УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕССОВАНИЯ В ВАКУУМЕ И СПЕКАНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам магнитно-импульсного прессования металлокерамических порошков в вакууме с пропусканием электрического тока.
Известно устройство для магнитно-импульсного прессования изделий из порошковых материалов свидетельство №1678529. Устройство содержит металлическую матрицу с полостью и каналами для вакуумирования, пористые прокладки, установленные между рабочей полостью и каналами, два пуансона, между которыми расположена рабочая полость, с герметичными прокладками и источник энергии с преобразователем тока. Оно снабжено электродами, обратными клапанами, двухпозиционным переключателем. Полость для вакуумирования соединена с рабочей полостью матрицы и с атмосферой посредством каналов и обратных клапанов, а электроды расположены в полости для вакуумирования и подключены к источнику энергии через двухпозиционный переключатель.
Сначала разряжают магнитно-импульсную установку на электроды, между которыми происходит искровой разряд, создается вакуум в полости для вакуумирования, в каналах и рабочей полости матрицы.
Вторым разрядом магнитно-импульсной установки на индуктор производится уплотнение пуансоном порошка в вакууме.
Недостатком данного устройства является его ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что в данном устройстве производится только уплотнение порошка в вакууме, а спекание не производится. Спекание необходимо производить на другом оборудовании.
Техническим результатом полезной модели повышение функциональных возможностей устройства при обработке электропроводящего порошка.
Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для магнитно-импульсного прессования изделий из порошковых электропроводящих материалов, содержащем матрицу с полостью, каналами для вакуумирования и обратными клапанами, пористые прокладки, установленные между рабочей полостью и каналами, два пуансона с герметичными прокладками, между которыми расположена рабочая полость, и источник энергии с индуктором, с преобразователем тока и двухпозиционным переключателем, выполненным с возможностью поочередного подключения источника энергии к электродам, установленным в полости для вакуумирования, и к пуансонам, согласно полезной модели, матрица выполнена из диэлектрического материала, а герметические прокладки выполнены электропроводными.
На рис.1 показано устройство для магнитно-импульсного прессования в вакууме и спекания порошковых материалов.
Устройство состоит из магнитно-импульсной установки (МИУ) - 1, плоского индуктора - 2, верхнего и нижнего пуансонов - 3, герметичных электропроводящих прокладок - 4, пористых прокладок - 5, прочной диэлектрической матрицы - 6, каналов - 7, соединяющих полость для вакуумирования с рабочим объемом матрицы, первых - 8 и вторых - 9 обратных клапанов, электродов - 10, установленных в вакуумирующей полости - 11, двухпозиционного переключателя - 12. Переключатель выполнен с возможностью подключения магнитно-импульсной установки к верхнему и нижнему пуансонам 3, а также к электродам 10. При подключении к пуансонам образуется последовательная электрическая цепь, включающая магнитно-импульсную установку 1, верхний пуансон 3, верхнюю прокладку 4, порошковый материал, нижнюю прокладку 4, нижний пуансон 3 ииндуктор 2.
Устройство работает следующим образом.
0
3
Двухпозиционный переключатель 12 устанавливают в положение I (замыкают первую группу контактов), тем самым подключают к МИУ 1 электроды 10. Заряжают МИУ 1 до напряжения U=1-2 кВ. Разряжают МИУ 1 на электроды 10, между которыми происходит искровой разряд. При искровом разряде, вследствие мгновенного нагрева воздуха в полости для вакуумирования 11, давление в полости резко возрастает и открываются клапаны 9, запираются клапаны 8. Часть воздуха из полости для вакуумирования 11 поступает в окружающую среду. После окончания искрового разряда вследствие того, что большая часть исходного объема воздуха из полости перешла в окружающую среду, в ней происходит разрежение воздуха. Это приводит к открытию клапанов 8, и воздух через пористые прокладки 5 из порошка, расположенного в рабочей полости матрицы 6, отводится в полость для вакуумирования. Герметичные прокладки 4 препятствуют попаданию воздуха в порошок из окружающей среды. Весь процесс вакуумирования протекает за 7-10 с. (вакуумирование полости матрицы объемом 25-50 см насосом производится обычно за 1-2 мин.). Разрежение в полости для вакуумирования достигает 0,05 атм., что позволяет удалить из прессуемого порошка до 90% воздуха.
Далее переключают двухпозиционный переключатель в положение II. Заряжают повторно МИУ 1 и производят разряд МИУ. Импульсный электрический ток проходит последовательно через верхний пуансон 3, через прессуемый порошок, через нижний пуансон 3, через индуктор 2 на МИУ 1. Нижний пуансон 3 пондеромоторными силами индуктора разгоняется и прессует порошок. Пропускание электрического тока через прессуемый порошок позволяет нагреть порошок, снизить усилие прессования, увеличить плотность изделия на 7-10% и спечь порошок изделия.
Таким образом, устройство обеспечивает одновременное прессование и спекание металлокерамического изделия в вакууме, увеличивается производительность в 8-12 раз, уменьшается количество разнотипного оборудования и экономится энергия, так как для вакуумирования, прессования и спекания используется одна магнитно-импульсная установка и весь процесс изготовления изделия производится за один разряд магнитно-импульсной установки.