UA75885C2 - Спосіб пресування виробів з порошкових матеріалів і прес-форма для його здійснення - Google Patents

Abstract

Винахід належить до порошкової металургії, зокрема пресування виробів. При формуванні поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, використовують частини щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, що знаходяться на суцільних або складених формоутворюючих елементах, розділених вздовж осі пресування. Переміщують формоутворюючі елементи прес-форми так, що щонайменше одну безперервну поверхню виробу з порошкового матеріалу, паралельну осі пресування, формують за допомогою вказаних частин щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі пресування, які належать різним формоутворюючим елементам, при цьому різні формоутворюючі елементи переміщують в протилежних напрямах. Запропонована також прес-форма для здійснення вказаного способу. Спосіб дозволяє виготовляти вироби будь-якої групи складності і проводити ущільнення вздовж криволінійної осі.

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до порошкової металургії, а більш точно - до способу пресування виробів з 2 порошкових матеріалів і прес-форми для його реалізації, і може бути використаний в різних галузях промисловості.

Відомий спосіб одноосного одностороннього пресування порошкових матеріалів в закритих прес-формах див., наприклад, "Порошковая металлургия. Материали, технология, свойства, области применения",

И.М.Федорченко, И.Н.Францевич, И.Д.Радомьісельський і др.- Київ: Наукова думка, 1985), що складаються з 70 матриці, що містить пасивну, не забезпечуючу передачу зусилля пресування порошку, що пресується формоутворюючу поверхню, і пуансонів, що містять здатні передавати зусилля пресування порошку, що пресується формоутворюючі поверхні. Пресування здійснюють за допомогою передачі зусилля пресування порошку через активну формоутворюючу поверхню одного з пуансонів. Відомий спосіб забезпечує виготовлення деталей І і ІІ груп складності з величиною фактора форми, близькою до одиниці. 12 При виготовленні цим способом деталей І групи складності для зниження величини перепаду щільності по висоті виробу в два рази в порівнянні з односторонньою схемою пресування реалізовують двосторонню схему одноосного пресування. Для забезпечення тих же умов у виробах ІМ-МІІ груп складності, що мають різні переходи по висоті, застосовують складові пуансони з елементами, що незалежно переміщаються і спеціалізовані багатоходові преси з синхронізацією і регулюванням робочого ходу їх елементів.

Основним недоліком відомого способу є те, що розподіл середньої щільності виробу з порошкового матеріалу в перерізі, перпендикулярному осі пресування, по його висоті і по його об'єму у всіх схемах пресування має явно виражений нерівномірний характер з вигином шарів однакової щільності в напрямі рушення пресуючого пуансона |Штерн М.Б., Сердюк Г.Г. Максименко Л.А. Трухан Ю.В. Шуляков Ю.М.

Феноменологические теории прессования порошков - Київ: Наукова думка, 19821. с

В умовах серійного виробництва виробів з порошкових матеріалів |, , ШІ груп складності (9 використовуються багатомісні прес-форми, трудомісткість виготовлення набагато разів зростає, оскільки кількість формоутворюючих елементів (пуансони і порожнини багатомісної матриці) відповідає кількості виробів, що пресується за один раз. При формуванні виробів складної форми з розвиненою поверхнею і для усунення руйнуючого впливу пружної післядії застосовують роз'ємні матриці (Клячко Л.И., Уманський А.М., Бобров В.Н. о

Оборудование і оснастка для формования порошковьїх материалов. Москва: Металургия, 1986), що збільшує с кількість елементів прес-форми, ускладнює процес її виготовлення і експлуатації, але не вирішує проблеми отримання прийнятної однакової щільності пресування по висоті. со

Найближчим технічним рішенням є спосіб пресування втулок зі зустрічним переміщенням матриці і ою заставного стрижня, що полягає в тому, що вміщують порошковий матеріал в формоутворюючу порожнину

Зо прес-форми, обмежену активними і пасивними формоутворюючими поверхнями суцільних або складових - формоутворюючих елементів прес-форми, здійснюють взаємне переміщення формоутворюючих елементів прес-форми вздовж осі пресування, при цьому здійснюють передачу зусилля пресування від формоутворюючих елементів прес-форми порошковому матеріалу через активні формоутворюючі поверхні і формують поверхні « виробу з порошкового матеріалу, паралельні осі пресування, за допомогою пасивних формоутворюючих З 0 поверхонь суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми |див., наприклад, Попильский с Р.Я., Пивинский Ю.Е. Пресование порошковьїх керамических масс. Москва: Металургия, 19831. з» У вказаному способі пасивними формоутворюючими поверхнями, розташованими на матриці і заставному стрижні, формуються зовнішня і внутрішня бічні поверхні виробу, а активними формоутворюючими поверхнями, розташованими на пуансонах, формуються торцеві поверхні виробу. Здійснюється спільне зустрічне переміщення жорстко пов'язаних матриці з одним пресуючим пуансоном і стрижня з іншим пресуючим пуансоном 7 і передача зусилля пресування через активні формоутворюючі поверхні. Така схема дозволяє отримувати 4! вироби в формі втулки з більш рівномірним розподілом щільності по висоті виробу.

При однакових умовах тертя на обох пасивних формоутворюючих поверхнях, що обмежують внутрішню і бо зовнішню бічні поверхні виробу при його пресуванні зі зустрічним переміщенням матриці і заставного стрижня, о 20 перепад середньої щільності в перпендикулярному осі пресування перерізі по її висоті не може бути рівним нулю, оскільки визначається різницею в площах протистоячих бічних поверхонь - зовнішньої і внутрішньої. сл Перепад середніх в поперечному перерізі величин осьового тиску АР і щільність порошкового тіла АР по його висоті при пресуванні втулки зі зустрічним переміщенням матриці і стрижня залежить від коефіцієнтів пристінного тертя Її і бічного тиску 7, висоти виробу п і величини зовнішнього г. і внутрішнього го радіусів 59 втулки, що ущільнюється: о дДР-2АРб. ШІ п)

Га ж 60 АР-2Яф п (2) тп де: Ре - середній по висоті виробу бічний тиск.

Спосіб пресування втулок зі зустрічним переміщенням матриці і заставного стрижня має істотний недолік. бо» При формуванні виробу у вигляді втулки отримання рівномірного розподілу щільності по висоті виробу неможливе, оскільки площі його бічних поверхонь (зовнішньої і внутрішньої) не можуть бути рівні. При пресуванні порошків, що складно формуються, це є причиною розшарування довгомірних виробів, приводить до їх нерівномірній усадці і недопустимих змін форми при подальшому сплавленні.

Потрібно зазначити, що сучасні умови підвищеної вимоги до чистоти матеріалів порошкової технології, її здешевлення і спрощення операцій підготовки не дозволяють застосовувати змазки при виготовленні відповідальних деталей. Крім того, зниження параметрів пристінного тертя технологічними змазками не дозволяє додержати умову рівної щільності. Відмінність співвідношення площ зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні приведе до необхідності підбору складу змазки, що зменшує коефіцієнт пристінного /о0 тертя пропорційно цьому співвідношенню.

Відома прес-форма для одноосного пресування порошкових виробів в закритому об'ємі, що складається з трьох формоутворюючих елементів: матриці і двох пуансонів. Пуансони безпосередньо сприймають зусилля пресування перерізом, що повторює форму торцевих поверхонь виробу, які вони формують своїми активними формоутворюючими поверхнями, а матриця обмежує бічну, паралельну осі пресування поверхню виробу і 7/5 сприймає зусилля бічного тиску з боку порошку, що пресується своєю пасивною формоутворюючою поверхнею

ІИ.М.Федорченко, И.Н.Францевич, И.Д.Радомьсельский і др. Порошковая металлургия. Материаль, технология, свойства, області применения. Киев: Наукова думка, 1985).

Переріз формоутворюючого елемента прес-форми, що сприймає зусилля пресування, залежить від гідравлічної площі порошкового виробу. Це підвищує вимоги до якості матеріалу прес-форми і її обробки, 2о зменшує термін її служби і істотно обмежує допустимий діапазон тиску пресування, особливо для виробів, що мають малий переріз в напрямі осі пресування.

Наявність на елементах прес-форми замкнених пасивних формоутворюючих поверхонь, прямий доступ до яких утруднений і до якості яких пред'являються підвищені вимоги, ускладнює їх обробку в процесі виготовлення, обслуговування в процесі експлуатації прес-форм. сч

При виготовленні у відомій прес-формі довгомірних виробів з пластичних порошків, схильних до запресування повітря, або з порошків з великим вмістом рідини або технологічної зв'язки видалення їх із і) замкненого об'єму порожнини матриці в процесі пресування утруднене.

Найближчим технічним рішенням пристрою для реалізації заявленого способу є прес-форма для пресування порошкових виробів в формі втулки, яка містить два суцільних або складових формоутворюючих елемента, ю зо призначених для формування формоутворюючої порожнини, обмеженої активними і пасивними формоутворюючими поверхнями, і розміщеної з можливістю взаємного переміщення вздовж осі пресування, при со цьому передача зусилля пресування від формоутворюючих елементів до порошкового матеріалу здійснюється со через активні формоутворюючі поверхні, а пасивні формоутворюючі поверхні призначені для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування див, наприклад И.М.Федорченко, о

И.Н.Францевич, И.Д.Радомьсельский і др. Порошковая металлургия. Материаль!, технология, свойства, області ї- применения. Киев: Наукова думка, 1985).

У випадку монолітного об'єднання одного пуансона і заставного стрижня в одному формоутворюючому елементі, а іншого пуансона з матрицею в іншому формоутворюючому елементі така прес-форма забезпечує деяке розширення допустимого діапазону тиску пресування. «

Жорстке з'єднання матриці і одного з пуансонів значно утрудняє або унеможливлює витягання спресованого в с виробу. Крім того, в цьому пристрої є конструктивне обмеження для збільшення сприймаючого зусилля пресування перерізу пуансона за рахунок його об'єднання із заставним стрижнем. Тому фактичний виграш в ;» розширенні діапазону тиску пресування не є істотним.

Аналітичне обгрунтування заявленого способу пресування і виведення для перепаду щільності по висоті порошкового виробу, виготовленого заявленим способом. -І На Фіг.1а,0,с представлені прес-форми для одноосного одностороннього пресування циліндричного виробу з порошкових матеріалів. На Фіг.2а,0,с представлені відповідні схеми ущільнення порошкового виробу. Жирними о лініями позначені місця рухомого в процесі ущільнення зчленування частин загальної формоутворюючої

Го! поверхні.

На Фіг1а представлена відома прес-форма для здійснення відомого способу одноосного одностороннього со пресування циліндричного виробу з порошкового матеріалу, що містить перший формоутворюючий елемент 1, с що має активну формоутворюючу поверхню 2 і другий формоутворюючий елемент 3, що має пасивну формоутворюючу поверхню 4, які формують формоутворюючу порожнину 5. На Фіг.2а представлена схема ущільнення циліндричного тіла з порошкового матеріалу.

На дільниці виробу з порошкового матеріалу, прилеглій до лінії 6 (ФігЛа) рухомого зчленування активної формоутворюючої поверхні 2 формоутворюючого елемента 1 і пасивної формоутворюючої поверхні 4, тобто по

Ф) контуру кола А» В' Сі р' (Фіг2а), величина переміщення порошку відносно пасивної формоутворюючої ка поверхні, сили пристінного тертя і міра ущільнення мають найбільші значення. А в місцях нерухомого зчленування, тобто по контуру кола А, В, С, Ю переміщення і сили пристінного тертя близькі до нуля і, бо Відповідно, міра ущільнення порошку мінімальна |див., наприклад, Штерн М.Б. і др. Феноменологические теорий прессования порошков.- Київ: Наукова думка, 1982, стор.140).

На половині відстані між пересувною і нерухомою активними формоутворюючими поверхнями, тобто по контуру а, Б, с, а вказані величини мають середні значення. При цьому величина середньої щільності в перерізі а, Б, с, а є середньою щільністю по всьому об'єму виробу, що пресується. Розподіл щільності порошкового тіла б по його висоті залежить від співвідношення висоти і діаметра виробу і може бути рівномірним тільки у разі досягнення 10095 ущільнення.

З теорії пресування порошкових матеріалів в закритих пресі-формах |див., наприклад, Попильский Р.Я. і др.

Прессование порошковьіїх керамических масс. -Москва: Металлургия, 1983) відомо, що за рахунок пристінного тертя перепади щільності АР по висоті виробу, що пресується в центральній частині (Фіг.2а,б) вздовж осі ЕеЕ!"' завжди менше, ніж у стінок вздовж лінії Аай", а величина середньої щільності «р» вздовж будь-якої її вертикалі однакова в будь-який момент пресування

АР (дадзАР(Ееє) (3) «Р» (дад) УР» (Бе) УР» (Сосу) (4)

На Фіг1а представлена прес-форма для пресування виробів з порошкових матеріалів. У схемі пресування циліндричного виробу з порошкового матеріалу згідно із заявленим способом (Фіг. 25) в області виробу з порошкового матеріалу, прилеглій до лінії рухомого зчленування зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні АХА і СС, зліва від цієї лінії в області точок А і С, вертикальне переміщення 7/5 порошку відносно пасивної формоутворюючої поверхні і сили пристінного тертя близькі до нуля, а праворуч від цих точок вказані величини максимальні.

У околицях точок А" і Со" картина міняється на зворотну: зліва від цих точок вказані величини максимальні, а праворуч - мінімальні. Таким чином, в будь-яких точках виробу, що пресується з порошкового матеріалу, прилеглих до ліній АГА і СС, величини зміщення, сил пристінного тертя (з урахуванням знака) і міри ущільнення будуть рівні середньому значенню між відповідними величинами по різні сторони від ліній сполучення.

Отже, міра ущільнення порошку в області, розташованій вздовж лінії сполучення частин пасивної формоутворюючої поверхні АГА і СС, буде однакова. Відповідно до співвідношень (3) і (4) в будь-якій точці площини перерізу виробу з порошкового матеріалу (заштрихована область А'АСС), що проходить через с симетричні відносно центральної осі пресування лінії сполучення частин пасивної формоутворюючої поверхні

АА і СС, міра ущільнення, а, отже, і щільність виробу буде однакова і рівна середньому по об'єму виробу о значенню.

У площинах перерізів, рівновіддалених від областей сполучення частин пасивної формоутворюючої поверхні площина ВВ'С'О (Фіг.25), розподіл щільності повинний підкорятися класичним уявленням з інверсією параметрів ю зо В області осі симетрії виробу, що пресується ЕЕ, вздовж якої щільність постійна.

Таким чином, в точках В'Її О буде відбуватися інтенсивне ущільнення порошку, а точках В і 02" міра со ущільнення буде мінімальною. со

Розглянемо співвідношення сил, діючих в елементарному шарі (Фіг.3) висотою ап виробу з порошкового матеріалу, що пресується заявленим способом, протилежні бічні поверхні якого формуються зустрічно рухомими що) з5 частинами розділеної вздовж осі пресування безперервною пасивної формоутворюючої поверхні прес-форми. ча

Приймемо наступні допущення: величина гідравлічної площі виробу, що пресується З о і загального гідравлічного периметра С (рівного сумі зустрічно рухомих частин цього периметра (С і с"), коефіцієнтів пристінного тертя 7 і 7 і бічного тиску ф, постійні по висоті; моментом пари сил Р"р і Ер можна нехтувати; зміна « тиску, зумовлена масоперенесенням порошку в напрямі, перпендикулярному осі пресування, відсутня. 40 Сила, діюча на верхню основу шару товщиною ап шщ с Ео-Р.Зо (5) ;»

Реакція сили, діюча на нижню основу шару

Евп-(Р-аР)-Во (6) -І 4! адР - втрати тиску пресування на висоті ап.

Сила пристінного тертя, розвинена на частині пасивної формоутворюючої поверхні, що рухається спільно з со верхньою активною формоутворюючою поверхнею, визначається вираженням о 50

РтрУЕбічи-Рер-В'-Рерт чан (7) сл

Де: ЕРбіц - сила бічного розпору;

З - площа відповідної частини пасивної формоутворюючої поверхні; 22 б' - частина загального гідравлічного периметра, що відноситься до частини пасивної формоутворюючої

Ге! поверхні площею 5;

Т - коефіцієнт пристінного тертя, діючого на поверхні 5"; де Сила пристінного тертя, розвинена на частині пасивної формоутворюючої поверхні, що рухається спільно з нижньою активною формоутворюючою поверхнею 60

Е1р-Ебіч еРер В" еР рій (8)

У стані статичної рівноваги сил.

Ео-ЕРвжечр- Ер, б5

Р.Во-(Р-аР)ВокР.р-.ап-Р рий (9)

Інтегруючи, отримаємо: тп ур ЩО Го);

Ро Зо

Величина перепаду щільності виробу по висоті 70 др") НО 1)

Зо

Або, переходячи від периметрів до площ різнонаправлених частин пасивної формоутворюючої поверхні

АРЯВр (Ви - Вк. 2)

Зо

Правомірність допущень, зроблених при виведенні розподілу щільності виробу по висоті, визначається наступним. 720 Більшість виробів, що виготовляються способом пресування в закритих прес-формах, мають правильну геометричну форму без змін поперечних розмірів вздовж осі пресування. При ущільненні виробів з переходами по висоті необхідно вибрати напрям пресування, що задовольняє перерахованим вимогам в найбільшій мірі.

При реалізації способу при ущільненні виробів з порошкових матеріалів в закритих жорстких прес-формах коефіцієнти пристінного тертя і бічного тиску змінюються по висоті виробу |див., наприклад, Попильский Р.Я., сч

Ливийский Ю.Е. Прессование порошковьїх керамических масс. Москва: Металургія, 1983). Однак численними Го) експериментальними даними була показана постійність здобутку цих величин для одного і того ж матеріалу, що ущільняється в однакових умовах при будь-якому тиску пресування.

Крім того, в заявленому способі зміни цих величин вздовж осі пресування взаємно компенсуються, оскільки ою змінюються однаково, але мають протилежний напрям. Момент пари різнонаправлених сил пристінного тертя при ущільненні порошкового матеріалу приводить до викривлення шарів однакової щільності в об'ємівиробу, що пресується. Але оскільки величина викривлення в областях, прилеглих до частин пасивної формоутворюючої со поверхні, що переміщаються в протилежних напрямах, буде однакова, а напрям вигину шарів різний, то в заявленому способі протягом всього процесу ущільнення підтримується рівномірність розподілу вздовж осі І в) пресування величини середньої в поперечному перерізі щільності. Крім того, наявність моменту пари м різнонаправлених сил приводить до підвищення міри пластичної деформації порошкового матеріалу з переважанням зсувної складової, що сприяє формуванню дрібнозернистої (нанокристалічної) структури при виробництві конструкційних і функціональних виробів, і забезпечує рішення поставленої задачі.

На дільницях прилеглих до лінії сполучення зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні « дю буде відбуватися перенесення порошку в перпендикулярному осі пресування напрямі через наявність градієнта з щільності по обидві сторони від цієї лінії. Масоперенесення порошку в об'ємі виробу, що пресується приведе до с зміни характеру розподілу щільності виробу з порошкового матеріалу. Однак при наявності великого числа :з» рухомих в різних напрямах відносно виробу, що ущільняється, частин пасивної формоутворюючої поверхні (Фіг.1Б, 2с) області підвищеної і зниженої щільності будуть знаходитися поряд, переходячи одна в одну через області вертикальних перерізів із середньою щільністю (заштриховані області). - 15 Чим ближче будуть розташовані області з різним характером ущільнення (чим частіше вони будуть чергуватися), тим легше буде відбуватися масоперенесення між цими областями і тим більш інтенсивною буде 1 зсувна складова деформації порошкового матеріалу. Крім того, перерозподіл матеріалу, що ущільняється буде бо відбуватися протягом всього процесу пресування, сприяючи вирівнюванню щільності по всьому об'єму, оскільки приведений характер її розподілу буде виявлятися у виробі, що пресується з моменту додатку мінімального (ее) 20 навантаження, коли порошок знаходиться в стані насипної щільності і його перерозподіл ще не обмежено сл міцними зв'язками, а сили тертя між частками мінімальні.

Оскільки в площині будь-якого перерізу виробу з порошкового матеріалу, перпендикулярного напряму пресування згідно із заявленим способом, області зниженої і підвищеної щільності чергуються з областями із середньою по об'єму виробу щільністю, то середня по цих перерізах щільність однакова на будь-якій висоті 59 виробу. Виникнення вздовж ліній сполучення частин розділеної вздовж осі пресування єдиної пасивної

ГФ) формоутворюючої поверхні різнонаправлених, але однакових по сумарній величині сил пристінного тертя,

ГФ приводить до вирівнювання щільності по всьому об'єму виробу.

У заявленому способі здійснюється вирівнювання розподілу щільності виробу з порошкового матеріалу по всьому об'єму різнонаправленими силами пристінного тертя. бо В основу даного винаходу поставлена задача створення способу пресування виробів з порошкових матеріалів, в якому забезпечується підвищення рівномірності розподілу щільності виробу з порошкового матеріалу по всьому об'єму виробу, і який дозволить полегшити видалення рідини і/або технологічної зв'язки і запресованого повітря з об'єму пресованих виробів, розширити допустимий діапазон тиску пресування, розширити номенклатуру і підвищити якість виробів з порошкових матеріалів всіх груп складності, виключити 65 руйнуючий вплив сил пристінного тертя на поверхні замкненої порожнини формоутворюючого елемента при витяганні виробу, підвищити економічність виробництва, експлуатації і обслуговування прес-форм, знизити вимоги до міцнісних і пружних характеристик матеріалу прес-форм.

В основу даного винаходу поставлена також задача створення прес-форми для пресування виробів з порошкових матеріалів, конструктивне виконання якої дозволить підвищити рівномірність розподілу щільності виробу з порошкового матеріалу по всьому об'єму виробу, що, в свою чергу, дозволить полегшити видалення рідини і/або технологічної зв'язки і запресованого повітря з об'єму пресованих виробів, розширити допустимий діапазон тиску пресування, розширити номенклатуру і підвищити якість виробів із порошкових матеріалів всіх груп складності виключити руйнуючий вплив сил пристінного тертя на поверхні замкненої порожнини 7/0 Формоутворюючого елемента при витяганні виробу, підвищити економічність виробництва, експлуатації і обслуговування прес-форм, знизити вимоги до міцнісних і пружних характеристик матеріалу прес-форм.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі пресування виробів з порошкових матеріалів, який полягає в тому, що вміщують порошковий матеріал в формоутворюючу порожнину прес-форми, обмежену активними і пасивними формоутворюючими поверхнями суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, 7/5 Здійснюють взаємне переміщення формоутворюючих елементів прес-форми вздовж осі пресування, при цьому здійснюють передачу зусилля пресування від формоутворюючих елементів прес-форми порошковому матеріалу через активні формоутворюючі поверхні і формують поверхні виробу з порошкового матеріалу, паралельні осі пресування, за допомогою пасивних формоутворюючих поверхонь суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, згідно з винаходом, при формуванні поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, використовують частини щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, що знаходяться на суцільних або складових формоутворюючих елементах, розділених вздовж осі пресування, переміщують формоутворюючі елементи прес-форми так, що щонайменше одну безперервну поверхню виробу з порошкового матеріалу, паралельну осі пресування, формують за допомогою вказаних частин с щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, розділеній вздовж осі пресування, які належать різним формоутворюючим елементам, при цьому різні формоутворюючі елементи переміщують в протилежних і) напрямах.

Корисно, щоб пресування здійснювали за допомогою зустрічного переміщення суцільних або складових формоутворюючих елементів вздовж прямолінійної осі пресування. ю зо Вигідно, щоб пресування здійснювали за допомогою зустрічного переміщення суцільних або складових формоутворюючих елементів вздовж криволінійної осі пресування. со

Корисно, щоб як криволінійна вісь пресування використали дугу кола або елемент гвинтової лінії з со постійним або змінним кроком.

Доцільно, щоб при пресуванні виробів з порошкових матеріалів до суцільних або складових о формоутворюючих елементів прес-форми прикладали механічні коливання, причому використовували механічні ї- коливання ультразвукового діапазону частот.

Корисно, щоб прикладали механічні коливання до суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, що містять велику частину пасивної формоутворюючої поверхні.

Доцільно також, щоб при пресуванні виробів з внутрішньою порожниною або з розвиненою поверхнею « використали формоутворюючі елементи, в яких різниця між плоцами пасивних формоутворюючих поверхонь, в с що належать різнонаправленим формоутворюючим елементам прес-форми, мінімальна.

Й Поставлена задача вирішується також тим, що в прес-формі для пресування виробів з порошкових и?» матеріалів, що містить два суцільних або складових формоутворюючих елемента, призначеній для формування формоутворюючої порожнини, обмеженої активними і пасивними формоутворюючими поверхнями, і розміщеної

З можливістю взаємного переміщення вздовж осі пресування, причому передача зусилля пресування від -І формоутворюючих елементів до порошкового матеріалу здійснюється через активні формоутворюючі поверхні, а пасивні формоутворюючі поверхні призначені для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, о паралельних осі пресування, згідно з винаходом,

Го! суцільні або складові формоутворюючі елементи прес-форми, розділені вздовж осі пресування, містять 5о частину щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі со пресування, с при цьому на кожному з формоутворюючих елементів розташовані щонайменше одна частина щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі пресування і призначеної для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, і частина щонайменше в однієї активної формоутворюючої поверхні, призначеної для передачі зусилля пресування.

Доцільно, щоб кожний з суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми містив частини (Ф, пасивних і частини активних формоутворюючих поверхонь, що обмежують множину порожнин, призначених для ка пресування множини виробів з порошкового матеріалу.

Корисно, щоб множина виробів з порошкового матеріалу мала однакову або різну форму. во Вигідно, щоб на торці щонайменше одного з суцільних або складових формоутворюючих елементів була виконана щонайменше одна проточка для завантаження порошкового матеріалу в щонайменше одну формоутворюючу порожнину прес-форми.

Корисно, щоб формоутворюючі елементи були виконані з можливістю їх взаємного переміщення в протилежних напрямах вздовж осі пресування. 65 Доцільно, щоб вісь пресування була вибрана з групи, що складається з прямолінійної осі пресування, криволінійної осі пресування і дуги кола і елемента гвинтової лінії з постійним або змінним кроком.

Корисно, щоб прес-форма додатково містила засіб для запобігання не осьовому переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів, в якості якого був би використаний конструктивний елемент, вибраний з групи, що складається з бандажа, обойми, шарніра загальної осі взаємного переміщення формоутворюючих елементів, шліцьового зачеплення суцільних або складових формоутворюючих елементів один з одним, байонетного зачеплення суцільних або складових формоутворюючих елементів, еластичної оболонки.

Вигідно, щоб як засіб для запобігання неосьовому переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів був використаний щонайменше один з суцільних або складових формоутворюючих елементів.

Доцільно, щоб на суцільних або складових формоутворюючих елементах була виконана щонайменше одна 7/0 проточка для утворення додаткової порожнини, призначеної для збору газу або рідини, що витісняється при пресуванні порошкового матеріалу.

Корисно, щоб додаткова порожнина була виконана з можливістю збільшення її об'єму при взаємному переміщенні суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми.

Вигідно, щоб кількість складових частин формоутворюючих елементів прес-форми відповідала кількості /5 Ззападин/виступів виробу, що пресується з порошкового матеріалу.

Доцільно, щоб для пресування виробів з внутрішньою порожниною або з розвиненою поверхнею формоутворюючі елементи прес-форми були виконані так, що різниця між площами пасивних формоутворюючих поверхонь, що належать різнонаправленим формоутворюючим елементам прес-форми, мінімальна.

Запропонований спосіб пресування виробів з порошкоподібних матеріалів дозволяє виключити недоліки, го властиві відомим способам завдяки тому, що частини формоутворюючих поверхонь, що складають загальну пасивну формоутворюючу поверхню, в процесі пресування пересуваються відносно виробу, що пресується, в протилежних напрямах. Різнонаправлені сили пристінного тертя, виникаючі вздовж цієї поверхні, взаємно компенсуються. У заявленому способі використовують кількість формоутворюючих елементів прес-форми, мінімально необхідну для несилового витягання виробу з прес-форми. При цьому не відбувається руйнуючої дії сч ов Тертя об формоутворюючі поверхні. Формоутворюючі елементи прес-форми не містять замкнених важкодоступних формоутворюючих поверхонь. Величина перпендикулярного напряму пресування мінімального і) перерізу формоутворюючих елементів прес-форми, що піддаються механічному зусиллю, може бути вибрана незалежно від їх гідравлічної площі.

В отриманих виробах величина перепаду щільності ДР по висоті й пресування визначається вираженням ю 7 АРВ р (8. Вк. О3) со бо с де: 5 - коефіцієнт пресування (константа, що характеризує міру ущільнення порошку, що пресується);

Ф - коефіцієнт бічного тиску; -

З - частина пасивної формоутворюючої поверхні, що належить одному формоутворюючому елементу прес-форми;

Т - коефіцієнт тертя порошку, що пресується об частину пасивної формоутворюючої поверхні площею 5", що « належить одному формоутворюючому елементу прес-форми; з" - частина пасивної формоутворюючої поверхні що належить іншому формоутворюючому елементу т с прес-форми; "» Т" - коефіцієнт тертя порошку, що пресується об частину пасивної формоутворюючої поверхні площею 5", що " належить іншому формоутворюючому елементу прес-форми;

Зо - гідравлічна площа пресування (проекція активної формоутворюючої поверхні на площину, перпендикулярну осі пресування). - З вираження (13) видно, що розподіл середньої в перпендикулярному осі пресування перерізі щільності по сл висоті виробу, крім коефіцієнта бічного тиску і геометричних параметрів виробу, залежить від співвідношення величин сил тертя, діючих на різнонаправлених частинах розділеної вздовж осі пресування пасивної со формоутворюючої поверхні, що формують єдину замкнену паралельну осі пресування поверхню. Перепад оо 20 щільності по висоті пресування відсутній при рівності площ протилежно рухомих частин єдиної замкненої пасивної формоутворюючої поверхні (5-57) і при однакових умовах пристінного тертя на цих частинах (Т-Г). сл Загальна умова отримання виробу рівномірної щільності, виготовленого за заявленому способом:

В'яиВИМ" (14)

Спосіб формування виробів, що мають в одній з проекцій форму кола або його сегмента, дозволяє провести і) формування бездефектних виробів складної конфігурації з мінімальним перепадом щільності вздовж осі ко пресування, що не є прямою лінією.

При неможливості дотримання умов рівності площ різнонаправлених частин пасивної формоутворюючої 60 поверхні, коли співвідношення (575") не дорівнює одиниці, для максимального досягнення основного технічного результату необхідно пропорціонально змінити величину відношення (Г/) технологічними прийомами або зовнішнім впливом так, щоб відповідні добутки площ на коефіцієнти пристінного тертя були рівні. При формуванні виробу з крізним отвором, вісь якого співпадає з віссю пресування, напрям рушення заставного елемента, що формує цей отвір, потрібно вибирати з дотриманням умови мінімальної різниці між величинами 65 Зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні.

Досягнення технічного результату можливо як шляхом зменшення значення коефіцієнта пристінного тертя,

діючого на більшій частині пасивної формоутворюючої поверхні, так і шляхом збільшення значення коефіцієнта пристінного тертя, діючого на меншій частині цієї поверхні. Підвищувати значення коефіцієнта пристінного тертя, збільшуючи тим самим втрати тиску пресування, економічно недоцільно. Тому виконання умови рівномірної щільності виробу повинно забезпечуватися зниженням значення коефіцієнта пристінного тертя, діючого на більшій частині пасивної формоутворюючої поверхні.

Виходячи з вираження (13), зміна параметрів пристінного тертя повинна бути селективною. Тобто, знизивши значення коефіцієнта пристінного тертя, діючого на більшій частині поверхні, необхідно уникати відповідного зниження коефіцієнта пристінного тертя у меншої її частини. 70 Активне і оперативне управління параметрами пристінного тертя в процесі пресування порошкових матеріалів можна здійснити шляхом додавання механічних коливань. У цьому випадку сила пристінного тертя діє у стінки прес-форми, що коливається, не весь час, а тільки в моменти зіткнення поверхонь, що труться.

Селективність дії коливань на параметри пристінного тертя можна забезпечити їх підведенням до елемента прес-форми, що несе на собі велику частину пасивної формоутворюючої поверхні. Оскільки зустрічно рухомі /5 елементи прес-форми в процесі пресування акустично пов'язані один з одним тільки через вироби з порошкового матеріалу, то небажане зниження коефіцієнта тертя, діючого вздовж меншої частини пасивної формоутворюючої поверхні, буде меншим. Чим вище частота коливань, тим більше вони будуть затухати у виробі з порошкового матеріалу. Застосування для цих цілей коливань низької частоти може виявитися мало ефективним. Таким чином, для селективного зниження сили пристінного тертя в процесі пресування порошкових 2о матеріалів доцільне застосування коливань ультразвукового діапазону частот.

Наявність на кожному з формоутворюючих елементів заявленої прес-форми активної і частини пасивної формоутворюючої поверхні забезпечує умову створення різнонаправлених сил пристінного тертя і виникнення незмінного по величині тиску пресування, що передається всім шарам виробу з порошкового матеріалу і забезпечує однакову міру їх ущільнення. сч

У формоутворюючих елементів заявленої прес-форми переріз, що сприймає зусилля пресування, значно перевищує величину гідравлічного перерізу виробу, що пресується, що дозволяє значно підвищити тиск і) пресування за межі максимально допустимого значення механічного напруження для матеріалу елементів прес-форми. Цим забезпечується розширення діапазону тиску пресування і зниження вимог до якості матеріалу прес-форм для пресування порошкових матеріалів. ю зо Надалі винахід пояснюється описом переважних варіантів його втілення з посиланнями на супроводжуючі креслення, на яких: со

Фіг.1(а,б,с) зображають прес-форму (а) для одноосного одностороннього пресування циліндричного виробу з со порошкових матеріалів (б,с) - для заявленого способу;

Фіг.2(а,б,с) зображають схему ущільнення порошкового матеріалу при пресуванні виробів; о

Фіг.3 зображає розподіл сил, діючих в малому шарі виробу з порошкового матеріалу, що пресується, згідно з ї- винаходом;

Фіг.4 зображає загальний вигляд прес-форми для пресування виробів з порошкових матеріалів, що містить два формоутворюючих елементи, що має відповідно активні і пасивні формоутворюючі поверхні, згідно з винаходом; «

Фіг5 зображає загальний вигляд прес-форми з десятьма різнонаправленими частинами пасивної з с формоутворюючої поверхні, що чергуються, згідно з винаходом;

Фіг.6 зображає загальний вигляд прес-форми для серійного виготовлення однотипних виробів з порошкових ;» матеріалів у вигляді прямокутних брусків, згідно з винаходом;

Фіг.7(а,5) зображають загальний вигляд прес-форми для пресування виробу у вигляді сегмента кільця прямокутного перерізу вздовж криволінійної осі, і сегмент кільця прямокутного перерізу, згідно з винаходом; -І Фіг.в(а,0) зображають загальний вигляд прес-форми для пресування множини виробів у вигляді сегмента кільця прямокутного перерізу вздовж криволінійної осі, і сегменти кільця прямокутного перерізу, згідно з о винаходом;

Го! Фіг.9У(а,5) зображає загальний вигляд прес-форми для пресування виробу в формі спіралі, згідно з винаходом; со Фіг.10 зображає загальний вигляд прес-форми для одноосного пресування виробу у вигляді прямокутного с бруска, згідно з винаходом;

Фіг.11(а,5) зображають загальний вигляд прес-форми для пресування виробу у вигляді шестерні циліндричної зубчатої передачі і шестерню циліндричної зубчатої передачі, згідно з винаходом;

Фіг.12(а,5) зображають загальний вигляд прес-форми для пресування виробу у вигляді шестерні конічної зубчатої передачі і шестерню конічної зубчатої передачі, згідно з винаходом;

Ф) Фіг.13 зображає загальний вигляд прес-форми для двовісного пресування виробу у вигляді прямокутного ка бруска, згідно з винаходом;

Фіг.14 (а,5) зображають загальний вигляд прес-форми для пресування виробу в формі сегмента сфери і бо Сегмент сфери, згідно з винаходом;

Фіг.15 зображає прес-форму, що має еластичну оболонку для пресування в гідро-, газостатах і додатковою порожниною для збору повітря, що витісняється при пресуванні, згідно з винаходом.

Прес-форма (Фіг.4) для пресування виробів з порошкових матеріалів згідно з винаходом містить у варіанті, що описується два суцільних формоутворюючих елемента 1, З, що мають активні і пасивні формоутворюючі 65 поверхні 2, 4, відповідно. Формоутворюючі поверхні 2, 4 обмежують формоутворюючу порожнину 5.

Формоутворюючі елементи 1, З розміщені з можливістю взаємного переміщення вздовж осі у-у пресування. При цьому передача зусилля пресування від формоутворюючих елементів 1, З до порошкового матеріалу здійснюється через активні формоутворюючі поверхні 2, а пасивні формоутворюючі поверхні 4 призначені для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування.

Штрихуванням позначені площини розрізів елементів прес-форми. Для наочності деякі складові частини формоутворюючих елементів не зображені, зображені зі зміщенням вздовж осі пресування в положенні, призначеному для завантаження порошку, або позначені тонкими лініями, як виконані з прозорого матеріалу.

Згідно з винаходом суцільні або складові формоутворюючі елементи 1, З прес-форми, розділені вздовж осі у-у пресування, містять частину щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні 4, 70 розділеній вздовж осі пресування.

При цьому на кожному з формоутворюючих елементів 1, З розташовані щонайменше одна частина щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні 4, розділеній вздовж осі пресування і призначеній для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, і частина щонайменше однієї активної формоутворюючої поверхні 2, призначеної для передачі зусилля пресування.

Для полегшення завантаження порошку, видалення запресованого повітря або рідини через зазори сполучення, а також для полегшення виготовлення, збирання і обслуговування прес-форми формоутворюючі елементи 1, З виконані складовими (Фіг.5), що містять множину складових елементів 7, 8, відповідно.

Можливий варіант виконання прес-форми, коли кожний з суцільних або складових формоутворюючих елементів 71, З (Фіг.б) містить частини пасивних і частини активних формоутворюючих поверхонь 2, 4, що обмежують множину порожнин 9, призначених для пресування множини виробів з порошкового матеріалу.

При цьому множина виробів з порошкового матеріалу може мати однакову форму або різну форму (не показані).

На торці 10 (Фіг.4) щонайменше одного з суцільних або складових формоутворюючих елементів 1,3 виконана щонайменше одна проточка 11 для завантаження порошкового матеріалу в формоутворюючу порожнину 5 с ов прес-форми.

Формоутворюючі елементи 1,3 виконані з можливістю їх взаємного переміщення в протилежних напрямах і) вздовж осі у-у пресування. Напрям переміщення показаний стрілками.

Вісь у-у пресування вибрана з групи, що складається з прямолінійної осі пресування (Фіг.4, 5, б), криволінійної осі пресування (не показана), дуги кола (Фіг.7, 8) і елемента гвинтової лінії (Фіг.9) з ю зо постійним або змінним кроком.

Прес-форма додатково містить засіб 12 (Фіг.4) для запобігання неосьовому переміщенню суцільних або со складових формоутворюючих елементів 1,3. со

Як вказаний засіб 12 для запобігання неосьовому переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів 1, З може бути використаний конструктивний елемент, вибраний з групи, що складається з бандажа о (Фіг.10), обойми (Фіг.4, 5), шарніра (Фіг.7, 8) загальної осі взаємного переміщення формоутворюючих ї- елементів, шліцьового зачеплення (Фіг.б, 9) суцільних або складових формоутворюючих елементів один з одним, байонетного зачеплення (Фіг.б) суцільних або складових формоутворюючих елементів, еластичної оболонки (Фіг.15).

Як засіб 12 для запобігання неосьовому переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів «

Може бути використаний щонайменше один з суцільних або складових формоутворюючих елементів 1, З (Фіг.7). з с Для пресування виробів з крізним отвором 13, вісь якого співпадає з віссю у-у пресування, використовують . заставний елемент 14 (Фіг.11). Напрям рушення заставного елемента 14, що формує крізний отвір, вибирається и?» з дотриманням умови мінімальної різниці між величинами площ зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні.

При пресуванні виробів типу циліндричної шестерні фрези або крильчатки (Фіг.11), (не показана) кількість -І складових елементів 7, 8 (Фіг.5) формоутворюючих елементів 1, З прес-форми відповідає кількості западин/виступів виробу, що пресується з порошкового матеріалу. Для забезпечення рівної щільності виробів, о що пресуються, по всьому об'єму підвищують міру зсувної пластичної деформації порошкового матеріалу також

Го! шляхом збільшення кількості складових елементів формоутворюючих елементів прес-форми (Фіг.5).

Реалізація заявленого способу можлива і в схемі двовісного пресування (Фіг.13) з використанням додаткових со заставних елементів 15 (показаний тільки один заставний елемент), розміщених в формоутворюючих елементах сп 1, 3. Пресування можна здійснювати по роздільній схемі, тобто здійснюють пресування вздовж однієї осі за допомогою зустрічного переміщення формоутворюючих елементів 1, 3, або з одночасним ущільненням порошкового матеріалу в двох непаралельних напрямах.

Для формування виробів у вигляді сегмента порожнистого тіла обертання (Фіг.14) пресування здійснюється вздовж дуги кола поворотом формоутворюючого елемента З в складовому формоутворюючому елементі 1, який

Ф) одночасно виконує функцію утримання елемента З від неосьових переміщень. ка На Фіг.15 представлена прес-форма, що має еластичну оболонку 16 для пресування виробів з порошкових матеріалів в гідро-, газостатах і додаткову порожнину 17 для збору повітря, що витісняється з порошкового бо матеріалу при пресуванні.

Утримання формоутворюючих елементів 1, З зовнішнім зусиллям притискання можна реалізувати вмістивши завантажені порошком і захищені еластичною оболонкою 16 формоутворюючі елементи 1, 3. Ущільнення відбувається при плавному або імпульсному підвищенні тиску в середовищі гідро-, газостата, оскільки зменшення загального об'єму формоутворюючих елементів з порошковим матеріалом, взятих в оболонку, б5 Можливе тільки при їх зустрічному осьовому переміщенні. При знятті тиску під дією сил пружної післядії станеться одночасне всебічне звільнення виробу.

Для збору матеріалу повітря, що витісняється при ущільненні порошкового формоутворюючі елементи, як було указано, можуть мати додаткові порожнини 17 (фіг. 15). Для активного збору повітря, що витісняється додаткова порожнина може збільшуватися в об'ємі в процесі ущільнення порошку.

Спосіб пресування виробів з порошкових матеріалів здійснюється таким чином.

Вміщують порошковий матеріал 18 (Фіг.4) в формоутворюючу порожнину 5 прес-форми, обмежену активними і пасивними формоутворюючими поверхнями 2, 4 суцільних або складових формоутворюючих елементів 1, 3, відповідно, прес-форми.

Здійснюють взаємне переміщення формоутворюючих елементів 1, З пресформи вздовж осі у-у пресування, /0 при цьому здійснюють передачу зусилля пресування від формоутворюючих елементів 1, З прес-форми порошковому матеріалу 18 через активні формоутворюючі поверхні 2.

Формують поверхні виробу з порошкового матеріалу, паралельні осі пресування, за допомогою пасивних формоутворюючих поверхонь 2 суцільних або складових формоутворюючих елементів 1, З прес-форми.

Згідно з винаходом, в заявленому способі при формуванні поверхонь виробу з порошкового матеріалу, /5 паралельних осі пресування, використовують частини щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, що знаходяться на суцільних або складових формоутворюючих елементах 1,3, розділених вздовж осі пресування.

Переміщують формоутворюючі елементи прес-форми так, що щонайменше одну безперервну поверхню порошкового виробу, паралельну осі пресування, формують за допомогою вказаних частин щонайменше однієї 2о пасивної формоутворюючої поверхні, розділеній вздовж осі пресування, які належать різним формоутворюючим елементам. При цьому різні формоутворюючі елементи переміщують в протилежних напрямах (показано стрілками).

Пресування здійснюють за допомогою зустрічного переміщення суцільних або складових формоутворюючих елементів вздовж прямолінійної осі пресування або вздовж криволінійної осі пресування. сч

При цьому як криволінійну вісь пресування використовують дугу кола або елемент гвинтової лінії з постійним або змінним кроком. і)

Доцільно, щоб при пресуванні виробів з порошкових матеріалів до суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми прикладали механічні коливання. При цьому використовують механічні коливання ультразвукового діапазону частот. ю зо У деяких випадках прикладають механічні коливання до суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, що містять велику частину пасивної формоутворюючої поверхні. со

При виробництві довгомірних виробів зміна коефіцієнта пристінного тертя по висоті приводить до со необхідності використання ультразвукових коливань, направлених паралельно пасивній формоутворюючій поверхні. Як правило, цей напрям співпадає з напрямом осі пресування. У цьому випадку розподіл амплітуди о з5 Коливань формоутворюючих елементів вздовж осі пресування буде таким, що убуває по мірі убування значення ча коефіцієнта пристінного тертя. Характер зміни амплітуди коливань вздовж пасивної формоутворюючої поверхні можна підібрати, приводячи у відповідність довжину хвилі резонансній довжині формоутворюючого елемента - хвилеводу шляхом зміни частоти коливань.

Для рівновісних і малогабаритних виробів, зміною коефіцієнта пристінного тертя вздовж осі пресування яких « 70 Можна нехтувати, доцільне застосування ультразвукових коливань, направлених перпендикулярно пасивній в с формоутворюючої поверхні. У цьому випадку ультразвукове оснащення не заважає проведенню ущільнення . матеріалу, оскільки розташовується вздовж осі, перпендикулярної осі пресування. и?» При пресуванні виробів з крізним отвором, вісь якого співпадає з віссю пресування, напрям рушення заставного елемента, що формує цей отвір, вибирають з дотриманням умови мінімальної різниці між величинами площ зустрічно рухомих частин пасивної формоутворюючої поверхні. -І Пресування за заявленим способом не можна класифікувати ні як одностороннє, ні як двостороннє, оскільки точки нульового переміщення порошку відносно різних частин пасивної формоутворюючої поверхні знаходяться о на різних висотах, а вздовж вертикальної лінії їх рухомого сполучення не визначені.

Го! Контроль закінчення процесу пресування може здійснюватися "по тиску" і "до упора". У різних реалізаціях заявленого способу дозування порошку може здійснюватися по масі і по об'єму. со Для пресування виробів складної форми або з розвиненою поверхнею не завжди вдається конструктивно сп розділити загальну пасивну формоутворюючу поверхню прес-форми на зустрічно рухомі частини рівної площі. У цих випадках для отримання виробу рівної щільності відповідно до вираження (13) зменшують величину діючого на більшій поверхні коефіцієнта пристінного тертя пропорційно відношенню цих площ, виконавши умову (14).

Зменшити коефіцієнт пристінного тертя можна за допомогою технологічної змазки, нанесеної на відповідну поверхню, або підвівши ультразвукові механічні коливання до одного з формоутворюючих елементів (Ф, прес-форми. Ультразвукові коливання необхідно підводити з урахуванням наступних особливостей. ка У процесі ущільнення потрібно знизити коефіцієнт тертя, діючий у поверхні більшої площі. Тому підводити коливання необхідно до формоутворюючого елемента, несучого на собі велику частину пасивної бо формоутворюючої поверхні.

Оскільки формоутворюючі елементи в процесі пресування акустично пов'язані один з одним тільки через порошковий матеріал, який поглинає механічні коливання високої частоти нелінійно, то, змінюючи величину ультразвукового впливу, можна досягти необхідного співвідношення величин коефіцієнтів пристінного тертя у різних частин пасивної формоутворюючої поверхні різної площі. 65 Приклад

Способом пресування згідно з винаходом без застосування змазок, пластифікаторів і ультразвукових коливань були виготовлені деталі сьомої групи складності з необробленого плазмохімічного ультрадисперсного порошку технічної кераміки складу 2705-3905 мол. М2Оз. При цьому жодного дефектного виробу отримано не було.

Розрахунковий перепад щільності по висоті виробу, виготовленого відомим способом одностороннього статичного пресування, склав близько 4905.

Для виробів, виготовлених заявленим способом, виміряний перепад щільності склав близько 0,595, з чим добре узгоджується розрахована по вираженню (13) величина перепаду 0,70,39065, в залежності від реалізації плаваючої або зустрічної схеми рушення заставного елемента. Ненульовий перепад щільності визначається тим, що умову рівності частин пасивної формоутворюючої поверхні додержати в повній мірі неможливо. 70 Запропонований спосіб дозволяє пресувати бездефектні вироби з порошкових матеріалів шляхом ущільнення порошку в закритій прес-формі при додаванні зовнішнього зусилля взаємним зустрічним переміщенням двох її суцільних або складових формоутворюючих елементів, в кожному з яких частина пасивної поверхні об'єднується з частиною активної поверхні прес-форми так, щоб в процесі формування вони складали загальну замкнену формоутворюючу поверхню.

Прес-форма дозволяє реалізувати рівність вироблення площ зустрічно рухомих частин загальної пасивної формоутворюючої поверхні на відповідні коефіцієнти пристінного тертя, при цьому розподіл середньої в перерізі, перпендикулярному осі пресування, щільності виробу з порошкового матеріалу буде рівномірним вздовж цієї осі.

Реалізація способу можлива і у випадках, коли пасивна формоутворююча поверхня частково виконує функцію активної формоутворюючої поверхні. Це відбувається при пресуванні виробів з перерізом, що плавно змінюється по висоті, наприклад, вироби конічної сферичної, пірамідальної форми, коли пасивна формоутворююча поверхня розташована під деяким, відмінним від нуля, кутом до осі пресування.

Пресування за заявленим способом може бути здійснене по одноосній і багатоосній схемам. По типу додавання навантаження ущільнення матеріалу може бути статичним і динамічним. с

По практичному застосуванню заявлений спосіб не прив'язаний до конкретного типу пресового обладнання.

Та або Інша реалізація способу можлива з використанням будь-яких типів пресів: універсальних і і) спеціалізованих гідравлічних, одно- і багатоходових пресів, гідро-, газостатів.

Запропонована схема пресування спрощує виготовлення і експлуатацію багатомісних прес-форм, оскільки дозволяє використати одну просту у виготовленні деталь для ущільнення відразу декількох виробів шляхом ю зо поєднання однотипних формоутворюючих елементів різних прес-форм в єдиний формоутворюючий елемент, несучий на собі формоутворюючі поверхні для формування множини однотипних виробів простої форми. со

Крім виробів простої геометричної форми, заявлений спосіб дозволяє виготовляти вироби будь-якої групи со складності і проводити ущільнення матеріалу вздовж криволінійної осі (дуга кола, гвинтова лінія з постійним кроком). о і -

Claims (23)

Формула винаходу

1. Спосіб пресування виробів з порошкових матеріалів, який полягає в тому, що вміщують порошковий « матеріал в формоутворюючу порожнину прес-форми, обмежену активними і пасивними формоутворюючими у с поверхнями суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, здійснюють взаємне переміщення формоутворюючих елементів прес-форми вздовж осі пресування, при цьому здійснюють передачу :з» зусилля пресування від формоутворюючих елементів прес-форми порошковому матеріалу через активні формоутворюючі поверхні, і формують поверхні виробу з порошкового матеріалу, паралельні осі пресування, за допомогою пасивних формоутворюючих поверхонь суцільних або складових формоутворюючих елементів -І прес-форми, який відрізняється тим, що при формуванні поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, використовують частини щонайменше однієї пасивної формоутворюючої поверхні, о що знаходяться на суцільних або складових формоутворюючих елементах, розділених вздовж осі пресування, о переміщують формоутворюючі елементи прес-форми так що, щонайменше одну безперервну поверхню виробу з порошкового матеріалу, паралельну осі пресування, формують за допомогою вказаних частин щонайменше (ее) однієї пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі пресування, які належать різним с формоутворюючим елементам, при цьому різні формоутворюючі елементи переміщують в протилежних напрямах.

2. Спосіб пресування за п. 1, який відрізняється тим, що пресування здійснюють за допомогою зустрічного переміщення суцільних або складових формоутворюючих елементів вздовж прямолінійної осі пресування.

3. Спосіб пресування за п. 1, який відрізняється тим, що пресування здійснюють за допомогою зустрічного (Ф) переміщення суцільних або складових формоутворюючих елементів вздовж криволінійної осі пресування. ГІ

4. Спосіб пресування за п. 3, який відрізняється тим, що як криволінійну вісь пресування використовують дугу кола. во

5. Спосіб пресування за п. З, який відрізняється тим, що як криволінійну вісь пресування використовують елемент гвинтової лінії з постійним або змінним кроком.

6. Спосіб пресування за п. 1, який відрізняється тим, що при пресуванні виробів з порошкових матеріалів до суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми прикладають механічні коливання.

7. Спосіб пресування за п. б, який відрізняється тим, що використовують механічні коливання де / Ультразвукового діапазону частот.

8. Спосіб пресування за п. 6, який відрізняється тим, що прикладають механічні коливання до суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми, що містять велику частину пасивної формоутворюючої поверхні.

9. Спосіб пресування за п. 1, який відрізняється тим, що при пресуванні виробів з внутрішньою порожниною або з розвиненою поверхнею використовують формоутворюючі елементи, у яких різниця між площами пасивних формоутворюючих поверхонь, що належать різнонаправленим формоутворюючим елементам прес-форми, мінімальна.

10. Прес-форма для пресування виробів з порошкових матеріалів, що містить два суцільних або складових формоутворюючих елементи, призначених для формування формоутворюючої порожнини, обмеженої /о активними і пасивними формоутворюючими поверхнями, і розміщеними з можливістю взаємного переміщення вздовж осі пресування, при цьому активні формоутворюючі поверхні призначені для передачі зусилля пресування від формоутворюючих елементів до порошкового матеріалу, а пасивні формоутворюючі поверхні для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, яка відрізняється тим, що суцільні або складові формоутворюючі елементи прес-форми, розділені вздовж осі пресування, містять 7/5 частину щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі пресування, при цьому на кожному з формоутворюючих елементів розташовані щонайменше одна частина щонайменше однієї безперервної пасивної формоутворюючої поверхні, розділеної вздовж осі пресування і призначеної для формування поверхонь виробу з порошкового матеріалу, паралельних осі пресування, і частина щонайменше однієї активної формоутворюючої поверхні, призначеної для передачі зусилля пресування.

11. Прес-форма за п. 10, яка відрізняється тим, що кожний з суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми містить частини пасивних і частини активних формоутворюючих поверхонь, що обмежують множину порожнин, призначених для пресування множини виробів з порошкового матеріалу.

12. Прес-форма за п. 11, яка відрізняється тим, що множина виробів з порошкового матеріалу має однакову форму. сч

13. Прес-форма за п. 11, яка відрізняється тим, що множина виробів з порошкового матеріалу має різну форму. і)

14. Прес-форма за п. 11, яка відрізняється тим, що на торці щонайменше одного з суцільних або складових формоутворюючих елементів виконана щонайменше одна проточка для завантаження порошкового матеріалу в щонайменше одну формоутворюючу порожнину прес-форми, ю зо

15. Прес-форма за п. 11, яка відрізняється тим, що формоутворюючі елементи виконані з можливістю їх взаємного переміщення в протилежних напрямах вздовж осі пресування. со

16. Прес-форма за п. 15, яка відрізняється тим, що вісь пресування вибрана з групи, що складається з со прямолінійної осі пресування, криволінійної осі пресування і дуги кола і елемента гвинтової лінії з постійним або змінним кроком. о

17. Прес-форма за п. 10, яка відрізняється тим, що додатково містить засіб для запобігання неосьовому ї- переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів.

18. Прес-форма за п. 17, яка відрізняється тим, що як засіб для запобігання неосьовому переміщенню суцільних або складових формоутворюючих елементів використаний конструктивний елемент, вибраний з групи, що складається з бандажа, обойми, шарніра загальної осі взаємного переміщення формосутворюючих елементів, « Шліцьового зачеплення суцільних або складових формоутворюючих елементів один з одним, байонетного в с зачеплення суцільних або складових формоутворюючих елементів, еластичної оболонки.

. 19. Прес-форма за п. 17, яка відрізняється тим, що як засіб для запобігання неосьовому переміщенню а суцільних або складових формоутворюючих елементів використаний щонайменше один з суцільних або складових формоутворюючих елементів.

20. Прес-форма за п. 10, яка відрізняється тим, що на суцільних або складових формоутворюючих -І елементах виконана щонайменше одна проточка для утворення додаткової порожнини, призначеної для збору газу або рідини, що витісняється при пресуванні порошкового матеріалу. о

21. Прес-форма за п. 20, яка відрізняється тим, що додаткова порожнина виконана з можливістю збільшення Го! її об'єму при взаємному переміщенні суцільних або складових формоутворюючих елементів прес-форми.

22. Прес-форма за п. 10, яка відрізняється тим, що кількість складових частин формоутворюючих елементів со прес-форми відповідає кількості заглибин/виступів виробу, що пресується з порошкового матеріалу. сп

23. Прес-форма за п. 10, яка відрізняється тим, що для пресування виробів з внутрішньою порожниною або з розвиненою поверхнею формоутворюючі елементи прес-форми виконані так, що різниця між площами пасивних формоутворюючих поверхонь, що належать різнонаправленим формоутворюючим елементам прес-форми, ов Мінімальна. Ф) іме) 60 б5