УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для получения профилей и проволоки преимущественно из цветных металлов методом непрерывного прессования порошков и гранул.
Известно устройство для непрерывного прессования сыпучих материалов (А.с. №1031760 СССР, МПК В30В 11/28 от 82.04.15, опубл. 83.07.30/ Сергеев В.М., Агеев Л.М., Горохов Ю.В., Гилевич Ф.С., Жилкин В.З.), включающее секторную кольцевую вставку с матрицей и приводное колесо с калибром, выполненным в направлении оси приводного колеса с соответствующим габаритным размером сечения большим, чем толщина кольцевой секторной вставки.
Однако, данное устройство не обеспечивает уплотнения порошкового материала перед матрицей до степени, необходимой для получения качественного пресс-изделия.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технологической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного прессования (А.с. №935153 СССР, МПК В21С 25/00, В21С 23/08, от 80.06.12, опубл. 82.06.15 /Жилкин В.З., Горохов Ю.В., Агеев Л.М., Горячев Е.А., Сергеев В.М., Гилевич Ф.С), включающее секторы вставок и калибры двух валков, установленных с образованием зазоров переменного сечения, уменьшающегося в направлении вращения валков, при этом вставка снабжена приводным роликом, размещенным между валками в одной плоскости с ними.
Данное устройство позволяет повысить механические свойства пресс-изделия из гранулированного и порошкового материала за счет их уплотнения у матрицы, но при этом снижается производительность процесса прессования и степень сдвиговой деформации при истечении материала из сужающегося калибра валка в матрицу.
Задачей изобретения является повышение производительности процесса непрерывного прессования и механических свойств пресс-изделий за счет уплотнения порошкового материала путем повышения скорости подачи его в калибр постоянного по длине поперечного сечения после камеры уплотнения.
Достигается это тем, что в устройстве для непрерывного прессования порошковых материалов, включающем колеса с калибрами и кольцевую вставку, устройство состоит из основного колеса с калибром, основной кольцевой вставки с матрицей и дополнительного колеса, с калибром и дополнительной кольцевой вставки, с образованием при сопряжении общего канала S-образной формы и камеры уплотнения порошкового материала с поперечным сечением, равным сечению калибра основного и дополнительного колес, а сами колеса с калибрами выполнены диаметрами, определяемыми соотношением D≥d/m,
где D - диаметр дополнительного приводного колеса по дну калибра;
d - диаметр основного приводного колеса по дну калибра;
m - отношение массы удельного объема порошкового материала к плотности монолитного материала.
Соответствие сечения калибра камеры уплотнения калибрам колес обеспечивает равномерную деформацию материала перед прессованием.
Конструктивные особенности заявляемого устройства, по сравнению с прототипом характеризующиеся отличительными признаками, позволяют повысить производительность и стабильность процесса непрерывного прессования, механические свойства пресс-изделий.
Устройство для непрерывного прессования порошковых материалов (Фиг.1) состоит из основного приводного колеса 1 с калибром 2, сопрягающейся с ним основной кольцевой вставки 3, матрицы 4, дополнительной кольцевой вставки 5, сопрягающейся с калибром 6, дополнительного приводного колеса 7, образующую совместно с основной вставкой общий канал S-образной формы, камеры уплотнения 8, порошкового материала 9.
Устройство работает следующим образом: металлические гранулы 9 задаются в калибр 6, образованный вращающимся колесом 7 и кольцевой вставкой 5. Под действием сил контактного трения гранулы захватываются поверхностью калибра колеса, поступают в камеру уплотнения 8, а из нее попадают в виде спрессованного брикета в калибр 2 основного колеса 1 и под действием сил контактного трения выдавливаются через отверстие матрицы 4. Компактирование гранул в камере уплотнения происходит благодаря большей скорости их движения в калибре дополнительного колеса относительно скорости их движения в калибре основного колеса, причем отношение этих скоростей зависит от величины насыпной массы гранул.
Таким образом, к матрице поступает спрессованный брикет гранул, подвергнутых деформации чистого сдвига в процессе их движения по S-образному каналу и камере уплотнения.
В качестве примера представлены результаты механических испытаний проволоки диаметром 3 мм из гранулированного сплава «алюминий+13% РЗМ», полученной непрерывным прессованием на предлагаемом устройстве и прототипе (1-я строка Табл. 1). Сечение калибров дополнительного и основного колес размером 12×12 мм.
При выполнении опытов замечено, что скорость выхода готовой проволоки из матрицы составила:
в 1 опыте 3 м/с, 2-м - 3,5 м/с, 3-м - 4,2 м/с, 4-м - 4,2 м/с, при постоянной скорости вращения основного колеса.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет повысить механические свойства пресс-изделий из порошковых материалов и повысить производительность процесса непрерывного прессования.
Таблица 1
- Результаты механических испытаний проволоки диаметром 3 мм
Величина соотношения, D/d
σ<sub>B</sub>, МПа
δ, %
1,0
235
42,0
1,5
242
44,8
2,0
248
47,5
2,5
248
44,2