber with a positive electrode 14, which is connected to the high-voltage generator of impulse currents 12, and has a piston 15 from the working end. the generator of elastic oscillations 13 is connected to the lower half-chamber 5, and the piston 15 is installed in the half-chamber 5 through the insulator 16 with the possibility of movement along the axis of the device, and the lower current-conducting plate 7 is fixed on it.

Струмоведучі плити б та 7 розміщені в півкамерах 4, 5 над і під матрицею 1 і виконані з каналами 17 для охолоджуючої рідини, які підключені до системи прокачування охолоджуючої рідини (на кресленні не показано). Верхня струмоведуча плита 6 ізольована від верхньої півкамери 4 ізолятором 11 і через ізолятор 10 з'єднана з штоком 18 гідроциліндра 19 й встановлена з можливістю переміщення уздовж осі пристрою для забезпечення можливості встановлення заповненої порошком матриці 1 на електропровідній вставці 9 нижньої струмоведучої плити 7 для здійснення процесу електроплазмового спікання порошку, а також для вилучення матриці 1 з пристрою після завершення процесу.The current-conducting plates b and 7 are placed in the half-chambers 4, 5 above and below the matrix 1 and are made with channels 17 for the cooling liquid, which are connected to the cooling liquid pumping system (not shown in the drawing). The upper current-conducting plate 6 is isolated from the upper half-chamber 4 by the insulator 11 and through the insulator 10 is connected to the rod 18 of the hydraulic cylinder 19 and is installed with the possibility of movement along the axis of the device to ensure the possibility of installing the powder-filled matrix 1 on the conductive insert 9 of the lower current-conducting plate 7 to carry out the process electroplasma sintering of the powder, as well as for removing the matrix 1 from the device after the process is completed.

Високовольтний генератор імпульсних струмів 12 підключений до розрядного контуру, до якого входять: позитивний електрод 14 електророзрядного генератора пружних коливань 13, робочий проміжок між позитивним електродом 14 і поршнем 15, поршень 15, нижня струмоведуча плита 7, електропровідна вставка 9, нижній пуансон 3, матриця 1 з порошком, що консолідується, верхній пуансон 2, електропровідна вставка 8, верхня струмоведуча плита 6.The high-voltage impulse current generator 12 is connected to the discharge circuit, which includes: the positive electrode 14 of the electric discharge generator of elastic oscillations 13, the working gap between the positive electrode 14 and the piston 15, the piston 15, the lower current-conducting plate 7, the conductive insert 9, the lower punch 3, the matrix 1 with consolidating powder, upper punch 2, conductive insert 8, upper conductive plate 6.

Для герметизації камери між півкамерами 4, 5 розміщено ущільнення 20, на штоку 18 гідроциліндра 19 - ущільнення 21, на верхній струмоведучій плиті 6 - ущільнення 22, а на поршні 15 - ущільнення 23.To seal the chamber, a seal 20 is placed between the half-chambers 4, 5, a seal 21 is placed on the rod 18 of the hydraulic cylinder 19, a seal 22 is placed on the upper conductive plate 6, and a seal 23 is placed on the piston 15.

Для обмеження ходу поршня 15 на корпусі електророзрядного генератора пружних коливань 13 встановлений упорний фланець 24.To limit the stroke of the piston 15, a thrust flange 24 is installed on the body of the electric discharge generator 13.

На бічній поверхні півкамери 5 розміщені патрубок 25 для відведення повітря (або підведення інертного газу) та ілюмінатор 26 для контролю за рівнем температури поверхні матриці 1.On the side surface of the half-chamber 5, there is a nozzle 25 for air removal (or inert gas supply) and a porthole 26 for controlling the surface temperature of the matrix 1.

Пристрій оснащено стояками 27 та плитою 28 для кріплення гідроциліндра 19 (елементи підключення гідравлічної системи на кресленні не показані). бо Пристрій працює таким чином.The device is equipped with risers 27 and a plate 28 for fastening the hydraulic cylinder 19 (the hydraulic system connection elements are not shown in the drawing). because the Device works like this.

Матрицю 1 заповнюють порошком і при піднятій півкамері 4 встановлюють її разом з пуансонами 2 и З на поверхню електропровідної вставки 9 нижньої струмоведучої плити 7. За допомогою штоку 18 гідроциліндра 19 півкамеру 4 переміщують до її торкання з півкамерою 5 і герметизації внутрішнього об'єму пристрою. При цьому торцеві поверхні пуансона 2 і електропровідної вставки 8 контактують між собою. Через патрубок 25 пристрій підключають до вакуумної системи або до системи подання інертного газу (на кресленні не показано). За допомогою штоку 18 гідроциліндра 19 прикладають статичне навантажування на пуансони 2, З та матриці 1 з порошком. При цьому переміщення поршня 15 до низу обмежено упорним фланцем 24. Порошок в матриці 1 ущільнюють до регламентованого рівня електричного опору порошку. Включають систему прокачування охолоджуючої рідини (на кресленні не показано) і через підвідні патрубки та відвідні патрубки подають охолоджуючу рідину у канали 17 струмоведучих плит 6 та 7. Від високовольтного генератора імпульсних струмів 12 подають серію імпульсів на позитивний електрод 14. Здійснюється пробій рідинного проміжку між позитивним електродом 14 та поршнем 15, який є негативним електродом. Імпульсний струм проходить через нижню струмоведучу плиту 7 і електропровідну вставку 9, пуансон 3, порошковий матеріал, що консолідується, в матриці 1, пуансон 2, електропровідну вставку 8 та верхню струмоведучу плиту 6.The matrix 1 is filled with powder and when the half-chamber 4 is raised, it is installed together with the punches 2 and Z on the surface of the conductive insert 9 of the lower current-conducting plate 7. With the help of the rod 18 of the hydraulic cylinder 19, the half-chamber 4 is moved until it touches the half-chamber 5 and the internal volume of the device is sealed. At the same time, the end surfaces of the punch 2 and the conductive insert 8 are in contact with each other. Through the nozzle 25, the device is connected to the vacuum system or to the inert gas supply system (not shown in the drawing). Using the rod 18 of the hydraulic cylinder 19, a static load is applied to the punches 2, 3 and the matrix 1 with powder. At the same time, the downward movement of the piston 15 is limited by the thrust flange 24. The powder in the matrix 1 is compacted to the regulated level of the electrical resistance of the powder. They include a coolant pumping system (not shown in the drawing) and coolant is fed through inlet and outlet nozzles into channels 17 of current-carrying plates 6 and 7. A series of pulses are sent from the high-voltage pulse current generator 12 to the positive electrode 14. A breakdown of the liquid gap between the positive electrode 14 and piston 15, which is the negative electrode. The pulse current passes through the lower conductive plate 7 and the conductive insert 9, the punch 3, the powder material being consolidated in the matrix 1, the punch 2, the conductive insert 8 and the upper conductive plate 6.

Прикладення кожного імпульсу високої напруги призводить до реалізації двох процесів, що протікають одночасно: імпульсний електричний розряд в рідині, який призводить до формування ударних хвиль і високошвидкісних гідропотоків, що генерують імпульсне навантаження на порошок, та імпульсний електричний розряд в шарі порошку, який знаходиться в матриці, що призводить до короткочасного відносно низькотемпературного нагрівання порошку. Відбувається нагрівання порошку серією імпульсів високого напруження і його консолідація в умовах одночасної дії високої температури, статичного тиску та імпульсного навантаження. Використання високовольтного генератора імпульсних струмів 12 дозволяє формувати канал розряду в шару консолідованого порошку, що знаходиться в матриці, в тому числі в порошку з високим значенням електричного опору, наприклад порошків металів з окисненою поверхнею, порошки оксидів, карбідів і т.д. Рівень температури поверхні матриці 1 контролюють за допомогою оптичного пірометра (на кресленні не показано) через ілюмінаторThe application of each high-voltage pulse leads to the implementation of two processes that occur simultaneously: a pulsed electric discharge in the liquid, which leads to the formation of shock waves and high-speed hydraulic flows that generate a pulsed load on the powder, and a pulsed electric discharge in the powder layer, which is in the matrix , which leads to short-term, relatively low-temperature heating of the powder. The powder is heated by a series of high-voltage pulses and consolidated under conditions of simultaneous high temperature, static pressure, and pulse load. The use of a high-voltage pulse current generator 12 allows forming a discharge channel in a layer of consolidated powder located in the matrix, including in powder with a high value of electrical resistance, for example, metal powders with an oxidized surface, powders of oxides, carbides, etc. The temperature level of the surface of the matrix 1 is monitored using an optical pyrometer (not shown in the drawing) through the porthole

Зо 26. Після виходу на регламентований для даного порошку рівня температури виконують витримку матриці 1 з порошком в умовах сталості статичного тиску та температури. Через деякий час знімають статичне навантаження, вимикають високовольтний генератор імпульсних струмів 12, припиняють подачу охолоджуючої рідини через канали 17. Потім вимикають пристрій від вакуумної системи (або системи подання інертного газу), піднімають шток 18 гідроциліндра 19 і півкамеру 4 та вилучають матрицю 1, з якої виймають заготовку. Процес консолідації порошків виконують відповідно експериментально встановленим рекомендаціям з величини напруги та струму, що використовують в пристрої, а також статичного та імпульсного тиску, температури та тривалості дії на порошок, що спікають.From 26. After reaching the temperature level regulated for this powder, hold the matrix 1 with the powder under conditions of constancy of static pressure and temperature. After some time, the static load is removed, the high-voltage generator of impulse currents 12 is turned off, the supply of coolant through the channels 17 is stopped. Then the device is turned off from the vacuum system (or the inert gas supply system), the rod 18 of the hydraulic cylinder 19 and half-chamber 4 are raised, and the matrix 1 is removed, with from which the workpiece is removed. The process of consolidation of powders is carried out in accordance with experimentally established recommendations for the amount of voltage and current used in the device, as well as static and impulse pressure, temperature and duration of action on the sintering powder.

Таким чином, використання пристрою для консолідації порошків дозволить реалізувати процеси, які діють на порошки і протікають одночасно, це імпульсний електричний розряд в рідині, який призводить до формування ударних хвиль і високошвидкісних гідропотоків, що генерують імпульсне навантаження на порошок, високовольтний імпульсний електричний розряд в шарі порошку, який знаходиться в матриці, що призводить до короткочасного відносно низькотемпературного нагрівання порошку, та статичний тиск на порошок, які забезпечують збереження ультрадисперсної структури, і за рахунок цього одержувати безпористий високощільний консолідований порошковий матеріал з підвищеними фізико-механічними характеристиками, в тому числі і для порошків з високим значенням електричного опору.Thus, the use of a device for the consolidation of powders will make it possible to implement processes that act on the powders and flow simultaneously, this is a pulsed electric discharge in the liquid, which leads to the formation of shock waves and high-speed hydroflows that generate a pulsed load on the powder, a high-voltage pulsed electric discharge in the layer powder, which is in the matrix, which leads to short-term relatively low-temperature heating of the powder, and static pressure on the powder, which ensure the preservation of the ultradispersed structure, and due to this, obtain a non-porous, high-density consolidated powder material with increased physical and mechanical characteristics, including for powders with a high value of electrical resistance.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION

A device for obtaining consolidated powder materials containing a matrix with punches, which is installed in a hermetic chamber formed by upper and lower half-chambers, two conductive plates with electrically conductive inserts, which are made with channels for cooling liquid and are placed: the upper one is above, and the lower one is under the matrix, the power source of the current-conducting plates, the electric discharge generator of elastic oscillations, which is made in the form of a liquid-filled discharge chamber with positive and negative electrodes that are connected to the pulse current generator, and has a piston that is installed with the possibility of movement along the axis of the device, on which has a lower current-carrying plate installed, which differs in that a pulse current generator is used as a power source for the current-carrying plates,