ШТАМП ДЛЯ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к обработке материалов, преимущественно металлических, давлением с использованием методов интенсивной пластической деформации. Обработке могут подвергаться также порошковые, гранульные и композиционные материалы.
Из существующего уровня техники известен способ получения упрочненного материала, заключающийся в интенсивной деформации материала сдвигом и штамп для его осуществления [Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др. «Процессы пластического структурообразования металлов». - Минск: Наука i тэхнiка, 1994]. Штамп для равноканального углового прессования, содержит бандаж с установленной конической вставкой, состоящей из нескольких деталей, нижнюю опору, входной и выходной каналы, пресс-штемпель.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является полезная модель РФ №104101, B21C 25/00 от 10.05.2011, опубл в Бюл №13, Штамп для равноканального углового прессования относится к обработке металлов давлением. Штамп содержит бандаж с установленной вставкой в виде неполного усеченного конуса, состоящей из нескольких деталей, пересекающиеся плоскости которых сопряжены друг с другом с образованием входного канала, нижней опоры, выходного канала и пресс штемпеля. В штампе выполнен вспомогательный канал, соосный с выходным каналом для выталкивания заготовки, закрытый вставкой в виде пробки, в наиболее изнашиваемых частях установлены вставки-сегменты, в выходном канале выполнены зоны интенсивной пластической деформации.
Недостатками данного штампа являются ограничения, связанные с его функциональными возможностями. Например, ограничено использование данного штампа для прессования порошковых и гранульных материалов. Это обусловлено тем, что для большинства технологических процессов прессования порошковых и гранульных материалов необходим нагрев смеси до температуры более 300°C.
Техническим результатом данной полезной модели является расширение функциональных возможностей штампа путем увеличения номенклатуры обрабатываемых материалов за счет обеспечения возможности прессования порошковых и гранульных материалов.
Указанный технический результат достигается тем, что штамп для равноканального углового прессования, содержащий бандаж с установленной вставкой в виде усеченного конуса, состоящей из нескольких деталей, пересекающиеся плоскости которых сопряжены друг с другом с образованием входного канала, нижней опоры, выходного канала и пресс штемпеля, вспомогательный канал, соосный с выходным каналом для выталкивания заготовки, закрытый вставкой в виде пробки, в наиболее изнашиваемых частях установлены вставки-сегменты, в выходном канале выполнены зоны интенсивной пластической деформации, в штампе дополнительно выполнены технологические отверстия, расположенные горизонтально относительно рабочего положения штампа вдоль входного и выходного каналов, для установки нагревательных элементов, количество отверстий и их расположение выбирают исходя из необходимости обеспечения равномерного прогрева входного и выходного каналов и заданной прочности оснастки.
На чертеже представлен предложенный вариант штампа для равноканального углового прессования, где 1 - бандаж, содержащий вставки в виде усеченного конуса (2, 3, 4) которые образуют входной канал (5) и вспомогательный канал (6), соосный выходному каналу (7) и закрытый вставкой в виде пробки (8). Входной и выходной каналы содержат зоны интенсивной деформации, одну из которых составляет вставка-сегмент (9). Также на чертеже представлен пуансон (10), осуществляющий продвижение заготовки (11), и технологические отверстия (12) для установки нагревательных элементов (13).
Штамп работает следующим образом.
В исходном положении заготовку (в качестве заготовки могут выступать смеси порошковых или гранульных материалов) 11 размещают во входном канале 5, в котором она прогревается до температуры прессования посредством нагревательных элементов 13, расположенных в технологических отверстиях 12. После нагрева заготовку 11 проталкивают посредством пуансона 10 в направлении выходного канала 7. При прохождении из входного канала 5 в выходной канал 7 заготовка 11 подвергается интенсивной пластической деформации, сохраняя свои первоначальные геометрические размеры в поперечном сечении. Когда заготовка 11 полностью переходит в выходной канал 7, убирается вставка в виде пробки 8, и через вспомогательный канал 6 пуансон выталкивает заготовку 11 через выходной канал 7, где заготовка 11 подвергается дополнительным пластическим деформациям. Для достижения заданной степени деформации, которая определяет необходимые физико-механические свойства изделия, их анизотропию и текстуру, указанный процесс повторяется многократно.
Эффектом является расширение функциональных возможностей штампа за счет нагрева оснастки, обеспечиваемого возможностью установки нагревательных элементов, что позволяет использовать штамп для прессования порошковых и гранульных материалов.