RU2083327C1 - Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress - Google Patents
Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress Download PDFInfo
- Publication number
- RU2083327C1 RU2083327C1 RU94016129A RU94016129A RU2083327C1 RU 2083327 C1 RU2083327 C1 RU 2083327C1 RU 94016129 A RU94016129 A RU 94016129A RU 94016129 A RU94016129 A RU 94016129A RU 2083327 C1 RU2083327 C1 RU 2083327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- pressing
- products
- matrix
- punch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения изделий из тугоплавких соединений и сплавов. The invention relates to powder metallurgy, in particular to devices for producing products from refractory compounds and alloys.
Известна пресс-форма для изготовления изделий из СВС-смесей, содержащая пуансон и закрытую матрицу, которые выполнены из графита. Для уменьшения теплопотерь при горении шихтовой заготовки стенки матрицы нагревают с помощью индукционного нагрева. A known mold for the manufacture of products from SHS mixtures containing a punch and a closed matrix, which are made of graphite. To reduce heat loss during combustion of the billet charge, the matrix walls are heated by induction heating.
Недостатком известной пресс-формы является то, что из-за низкой прочности графита давление прессования продуктов горения незначительно и составляет всего 5 6 МПа. Этого давления недостаточно для получения изделий с высокой плотностью материала. Максимальная относительная плотность спрессованных изделий составляет 0,75 0,83. Недостатком является и то, что инструмент, изготовленный из графита, является одноразовым. A disadvantage of the known mold is that, due to the low strength of graphite, the compression pressure of the combustion products is negligible and is only 5 6 MPa. This pressure is not enough to obtain products with a high density of material. The maximum relative density of the compressed products is 0.75 0.83. The disadvantage is that the tool made of graphite is disposable.
Отмеченных недостатков не имеет металлическая, в частности стальная, пресс-форма, в которой предусмотрена теплоизолирующая оболочка между горячими продуктами горения и внутренней поверхностью матрицы. The noted drawbacks are not present in a metal, in particular steel, mold, in which a heat-insulating shell is provided between the hot combustion products and the inner surface of the matrix.
Предлагается пресс-форма для изготовления изделий из СВС-смесей, содержащая пуансон, закрытую матрицу, заполненную сыпучим теплоизолятором и состоящую из основания, корпуса и размещенного между ними кольца с устройством для инициирования реакции горения, и пресс-шайбу, причем пресс-шайба выполнена в виде пластины с толщиной, рассчитываемой по формуле:
где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
p давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.A mold for manufacturing products from SHS mixtures is proposed, containing a punch, a closed matrix filled with a loose heat insulator and consisting of a base, a housing and a ring placed between them with a device for initiating a combustion reaction, and a press washer, the press washer being made in the form of a plate with a thickness calculated by the formula:
where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
p pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.
В первом приближении можно принять h 0,01d, d диаметр матрицы. As a first approximation, we can take h 0.01d, d the diameter of the matrix.
Существенное отличие предлагаемого устройства состоит в том, что между пуансоном и теплоизолятором помещена пресс-шайба малой толщины. Расширение при нагреве тонкой пресс-шайбы не вызывает ее заклинивание в матрице, так как из-за малой толщины будут незначительны силы трения о стенки матрицы и радиальная жесткость пресс-шайбы. Поэтому сопряжение холодной пресс-шайбы с матрицей выполняется с минимальным, в частности с нулевым зазором. Это исключает или сводит к минимуму явление обратного выдавливания теплоизолятора из матрицы на этапе приложения усилия прессования. Поле осевых деформаций в теплоизоляторе и продуктах горения будет однородным, а искажение формы изделия минимальным. В итоге повышаются размерная точность изделия и выход годного. A significant difference of the proposed device is that between the punch and the heat insulator placed a press washer of small thickness. The expansion during heating of a thin press washer does not cause it to jam in the matrix, since friction against the matrix walls and the radial stiffness of the press washer will be insignificant due to the small thickness. Therefore, the pairing of the cold press washer with the matrix is performed with a minimum, in particular with zero clearance. This eliminates or minimizes the phenomenon of reverse extrusion of the heat insulator from the matrix at the stage of application of the pressing force. The field of axial deformations in the heat insulator and combustion products will be uniform, and the distortion of the product shape will be minimal. As a result, dimensional accuracy of the product and yield increase.
На чертеже изображен общий вид предлагаемой пресс-формы. The drawing shows a General view of the proposed mold.
Пресс-форма содержит закрытую матрицу, которая состоит из основания 1, кольца 2 с инициирующим устройством и корпуса 3. Спираль 4 инициирующего устройства подключена к источнику питания постоянного или переменного тока. Полость матрицы заполнена сыпучим теплоизолятором 5, внутри которого помещена шихтовая заготовка 6. В матрице с гарантированным зазором установлен пуансон 7 и с нулевым зазором пресс-шайба 8. The mold contains a closed matrix, which consists of a base 1, a ring 2 with an initiating device and a housing 3. A spiral 4 of the initiating device is connected to a DC or AC power source. The cavity of the matrix is filled with a loose heat insulator 5, inside which a billet 6 is placed. A die 7 is installed in the matrix with a guaranteed gap and a press washer 8 with zero clearance.
Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.
Полость основания 1 заполняют сыпучим теплоизолятором, например речным песком. На песок в центр основания 1 помещают заготовку 6, представляющую собой спрессованный брикет из экзотермической смеси порошков. На основание 1 устанавливают кольцо 2 со спиралью 4. Затем полость кольца 2 заполняют песком и сверху устанавливают пресс-шайбу 8. Сборка пресс-формы завершается установкой корпуса 3 и пуансона 7. Собранную пресс-форму устанавливают под пресс, подают электрический импульс на спираль 4 и осуществляют поджиг шихтовой заготовки 6. Горение экзотермической смеси протекает в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. После прохождения волны горения по всему объему заготовки 6 производят прессование горячих продуктов горения совместно с теплоизолятором. Затем осуществляют выдержку в течение заданного промежутка времени, снимают давление прессования, разбирают пресс-форму и извлекают готовое изделие. Пресс-шайба 8 устанавливается в кольцо 2 с нулевым зазором. Отсутствие зазора исключает обратное выдавливание теплоизолятора 5 из матрицы на этапе прессования. Уплотнение теплоизолятора и продуктов горения происходит равномерно по всему сечению матрицы и форма изделия не искажается. На этапе выдержки под давлением пресс-шайба 8 и пуансон 7 нагреваются и расширяются. Для исключения заклинивания величина зазора между холодным пуансоном и матрицей выполняется больше, чем величина радиального расширения пуансона при его нагреве в единичном цикле прессования. Поэтому при разборке пресс-формы пуансон 7 легко извлекается из матрицы. Пресс-шайба 8 установленная в матрицу с нулевым зазором, при нагреве на этапе выдержки запрессовывается в кольцо 2. Однако ввиду малой радиальной жесткости извлечение пресс-шайбы из кольца не требует больших усилий. Кроме того, в связи с малой массой и теплосодержанием пресс-шайба быстро остывает и уменьшается в размерах. Это облегчает процесс разборки пресс-формы. The cavity of the base 1 is filled with a loose heat insulator, for example river sand. On the sand in the center of the base 1 is placed a blank 6, which is a compressed briquette from an exothermic mixture of powders. A ring 2 with a spiral 4 is installed on the base 1. Then, the cavity of the ring 2 is filled with sand and a press washer 8 is installed on top. Assembly of the mold is completed by installing the housing 3 and the punch 7. The assembled mold is placed under the press, an electrical impulse is applied to the spiral 4 and carry out the ignition of the billet 6. The combustion of the exothermic mixture proceeds in the mode of self-propagating high-temperature synthesis. After the passage of the combustion wave over the entire volume of the workpiece 6, the hot combustion products are pressed together with the heat insulator. Then carry out the exposure for a predetermined period of time, relieve the pressing pressure, disassemble the mold and remove the finished product. Press washer 8 is installed in ring 2 with zero clearance. The absence of a gap eliminates the reverse extrusion of the heat insulator 5 from the matrix at the pressing stage. The seal of the heat insulator and the combustion products occurs uniformly throughout the cross section of the matrix and the shape of the product is not distorted. At the stage of exposure under pressure, the press washer 8 and the punch 7 are heated and expanded. To avoid jamming, the gap between the cold punch and the die is larger than the radial expansion of the punch when it is heated in a single pressing cycle. Therefore, when disassembling the mold, the punch 7 is easily removed from the die. The press washer 8 installed in the matrix with zero clearance is pressed into the ring 2 during heating at the holding stage. However, due to the low radial stiffness, removing the press washer from the ring does not require much effort. In addition, due to the low mass and heat content, the press washer cools quickly and decreases in size. This facilitates the process of disassembling the mold.
Толщина h пресс-шайбы рассчитывается из условия прочности на срез кольцевого пояска. The thickness h of the press washer is calculated from the shear strength of the annular belt.
где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
p давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.
where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
p pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.
Процесс СВС-прессования осуществляется при давлениях p 150 200 МПа. Величина зазора для пресс-форм диаметром d 100 115 мм составляет δ 0,25 0,4 мм. Допускаемое напряжение среза у углеродистых сталей равно [τ]c=60 МПа. Тогда для рассматриваемого типоразмера инструмента толщина пресс-шайбы составляет h 0,8 1,0 мм или в первом приближении h 0,01d.The SHS-pressing process is carried out at pressures p 150 200 MPa. The clearance for molds with a diameter of d 100 115 mm is δ 0.25 0.4 mm. The allowable shear stress for carbon steels is [τ] c = 60 MPa. Then, for the considered tool size, the thickness of the press washer is h 0.8 1.0 mm or, to a first approximation, h 0.01d.
Пример. Изготавливают квадратную пластину с номинальными размерами 70 х 70 х 7 мм из СВС-смеси, соответствующей получению твердого сплава марки СТИМ-5. Синтез и прессование осуществляют в пресс-форме диаметром 125 мм на прессе Д-1932 с номинальным усилием 1600 кН. Example. A square plate with a nominal size of 70 x 70 x 7 mm is made from a SHS mixture corresponding to the production of a STIM-5 grade alloy. Synthesis and pressing are carried out in a mold with a diameter of 125 mm on a D-1932 press with a nominal force of 1600 kN.
Вариант 1. Прессование продуктов горения совместно с теплоизолятором производят непосредственно пуансоном. Для исключения заклинивания сопряжение пуансона 7 с кольцом 2 выполнено с радиальным зазором 0,25 мм. Толщина синтезированной заготовки в средней части составляет 7,2 мм, в угловых зонах
9,5 мм, т.е. разнотолщинность равна 2,3 мм.Option 1. Pressing the combustion products together with the heat insulator is carried out directly by the punch. To avoid jamming, the coupling of the punch 7 with the ring 2 is made with a radial clearance of 0.25 mm The thickness of the synthesized workpiece in the middle part is 7.2 mm, in the corner zones
9.5 mm, i.e. the thickness difference is 2.3 mm.
Вариант 2. Прессование продуктов горения и теплоизолятора производят через пресс-шайбу 8 толщиной 1,2 мм, которая в холодном состоянии устанавливается в кольцо 2 с нулевым зазором. Синтезированная заготовка в средней части имеет толщину, равную 7,2 мм, в угловых зонах 8,0 мм. Разнотолщинность равна 0,8 мм или уменьшилась в 3 раза по сравнению с вариантом 1. Option 2. Pressing of the combustion products and heat insulator is carried out through a press washer 8 with a thickness of 1.2 mm, which is cold mounted in ring 2 with zero clearance. The synthesized preform in the middle part has a thickness of 7.2 mm, in the corner zones of 8.0 mm. The thickness difference is 0.8 mm or decreased by 3 times compared to option 1.
Таким образом, предлагаемая пресс-форма, снабженная пресс-шайбой малой толщины, позволяет изготавливать изделия из СВС-смесей с минимальными искажениями формы, заданной исходной шихтовой заготовке. Thus, the proposed mold, equipped with a press washer of small thickness, allows the manufacture of products from SHS mixtures with minimal distortion of the shape specified by the original charge billet.
Claims (1)
где δ величина радиального зазора между матрицей и пуансоном;
P давление прессования;
[τ]c допускаемое напряжение среза материала пресс-шайбы.Mold for the manufacture of products from SHS mixtures, containing a punch and a closed matrix consisting of a body and a base, characterized in that it is equipped with a press washer, a ring placed between the base and the body, and a device for initiating combustion reactions, the matrix is filled loose heat insulator, and the press washer is made in the form of a metal plate with a thickness
where δ is the value of the radial clearance between the matrix and the punch;
P pressing pressure;
[τ] c permissible shear stress of the material of the press washer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94016129A RU2083327C1 (en) | 1994-05-04 | 1994-05-04 | Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94016129A RU2083327C1 (en) | 1994-05-04 | 1994-05-04 | Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94016129A RU94016129A (en) | 1996-01-27 |
RU2083327C1 true RU2083327C1 (en) | 1997-07-10 |
Family
ID=20155458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94016129A RU2083327C1 (en) | 1994-05-04 | 1994-05-04 | Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2083327C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578237C1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-03-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Device for producing ceramic articles by self-propagating high-temperature synthesis |
-
1994
- 1994-05-04 RU RU94016129A patent/RU2083327C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Боровинская И.П. и др. О возможности получения композиционных материалов в режиме горения. В кн.: Процессы горения в химической технологии и металлургии. - Черноголовка: 1975, с.141 - 149. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578237C1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-03-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Device for producing ceramic articles by self-propagating high-temperature synthesis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2077411C1 (en) | Method of manufacture of articles from powder materials | |
US4732556A (en) | Apparatus for synthesizing and densifying materials using a shape memory alloy | |
US4921664A (en) | Method for producing a heat-resistant aluminum-alloy workpiece having high transverse ductility which is manufactured from a compact produced by powder metallurgy | |
US3752003A (en) | Composite heavy-duty machine element and method of making the same | |
RU2083327C1 (en) | Mold for manufacture of products from (self-inflammable) mistress | |
US4797085A (en) | Forming apparatus employing a shape memory alloy die | |
JP2001501254A (en) | Die and mold with net shape, and manufacturing method therefor | |
JPS646241B2 (en) | ||
RU2680489C1 (en) | Method of producing multilayer wear-resistant plate | |
RU2102187C1 (en) | Method for manufacture of articles from exothermic powder mixtures | |
RU2082556C1 (en) | Powder material treatment method | |
RU2263005C2 (en) | Article production method | |
RU2816713C1 (en) | Method for producing refractory material | |
JPH0210093Y2 (en) | ||
RU2124079C1 (en) | Process of manufacture of diamonds | |
RU2119847C1 (en) | Process of production of high-density materials and articles by reaction sintering under pressure | |
RU2154549C1 (en) | Method of manufacturing cylindrically-shaped products from boron carbide powder by hot pressing technique | |
SU1456282A1 (en) | Method and apparatus for compacting powders of refractory compounds | |
RU2195387C2 (en) | Method for producing chrome-base alloy for making forging tools | |
US3472656A (en) | Method of manufacturing articles from particulate metal masses | |
JP3334518B2 (en) | Manufacturing method of sintered body | |
RU2013186C1 (en) | Method and device for making elongated articles from powder materials | |
US3600791A (en) | Method of making a composite brake drum | |
SU1636124A1 (en) | Method of producing articles from powders | |
SU727276A1 (en) | Bandaged female-die producing method |