БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ ПРЕСС

Техническое решение относится к области порошковой металлургии в частности к установкам взрывного прессования изделий из порошковых материалов.
Известна конструкция пресс-формы для статического прессования деталей из порошковых материалов (Г.М.Волкогон, Л.В.Матюрина Методы формования в порошковой металлургии, ЦНИИТИПК 1990 г. стр.7-8). Прессование порошкового материала в пресс-форме осуществляется посредством поступательно движущегося пуансона и вращающейся матрицы.
Недостатком статического прессования в указанной пресс-форме является отсутствие возможности получения заготовок с плотностью приближающейся к 100%, что приводит к значительному снижению прочности готовых изделий.
Известен баллистический пресс для уплотнения порошков (Прюммер Р. Обработка порошковых материалов взрывом: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990. стр.19-20). Баллистический пресс для уплотнения порошков содержит ствол, затвор, ударник с детонатором, пороховой заряд, метаемый элемент, рабочую разгонную часть ствола и матрицу для укладки порошка с пуансоном. Прессуемый порошок подвергается давлению со стороны метаемого элемента, передающего энергию удара пуансону установленному в матрице. Метаемый элемент, выталкиваемый пороховыми газами, установлен в стволе с выхлопным каналом. Пороховой заряд в стволе удерживается затвором и снабжен ударником детонатора.
Недостатком прессования в данном баллистическом прессе является ограниченная интенсивность пластической деформации, способствующая снижению плотности заготовок.
Задачей предлагаемого технического решения является высокоскоростное прессование с кручением под высоким давлением, обеспечивающее появление в материале фрагментированной разориентированной структуры, способствующей получение высокоплотных прочных заготовок.
Поставленная задача решается тем, что баллистический пресс для уплотнения порошков, содержащий ствол, снабженный патронником с гильзой, с размещенной в ней пороховым зарядом и детонатором, гнездом для метаемого элемента, выполненного в виде цилиндрического бойка с возможностью осевого и вращательного движения относительно продольной оси ствола. Цилиндрический боек изготовлен из пластичного материала с торцевым углублением. Ствол снабжен также расширительной камерой с выхлопными каналами, крепежным фланцем, жестко связанным с основанием, с размещенной в нем матрицей, пуансон которой изготовлен из высокопрочного материала с торцевой рифленой частью обращенной к бойку. Рабочая разгонная часть внутренней поверхности ствола между бойком и расширительной камерой выполнена с винтовой нарезкой.
На фиг.1 изображен продольный разрез баллистического пресса; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Баллистический пресс содержит основание 1, ствол 2 и затвор 3 с ударником 4. Ствол 2 снабжен патронником 5 с гильзой 6, пороховым зарядом 7, детонатором 8, и гнездом 9, с цилиндрическим бойком 10, выполненным из пластичного материала (например, из меди) с торцевым углублением 11, рабочей разгонной частью 12 ствола 2, расширительной камерой 13 с выхлопными каналами 14 и фланцем 15. Фланец 15 жестко связан с основанием 1, в котором размещена матрица 16. В основании матрицы 16 расположена подставка 17, являющаяся донной частью рабочего объема прессуемого порошкового материала 18. Прессуемый порошковый материал 18 закрыт цилиндрическим пуансоном 19, выполненным из высокопрочного материала (например, из стали, способной принимать
закалку), с периферийным рифленым торцом 20, обращенным в сторону цилиндрического бойка 10. Внутренняя поверхность рабочей разгонной части 12 ствола 2, между гнездом 9 и расширительной камерой 13 выполнена с винтовой нарезкой.
Работа баллистического пресса состоит из подготовительной и рабочей составляющей процесса прессования. В подготовительной части процесса прессования выполняют следующие операции. На основание 1 устанавливают матрицу 16 с подставкой 17, на донную часть которой укладывают прессуемый порошковый материал 18 и закрывают цилиндрическим пуансоном 19. Затем на основание 1 устанавливают ствол 2 и жестко крепят его на нем посредством фланца 15. В гнездо 9 ствола 2 устанавливают цилиндрический боек 10 разового использования, выполненный из пластичного материала, а в патронник 5 укладывают гильзу 6, с пороховым зарядом 7 и детонатором 8. В завершении ствол 2 закрывают затвором 3 с ударником 4. В рабочей составляющей процесса прессования посредством ударника 4 воспламеняют детонатор 8 и поджигают пороховой заряд 7. При сгорании порохового заряда 7 образующиеся газы высокого давления и температуры действуют на торцевую поверхность цилиндрического бойка 10, заставляя его ускоренно двигаться в осевом направлении, а врезаясь в винтовые канавки внутренней части ствола совершать вращательное движение относительно своей продольной оси. При ударе цилиндрического бойка 10 по рифленому торцу 20 пунсон 19 приобретает осевое и вращательное движения, передаваемые порошку 4 во время прессования. При этом происходит формирование наноструктуры в прессуемом образце из порошкового материала методом интенсивной пластической деформации, достигаемой кручением, обеспечивающим появление в материале фрагментированной разориентированной структуры, способствующей получение высокоплотных прочных заготовок.