МНОГОМЕСТНАЯ ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии и технологии, в частности к пресс-формам для прессования порошковых композиций.
Известна пресс-форма для прессования плоских изделий, включающая две щеки, два сухаря, ограничитель, комплект средних вкладышей, комплект верхних пуансонов, комплект подкладок (нижних пуансонов) по числу прессуемых изделий, две шпильки, соединяющие щеки и сухари (Романова Н.И. и др. Металлокерамические твердые сплавы. М.: Металлургия, 1970, с. 137-138, рис. 36).
Ввиду того, что матрица собрана посредством шпилек, в процессе формования при приложении к пуансонам удельного усилия прессования возникает высокое боковое давление на щеки матрицы со стороны прессуемого материала, что приводит к раскрытию матрицы и браку изделий.
Помимо этого, указанная пресс-форма имеет высокие трудоемкость и стоимость изготовления комплекта пуансонов и подкладок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемой является многоместная пресс-форма для прессования порошков, содержащая матрицу, верхний пуансон, обойму, установленный в ней комплект нижних пуансонов. (Патент РФ на полезную модель №115261, Многоместная пресс-форма для прессования порошков, МПК B22F 3/03, от 27.04.2012). Верхний пуансон выполнен в виде единой плоской плиты. Имеется комплект вкладышей средних, образующих полости для засыпки порошка.
Преимущество этой пресс-формы, по сравнению с указанной выше, состоит в том, что в ней нет шпилек, она выполнена замкнутой, поэтому раскрытие матрицы при приложении рабочих нагрузок не происходит.
Однако она имеет существенный недостаток, заключающийся в неоднородности плотности получаемых изделий, когда с одной боковой стороны изделия при его прессовании порошок перемещается вместе с вкладышем, а с другой боковой стороны скользит со значительным сопротивлением относительно стенки матрицы. Получаемые изделия имеют анизотропию механических и физических свойств.
Кроме того, при прессовании изделий из порошков с высокими обжатиями узлы, включающие вкладыши и упругие элементы, могут потерять устойчивость, что снижает надежность работы многоместной пресс-формы.
Задачей предлагаемого решения является повышение качества изделий и надежности работы пресс-формы.
Поставленная задача решается тем, что в многоместной пресс-форме для прессования порошков, содержащей матрицу, верхний пуансон, выполненный в виде единой плоской плиты, обойму, комплект нижних пуансонов, комплект вкладышей средних, образующих полости для засыпки порошка, упругие элементы, согласно предлагаемому решению, размеры плиты по наружному контуру равны наружным размерам матрицы, матрица установлена в обойме с возможностью перемещения по внутренним поверхностям обоймы, при этом вкладыши выполнены за одно целое с матрицей, а упругие элементы размещены между торцовой поверхностью матрицы и обоймой.
Указанные конструктивные особенности пресс-формы создают одинаковые условия перемещения порошка с двух боковых сторон матрицы, что исключает появление анизотропии свойств изделий. Вкладыши не опираются на упругие элементы, а выполнены заодно с матрицей, что повышает надежность работы пресс-формы.
Многоместная пресс-форма проиллюстрирована чертежом, где изображен общий вид пресс-формы в начальный момент прессования.
Пресс-форма состоит из матрицы 1, верхнего пуансона 2, выполненного в виде единой плиты, обоймы 3. Вкладыши средние 4, образующие полости для засыпки порошка, выполнены за одно целое с матрицей 1. Между торцовой поверхностью матрицы 1 и обоймой 3 установлены упругие элементы 5. Имеется комплект нижних пуансонов 6.
Многоместная пресс-форма работает следующим образом.
Верхний торец матрицы 1 совмещают с верхней торцовой поверхностью обоймы 3. В образованные вкладышами 4 и обоймой 1 полости засыпают порошок. Включают привод пресса (на черт. не показан). Верхний пуансон 2 начинает перемещаться под давлением P и перемещает вниз в обойме 3 матрицу 1, преодолевая сопротивление упругих элементов 5. При перемещении матрицы 1 комплект нижних пуансонов 6 неподвижен. В этот момент происходит прессование порошка. После прессования порошка верхний пуансон 2 отводят в верхнее положение, упругие элементы 5 возвращают матрицу 1 в исходное положение, когда ее верхняя торцовая поверхность совпадает с верхней торцовой поверхностью обоймы 3.
3
3
Согласно предлагаемому решению были изготовлены прессовки с размерами 20×30×80 мм из углеродной композиции (графит искусственный измельченный 80%, порошковая фенолформальдегидная смола 20%) с размером 80% частиц порядка 100 мкм и насыпной плотностью 0,6 г/см. При этом удельное давление прессования составило 300 МПа, скорость перемещения верхнего пуансона 2,5 мм/с, температура порошковой смеси 170°C. Плотность полученных прессовок находилась в пределах 1,7-1,8 г/см, расслоений не обнаружено. Исследования механических свойств прессовок путем измерения твердости на двух боковых сторонах прессовок показали, что значения твердостей, измеренных по способу Шора, близки и равны 48-49 ед. Это означает, что анизотропия свойств прессовок на двух боковых их сторонах незначительна.
Кроме того, согласно предлагаемому решению были изготовлены абразивные хонинговальные бруски размером 20×20×100 мм из электрокорунда белого марки 24A с керамической связкой, марки К11. Прессование выполнялось при удельном давлении 80 МПа. После термической обработки брусков выполнены на приборе типа Роквелл измерения твердости на двух боковых сторонах брусков. Значения твердости близки.
Предлагаемая пресс-форма найдет свое применение в порошковой металлургии, порошковой технологии при прессовании изделий из металлических, а также и неметаллических порошков.