ГЛАВА 5. ПРЕССОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

овременное машиностроение и приборостроение не могут обойтись без

технологий порошковой металлургии, так как ее возможности при изготовлении изделий из материалов с различными свойствами являются практически неограниченными. Методом порошковой металлургии изготавливаются изделия из композиций металлов с различными неметалл ческ ми материалами (медь и графит в щетках электрических

Пр ведённая классификация методов прессования, которая учитывает характер приложения нагрузки и вид деформирующей среды, характеризует не только технологический режим прессования, но косвенно определяет оборудование и конструкцию оснастки для прессования [69].

Таблица 7

КлассификацияДпорошковых деталей [72] И

117

Прессование изделий из порошков при комнатной температуре имеет ряд преимуществ, так как позволяет использовать для деформации порошковой массы различные передающие среды, более универсальную и простую оснастку и оборудование.

Прочность порошковых конструкционных материалов может быть

118

Только горячая штамповка предварительно спрессованных и спеченных заготовок позволяет достигнуть плотности, близкой к 100 %. При этом прочностные свойства могут превысить свойства прокатных материалов того

Д И

Рис. 133. Типовая полуавтоматическая съемная пресс-форма [72]: а – засыпка порошка; б – прессование; в – выталкивание

119

Си б А Д И

Рис. 134.Схема автоматической пресс120 -формы с неподвижной матрицей

На рис. 134 показана автоматическая пресс-форма для формовки втулки 2 в матрице 3. Засыпка порошка производится тогда, когда стержень 4 и матрица подняты выталкивателем пресса вверх относительно контр-пуансона 5, установленного на плите 6 (положение б). Прессование осуществляется пуансоном 1 (положение в). При опускании выталкивателя

почтив закрытых пресс-формах с применением промежуточных шайб или пластин из стали толщ ной 2–4 мм (рис. 135). Такая технология позволяет добиться од наковой плотности всех прессовок (разница в плотности не

превышает 1– 3%). Стальные прокладки используются неоднократно. Основным недостатком холодного прессования в закрытых пресс-

формах является нео ходимость приложения больших давлений, так как в момент прессован я происходит абразивное взаимодействие порошка и формующего нструмента. Это, кстати, приводит к сравнительно быстрому износу формующ х элементов прессформ. Приложение вибрации позволяет снизить давление примерно в 100 раз. Для этой цели используются механические ви раторы частотой 233 Гц и амплитудой 0,03 мм (рис. 136) . Ви ратор соединен гибким валом с булавой, расположенной под пресс-формой на пружинах. Время вибрационного прессования для

121

К методам непрерывного формования изделий из порошков относится мундштучное прессование (экструзия) пластифицированных смесей порошков малопластичных металлов и тугоплавких соединений, выдавливание пористых заготовок из порошков пластичных металлов. В качестве пластификатора применяют парафин, крахмал, декстрин и др. Его количество обычно составляет 6–10 %. Смесь порошка с пластификатором или спрессованные заготовки подогревают; пористость получаемых после выдавливания заготовок зачастую близка к нулю.

Мундштучным формованием получают длинномерные изделия (прутки,

трубы, уголки) с равномерной плотностью из плохо прессуемых материалов

гидравл пуансономб7 через зазор между иглой звездочки и мундштуком.

Стержни получают в такой же пресс-форме, но без звездочки с иглой. Напр мер, пресс-форма (рис. 137, ) для выдавливания заготовок сверл состоит из пуансонаА1, матричной воронки 2 с запрессованной в нее матрицей 3 с резь овой полостью, изготовленной из твердого сплава. Контейнер составной – корпус 5, гильза 6 и гайка – опора 4.

Д И

Рис. 137. Пресс-формы для мундштучного прессования [10]

122

Самым простым и универсальным способом изготовления изделий из порошковых материалов является эластостатическое прессование (ЭлП) в толстостенных эластичных оболочках. Применение эластомеров позволяет реализовать практически любую схему напряженно-деформированного состояния в прессуемом материале.

При одностороннем прессовании усилие пресса через стальной пуансон передается на контейнер из эластомера (рис. 138), в результате чего осевое давление преобразуется эластичной средой во всестороннее сжатие для интенс вного уплотнения порошка.

Эластомер должен обеспечивать близкое к гидростатическому давление на порошок, На большее распространение получили полиуретаны марок

порошка

технологические критерии, как схема прессования и направление движения инструмента. Среди схем с односторонним движением инструмента выделены схемы прессования с применением конусного инструмента. Прессование можно производить до определенного давления или до упора обоймы и вилки 11, высотой которой можно регулировать высоту детали. Контейнер с деталью выпрессовывается из матрицы, когда вилка устанавливается на верхнюю поверхность контейнера и к ней прикладывается давление.

Метод ЭлП дает возможность применять как простые схемы прессования (раздача или обжим), так и комбинированные (осевое прессование с

123

раздачей). Эти схемы позволяют осуществлять прессование втулок в направлении наименьшей толщины материала, что обеспечивает получение изделий высокой плотности при минимальных энергетических затратах.

В [69] (рис. 139) приведена конструкция пресс-формы с подпружиненной матрицей 5, запрессованной в стойку 3. Эластичная Соболочка 7 с порошком 8 загружается в матрицу и деформируется между неподвижным 6 и подвижным 10 пуансонами. За счет увеличивающихся сил трения между оболочкой и матрицей последняя перемещается вниз. Таким

образом, обеспеч вается равномерность свойств заготовки.

Таблица 2

кацияКласс ф схем эластостатического прессования

бА Д И

Рис. 139. Устройстводля изостатического формования в толстостенных эластичных оболочках [69]: 1–ограничитель; 2 –направляющая колонка; 3–обойма; 4–крышка; 5–матрица; 6–верхний пуансон; 7–толстостенная оболочка; 8–прессуемый порошок; 9–пружина; 10–нижний пуансон; 11–вилка; 12–стержень; 13–верхняя плита; 14–нижняя плита; 15–ручка

Практика показала, что плотность деталей, деформируемых по любой из схемэластичного прессования, выше, чем приформовке вжесткой пресс-форме.

124