ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности к конструкциям пресс-форм для получения заготовок и изделий из порошков и порошковых композиций.
Известна пресс-форма для прессования порошков, содержащая матрицу, верхний и нижний пуансоны (Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. - М.: Металлургия, 1980, с. 216, рис. 61).
Основным недостатком указанной пресс-формы является неоднородность плотности по объему и наружным поверхностям полученных в ней прессовок ((Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. - М.: Металлургия, 1980, с. 220, рис. 65, 66, 67). В вертикальной плоскости сечения прессовки плотность по слоям различна. На верхней торцовой поверхности прессовки плотность возрастает от центра к периферии, а на нижней торцовой поверхности прессовки наоборот возрастает от периферии к центру прессовки. Неоднородность плотности по объему и поверхностям прессовок на готовых изделиях приводит к анизотропии физических и механических свойств, а также к низкому качеству изделий. Основной причиной неоднородной плотности прессовок являются силы трения на поверхностях контакта прессовки с матрицей и пуансонами, а также силы трения между частицами порошка.
Помимо этого, данная пресс-форма предполагает использование для ее изготовления дорогих высоколегированных сталей. Кроме этого, в процессе прессования на поверхностях контакта с порошками эти стали имеют высокие значения коэффициентов трения порядка 0,20- 035, а следовательно, значительные силы трения, приводящие к неоднородности плотности прессовок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемой является пресс-форма для прессования порошковых материалов, содержащая обойму из плотного графита, разборную матрицу из такого же графита, промежуточные вкладыши из пористого графита, размещенные между обоймой и матрицей, верхний и нижний пуансоны (Авт. свид. №1560405, Пресс-форма для горячего прессования порошковых материалов, МПК B22F 3/03, от 30.04.1990). Ввиду того, что матрица выполнена из плотного графита, снижается по сравнению с указанным выше аналогом в 2 и более раз коэффициент трения на поверхности контакта ее стенок с порошком (коэффициент трения не превышает 0,14-0,15). Однако на поверхностях контакта порошка с поверхностями контакта стальных пуансонов значения коэффициентов трения с порошком остаются высокими, равными 0,20-0,35, что не позволяет снизить неоднородность плотности изделий.
Отсюда, основным недостатком наиболее близкого аналога является неоднородность плотности изделий.
Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно, устранение неоднородности плотности по объему и на поверхности изделий.
Поставленная задача достигается тем, что в пресс-форме для прессования порошковых композиций, содержащей обойму, верхний и нижний пуансоны, согласно предложенному решению, к внутренней поверхности обоймы и к рабочим торцовым поверхностям пуансонов приклеены пластины толщиной 5÷10 мм из силиконовой резины.
Наличие на поверхностях контакта рабочих частей пресс-формы и порошка приклеенных антиадгезионных пластин из силиконовой резины (http://www.penta-91.ru/silicone-rubber.htm), коэффициент трения на поверхности которой с порошком близок к нулю, устранит неоднородность плотности по объему и на поверхностях прессовки. Помимо этого, ввиду сохранения работоспособности от -60°C до +200°C, термостойкости до +300°C, а также высокой механической прочностью и стойкости к агрессивным средам, повысятся эксплуатационные свойства пресс-формы.
Уменьшение толщины силиконовых пластин менее 5 мм приведет к снижению их прочности, а увеличение ее более 10 мм ведет к неоправданному расходу силиконовой резины.
Предлагаемая пресс-форма проиллюстрирована чертежом, где показан общий вид пресс-формы.
Пресс-форма содержит стальную обойму 1, к внутренней поверхности которой приклеена пластина 2 из силиконовой резины, стальные верхний 3 и нижний 4 пуансоны. К торцовым рабочим поверхностям пуансонов 3 и 4 приклеены пластины 5 из силиконовой резины.
Пресс-форма работает следующим образом.
В полость, образованную обоймой 1 с пластинами 2 и нижним пуансоном 4 с пластинами 5 засыпается порошок 6. Включают привод пресса (на черт, не показан). Пуансоны 3 и 4 с наклеенными на их торцовых поверхностях пластинами 5, перемещаясь навстречу друг другу, деформируют порошок 6. При этом в связи с практически нулевым коэффициентом трения между порошком 6 и пластинами 2 и 5 происходит равномерная деформация, как по объему, так и по поверхностям получаемой прессовки, что ведет к равномерности ее плотности.
Согласно предлагаемому решению изготовлен опытный образец пресс-формы для формования прессовок троллейбусных вставок размерами 20×27×86 мм из порошковой смеси на основе углерода. К рабочим поверхностям обоймы и пуансонов приклеены пластины из силиконовой резины по ТУ 38-5-6074 марки 14р-2 толщиной 6 мм. Как показали испытания, равномерность плотности увеличилась на 40% по сравнению с наиболее близким аналогом.
Предлагаемая пресс-форма найдет применение в порошковой металлургии при получении изделий из порошковых смесей, преимущественно из порошков на основе углерода.