ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для получения заготовок и изделий, преимущественно квадратного и прямоугольного сечений из порошков и порошковых композиций на основе углерода.
Известна пресс-форма для прессования углеродных порошков, содержащая неразъемную матрицу, упорную плиту и вертикальный пуансон (И.В. Темкин, Производство электроугольных изделий, Москва, «Высшая школа», с.88, рис.46а).
Недостатком указанной пресс-формы является низкая плотность получаемых заготовок и изделий в результате одностороннего сжатия порошка, при этом наблюдается неравномерность деформации по высоте прессовки и, как следствие, значительная анизотропность свойств. Одной из причин анизотропности является недостаточное количество удаляемых газов и паров жидкостей из прессуемого порошка.
Повышает плотность и улучшает свойства изделий за счет более полного удаления газов и паров из прессовок наиболее близкая по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемой пресс-форма, содержащая вертикальный пуансон, горизонтальный пуансон, матрицы с нижней плитой и трех боковин (Патент РФ на полезную модель №121763, Пресс-форма для прессования порошков, МПК В22F 3/03, от 20.06.2012). Горизонтальный пуансон выполнен с наклонной к его оси поверхностью, взаимодействующей с наклонной поверхностью одной из боковин. Три боковины выполнены подвижными относительно корпуса матрицы и между ними и корпусом матрицы установлены упругие элементы. За счет подвижности трех боковин пресс-формы перед ходом вертикального пуансона из засыпки порошка в полости пресс-формы удаляется наибольший объем газов и паров жидкости, что улучшает свойства изделий.
Основным недостатком наиболее близкого аналога является сложность конструкции.
Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно, упрощение конструкции.
Поставленная задача решается тем, в пресс-форме для прессования порошков, содержащей вертикальный и горизонтальный пуансоны, матрицу с нижней плитой, установленные с возможностью горизонтального перемещения в матрице две боковины, одна из которых имеет наклонную относительно оси горизонтального пуансона поверхность, и упругий элемент между матрицей и боковиной, согласно предлагаемому решению, выполненная с наклонной поверхностью боковина контактирует с наклонной поверхностью, выполненной на матрице, а упругий элемент расположен между матрицей и второй боковиной, контактирующей с боковиной с наклонной поверхностью.
Выполнение заявляемым образом пресс-формы позволит за счет уменьшения числа боковин и снижения числа упругих элементов упростить ее конструкцию, повысить ее работоспособность.
Предлагаемая пресс-форма проиллюстрирована на фиг.1-3, где на фиг.1 показан общий вид пресс-формы, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1 до начала прессования, на фиг.3 - то же в конце прессования.
Пресс-форма содержит вертикальный пуансон 1, горизонтальный пуансон 2, матрицу 3 с нижней плитой 4 и боковин 5,6. Матрица 3 выполнена с наклонной поверхность 7. Матрица 3 контактирует своей наклонной поверхностью 7 с наклонной поверхностью боковины 5. Между корпусом матрицы 3 и боковиной 6, контактирующей с боковиной 5, установлен упругий элемент 8.
Пресс-форма работает следующим образом.
После сборки пресс-формы на стол специализированного пресса устанавливается матрица 3 пресс-формы с плитой 4. После чего в полость 9, образованную боковинами 5 и 6, пуансоном 2, матрицей 3 и нижней плитой 4 засыпается порошок. Затем перемещают горизонтальный плунжер (на черт, не показан), передающий усилие Рг на горизонтальный пуансон 2, который воздействует на боковину 5. Боковина 5 перемещается по наклонной поверхности 7 в матрице 3 и двигает боковину 6, сжимая упругий элемент 8. Происходит изменение размера полости 9 и подпрессовка засыпки порошка. После окончания предварительного формования засыпки порошка перемещают вертикальный пуансон 1 и производят окончательное формование порошка. Затем отводят пуансоны 1,2 в исходное положение и под действием упругого элемента 8 возвращаются в исходное положение боковины 5,6.
3
Изготовлен опытный образец предлагаемой пресс-формы. В этой пресс-форме были получены заготовки щеток электрических машин К1 по национальному стандарту РФ (ГОСТ Р 53617-2009) размерами 20×25×40 мм из композиции на основе углерода. В качестве наполнителя композиции был использован «Графит искусственный измельченный» по ТУ 1916-109-71-2000, в качестве связки - фенолформальдегидная порошковая смола марки СФП-ОПА по ТУ 6-05751768-35-94. Насыпная плотность порошковой композиции находилась в пределах 0,65-0,70 г/см. Размер полости пресс-формы перед засыпкой был равен 26×32,5 мм при высоте засыпки 86 мм. После подпрессовки усилием от горизонтального пуансона равным 14 МПа полуфабрикат получил сечение, равное 20×25 мм. Затем полуфабрикат по высоте уплотнялся вертикальным пуансоном до высоты щетки, равной 40 мм, усилием 33 МПа. Плотность полученных щеток в среднем составила 1,95 г/см, что на 2,1% больше по сравнению с наиболее близким аналогом, увеличились также на 2-3% показатели прочности на сжатие и электропроводность щеток. Это стало возможным за счет упрощения конструкции пресс-формы, что в свою очередь привело к снижению потерь подводимой энергии упругих элементов и при взаимном скольжении боковин относительно друг друга.
Заявляемая пресс-форма найдет применение в порошковой металлургии при прессовании порошков с высокой адсорбционной способностью к газам и парам жидкостей, прежде всего графита, таких металлов как тантал, вольфрам, молибден, металлокерамики типа WC+Со, TiC+Со и др.