УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к области литейного производства и обработки металлов давлением и может быть использована для формообразовании изделий (деталей и заготовок) твердожидкой формовкой, в частности, тиксоформовкой.
Известно устройство для формообразования изделий с использованием тиксолитья, содержащее подогреваемый разъемный кристаллизатор, в котором образована литьевая полость, в заливочной горловине кристаллизатора установлена втулка, предназначенная для установки узла впрыска. Жидкий расплав из узла впрыска подается в полость проводящей втулки, внутри которой металл охлаждается с помощью кристаллизатора и происходит формирование холодной "пробки". На входе в литьевую полость формы суспензия снова подогревается и ее формообразование осуществляется в литьевой полости кристаллизатора под действием давления холодной "пробки" (см. опубликованная заявка WO 2007/065246, 2007 г.)
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что наличие кристаллизатора и механизма нагрева усложняет конструкцию установки и приводит к дополнительным энергетическим и временным затратам на охлаждение и повторный нагрев заготовки.
Известно устройство для тиксопрессования, содержащее плиту, на которой через прокладную шайбу размещен контейнер. В контейнере установлен стакан, в котором размещена опирающаяся на прокладную шайбу коническая матрица.
При работе устройства разогретая до состояния суспензии, при котором доля жидкой фазы составляет 40…45%, цилиндрическая тиксозаготовка помещается в стакан и располагается на нагретой матрице, после чего пуансоном закрывают отверстие стакана и проводят процесс формообразования изделия (см. опубликованная заявка WO 2012/036583. 2012 г.).
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что при загрузке заготовки в стакан, она частично остывает, что усложняет процесс формообразования и может привести к браку изделия.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение качества получаемых изделий и снижение энергетических затрат за счет устранения потерь тепла тиксозаготовки при ее транспортировки от печи до позиции формовки, а также за счет исключения изменения химического состава и дестабилизации реологических свойств суспензии тиксозаготовки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что устройство для формообразования изделий тиксоформовкой содержит гильзу из жаропрочного материала с кольцевым пояском на внутренней поверхности у одного из ее торцев и съемный вкладыш в виде диска или стакана из жаропрочного материала, установленный на упомянутый кольцевой поясок гильзы, при этом упомянутые гильза и съемный вкладыш выполнены с возможностью транспортировки нагретой тиксозаготовки от печи до позиции тиксоформовки.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 - устройство, общий вид;
- на фиг.2 - вкладыш.
Устройство для формообразования изделий тиксоформовкой выполнено в виде гильзы 1, изготовленной из жаропрочного материала (керамики или жаропрочного сплава). У одного из торцов внутри гильзы выполнен кольцевой поясок 2, образующий дно гильзы.
Устройство оснащено съемным вкладышем 3, устанавливаемым на дно гильзы. Вкладыш выполняется из жаропрочного материала в виде диска или стакана.
Устройство работает следующим образом.
На дно гильзы 1 устанавливают вкладыш 3. При необходимости фиксируют его на гильзе известным образом.
В полости гильзы 1 размещают подлежащую формообразованию заготовку 4.
Нагрев заготовки 4 до температуры формообразования (как правило, не более 600°C) осуществляют совместно с гильзой. При этом гильза закрывает снаружи заготовку, защищая ее наружную поверхность от окисления. Гильза 1 также служит жестким каркасом, позволяющим производить любые манипуляции с нагретой заготовкой. Во время транспортировки устройства с разогретой заготовкой для формообразования, толстые стенки гильзы, изготовленные из керамики или жаропрочного сплава, имеющего низкую теплопроводность, служат теплоизолятором, что предотвращает преждевременное охлаждение заготовки.
После нагрева заготовки 4 устройство устанавливают на пресс (не показан), плунжер которого осуществляет формообразование заготовки, непосредственно в гильзе 1, либо, если формообразование заготовки осуществляется в матрице пресса, под действием давления плунжера заготовка разрывает вкладыш 3 и под действием плунжера поступает в матрицу для ее окончательного формообразования.
Естественно, что толщина вкладыша должна быть незначительной, чтобы обеспечить его разрыв. Расчет толщины вкладыша осуществляется известным для специалистов образом.
Была изготовлена цилиндрическая гильза из жаропрочного сплава ХН77ТЮР с внутренним диаметром 40 мм, высотой 150 мм, с толщиной стенки 5 мм и заплечиками шириной 1 мм. В нее была помещена заготовка из сплава АК7 по ГОСТ 1583-93. Заготовка имела вид цилиндра с наружным диаметром 39,6 мм и высотой 100 мм. Перед установкой заготовки на дно был положен алюминиевый вкладыш толщиной 0,7 мм.
Заготовка в гильзе нагревалась в муфельной печи сопротивления до температуры 580°C. После нагрева и выдержки заготовка клещами была перенесена и установлена в лабораторный пресс и было произведено ее формообразование, в результате которого было получено изделие с заданными свойствами.