RU2381870C2 - Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression - Google Patents
Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381870C2 RU2381870C2 RU2007142830/02A RU2007142830A RU2381870C2 RU 2381870 C2 RU2381870 C2 RU 2381870C2 RU 2007142830/02 A RU2007142830/02 A RU 2007142830/02A RU 2007142830 A RU2007142830 A RU 2007142830A RU 2381870 C2 RU2381870 C2 RU 2381870C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertical
- powder
- mold
- width
- compression
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к порошковой металлургии, в частности к производству длинномерных заготовок (штабиков) квадратного и прямоугольного сечений преимущественно из порошков вольфрама и молибдена, предназначенных для получения прутков, проволоки и лент для светотехнической, электронной промышленностей и приборостроения.The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of long billets (piles) of square and rectangular sections, mainly from tungsten and molybdenum powders, intended for the manufacture of rods, wire and ribbons for the lighting, electronics and instrumentation industries.
Известен способ прессования из вольфрамовых порошков штабиков [1], включающий засыпку порошка в пресс-форму и его вертикальное обжатие.A known method of pressing from tungsten powders stubs [1], including filling the powder into the mold and its vertical compression.
К недостаткам способа относятся сложность засыпки порошка в узкую лопасть пресс-формы, у которой длина в 63-100 раз превышает ширину полости. Это приводит к потерям дорогостоящего порошка и образованию воздушных пробок при его засыпке, что ведет к браку штабиков и невозможности получить при последующих термической и пластической обработках изделия высокого качества с заданными механическими и физическими свойствами, особенно если порошки вольфрама имеют легирующие присадки.The disadvantages of the method include the difficulty of filling the powder into a narrow blade of the mold, in which the length is 63-100 times the width of the cavity. This leads to the loss of expensive powder and the formation of air jams when filling it, which leads to the rejection of staffs and the inability to obtain high quality products with specified mechanical and physical properties during subsequent heat and plastic treatments, especially if tungsten powders have alloying additives.
Известна пресс-форма для получения описанного ранее способа [2]. Пресс-форма состоит из пуансона и матрицы. Матрица содержит две щеки, в одной из которых выполнена полость для засыпки порошка. Щеки соединены штифтами.A known mold for obtaining the previously described method [2]. The mold consists of a punch and a die. The matrix contains two cheeks, in one of which a cavity is made for filling the powder. The cheeks are connected by pins.
К недостаткам данной пресс-формы относится сложность извлечения готового штабика из пресс-формы. В результате прессования под большим давлением после снятия усилия прессования в штабике возникает "упругое последствие", т.е. размеры штабика увеличиваются, причем в наибольшей мере по его длине. Но увеличению длины штабика препятствуют неподвижные торцовые части полости щеки пресс-формы. Таким образом, штабик заклинивается в полости щеки, в нем возникают микро- и даже макродефекты, приводящие во многих случаях к его разрушению на операции извлечения. Брак штабиков на операции извлечения превышает 50% от годных штабиков.The disadvantages of this mold include the difficulty of extracting the finished staff from the mold. As a result of pressing under high pressure, after removing the pressing force in the head, an “elastic consequence” occurs, i.e. the size of the staff is increasing, and to the greatest extent along its length. But the increase in the length of the staff is prevented by the fixed end parts of the cavity of the mold cheek. Thus, the staple is jammed in the cheek cavity, micro- and even macrodefects appear in it, leading in many cases to its destruction in the extraction operation. The rejection of staffs for extraction operations exceeds 50% of suitable staffs.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ прессования из порошков вольфрама и молибдена штабиков [3]. Из порошков молибдена прессуют квадратные штабики размерами от 14×14×600 до 60×60×650 мм и прямоугольные штабики размерами 40×70×600 мм. Этот способ позволяет расширить ряд порошков применяемых тугоплавких металлов, а также размерный ряд изготавливаемых штабиков. Способ включает прессование порошка в пресс-форме с разъемной матрицей вертикальным обжатием. Этот способ по сравнению с указанным выше аналогом облегчает извлечение штабика после прессования из пресс-формы.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed method is a method of pressing powders from tungsten and molybdenum powders [3]. From molybdenum powders pressed square racks in sizes from 14 × 14 × 600 to 60 × 60 × 650 mm and rectangular racks in sizes 40 × 70 × 600 mm. This method allows you to expand the range of powders used refractory metals, as well as the size range of the manufactured beads. The method includes pressing the powder in a mold with a split die by vertical compression. This method in comparison with the above analogue facilitates the removal of the staff after pressing from the mold.
Основным недостатком данного способа является низкое качество получаемых штабиков. Очень высокие степени сжатия порошков в полости пресс-формы, превышающие 300% и изменяющие объем порошка в 3-4 раза в одном вертикальном направлении, при наличии больших значений реактивных сил трения порошка о стенки полости приводят к неоднородности распределения напряжений и неравномерности плотности штабиков по высоте, ширине и длине. Так, верхние слои штабиков, имеющие схему напряжений, близкую к всестороннему сжатию, всегда плотнее нижних слоев, имеющих менее благоприятную для уплотнения схему напряженного состояния. После операции термической обработки спекания такие штабики получают разную усадку по высоте, ширине и длине, а также анизотропию плотности, твердости и микротвердости по сечениям и длинам. Из таких спеченных штабиков последующей термической обработкой (сваркой) и пластической деформацией невозможно получить, особенно из порошков молибдена и вольфрама с присадками, изделия (прутки, проволоку и ленту) высокого качества и длительной работоспособности.The main disadvantage of this method is the low quality of the obtained staffs. Very high compression ratios of the powders in the mold cavity, exceeding 300% and changing the powder volume 3-4 times in the same vertical direction, in the presence of large values of the reactive forces of friction of the powder on the cavity walls lead to heterogeneous stress distribution and uneven density of the stacks along the height , width and length. So, the upper layers of the staffs, which have a stress diagram close to full compression, are always denser than the lower layers, which have a stress-strain diagram less favorable for compaction. After the operation of heat treatment of sintering, such piles receive different shrinkage in height, width and length, as well as anisotropy of density, hardness and microhardness over sections and lengths. It is impossible to obtain products (rods, wire and tape) of high quality and long-term performance from such sintered pads by subsequent heat treatment (welding) and plastic deformation, especially from molybdenum and tungsten powders with additives.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является пресс-форма для прессования порошков из вольфрама и молибдена [4]. Пресс-форма содержит матрицу и пуансон. Матрица выполнена разборной и содержит две боковины (щеки), нижнюю плиту, торцовые пластины соединены штифтами. Длина боковин в 5-6 раз превышает их высоту и в 25-30 раз - их ширину. Сечение пуансона соответствует сечению рабочей полости матрицы, а высота пуансона в 3-4 раза превышает высоту готового штабика.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a mold for pressing tungsten and molybdenum powders [4]. The mold contains a die and a punch. The matrix is made collapsible and contains two sidewalls (cheeks), the bottom plate, the end plates are connected by pins. The length of the sidewalls is 5-6 times their height and 25-30 times their width. The cross section of the punch corresponds to the cross section of the working cavity of the matrix, and the height of the punch is 3-4 times higher than the height of the finished staff.
После прессования матрица пресс-формы разбирается на отдельные части и штабик освобождается от контакта с боковинами, торцовыми пластинами, в результате чего исключается брак штабиков на операции извлечения его из полости пресс-формы.After pressing, the mold matrix is disassembled into separate parts and the bead is released from contact with the sidewalls, end plates, as a result of which the beadwork is excluded from the operation of removing it from the cavity of the mold.
Недостатком данной пресс-формы является низкое качество получаемых штабиков. Пресс-форма имеет только один вертикальный пуансон, который при перемещении в полости матрицы, по ширине равной ширине пуансона, изменяет объем порошка в 3-4 раза. При такой очень большой деформации порошка штабик после прессования имеет неоднородное напряженное состояние и неравномерную плотность как по сечению, так и по длине. Дальнейшая термическая и пластическая обработка таких штабиков приводит к амизотропии механических и физических свойств готовых изделий. Одной из причин неоднородности напряжений и неравномерности плотности штабиков является большое перемещение порошка и пуансона в полости пресс-формы при прессовании, оно в 2-3 раза превышает высоту штабиков и приводит к появлению на поверхностях контакта порошка со стенками полости больших значение реактивных сил трения, которые и способствуют снижению неоднородности напряжений и неравномерности плотности.The disadvantage of this mold is the low quality of the obtained staff. The mold has only one vertical punch, which when moving in the cavity of the matrix, the width equal to the width of the punch, changes the volume of the powder 3-4 times. With such a very large deformation of the powder, the stack after pressing has an inhomogeneous stress state and uneven density both in cross section and in length. Further heat and plastic processing of such beads leads to the amisotropy of the mechanical and physical properties of the finished products. One of the reasons for the heterogeneity of stresses and uneven density of the beads is the large movement of the powder and punch in the cavity of the mold during pressing, it is 2-3 times higher than the height of the beads and leads to the appearance of large values of the reactive friction forces on the surfaces of the contact of the powder with the walls of the cavity, which and contribute to reducing stress heterogeneity and density unevenness.
Задачей предлагаемых решений является повышение качества получаемых штабиков путем приложения к порошку тугоплавких металлов дополнительного сжимающего усилия в горизонтальном направлении.The objective of the proposed solutions is to improve the quality of the obtained beads by applying an additional compressive force in the horizontal direction to the powder of refractory metals.
Поставленная задача решается в предлагаемом способе прессования штабиков из порошков тугоплавких металлов, включающем вертикальное обжатие порошка в пресс-форме, согласно изобретению одновременно с вертикальным обжатием порошок обжимают в горизонтальном направлении с абсолютным обжатием, равным абсолютному обжатию в вертикальном направлении, и с удельным усилием, равным удельному усилию в вертикальном направлении, при этом порошок засыпают в полость пресс-формы, ширина которой равна (1,5-2,0)В1, где В1 - ширина готового штабика.The problem is solved in the proposed method of pressing beads made of refractory metal powders, including vertical compression of the powder in the mold, according to the invention simultaneously with vertical compression, the powder is pressed in the horizontal direction with absolute compression equal to the absolute compression in the vertical direction, and with a specific force equal to specific force in the vertical direction, while the powder is poured into the cavity of the mold, the width of which is (1.5-2.0) B 1 , where B 1 is the width of the finished staff.
Горизонтальное обжатие приводит к схеме напряженного состояния, близкой к схеме всестороннего сжатия, что увеличивает однородность распределения напряжений и плотности по высоте и ширине штабика. При этом абсолютное обжатие по высоте порошка уменьшается в 1,5-2 раза. Все это повышает качество получаемых штабиков.Horizontal compression leads to a stress state pattern close to the all-round compression pattern, which increases the uniformity of stress and density distribution over the height and width of the staff. In this case, the absolute reduction in height of the powder decreases by 1.5-2 times. All this improves the quality of the received staff.
Для получения однородной плотности по высоте и ширине абсолютные обжатия и удельные усилия прессования порошка в вертикальном и горизонтальном направлениях должны быть равны.To obtain a uniform density in height and width, the absolute compressions and the specific forces of pressing the powder in the vertical and horizontal directions should be equal.
Увеличение ширины полости пресс-формы более чем 2В, где В - ширина готового штабика, так же как и уменьшение этой величины менее 1,5В, обусловлено заданными размерами и плотностью штабика.The increase in the width of the mold cavity is more than 2B, where B is the width of the finished bead, as well as the decrease in this value less than 1.5V, due to the given dimensions and density of the bead.
Поставленная задача решается в пресс-форме для прессования штабиков из порошков тугоплавких металлов, которая содержит вертикальный пуансон, боковину и нижнюю плиту, согласно изобретению она дополнительно содержит горизонтальный пуансон, контактирующий рабочей поверхностью с торцовой поверхностью вертикального пуансона, установленного в корпусе пресс-формы с возможностью горизонтального перемещения, при этом нижняя плита контактирует своей торцовой поверхностью с рабочей поверхностью боковины, которая смонтирована в корпусе с возможностью вертикального перемещения, причем пуансоны подпружинены относительно корпуса.The problem is solved in a mold for pressing pads made of refractory metal powders, which contains a vertical punch, sidewall and bottom plate, according to the invention it further comprises a horizontal punch in contact with the end surface of the vertical punch installed in the mold body with the possibility of horizontal movement, while the bottom plate is in contact with its end surface with the working surface of the sidewall, which is mounted in the housing with possibility of vertical movement, the punches are biased relative to the housing.
То что заявляемая пресс-форма дополнительно снабжена горизонтальным пуансоном, позволит обжимать порошок из тугоплавких металлов как по высоте, так и по ширине, что создаст благоприятную схему напряженно-деформированного состояния, повысит плотность штабиков и ее равномерность по его сечению. Это способствует повышению качества штабиков. Возможность в данной пресс-форме горизонтального обжатия позволит уменьшить высоту пресс-формы, облегчит засыпку в нее порошка при более широкой полости, снизит его потери.The fact that the inventive mold is additionally equipped with a horizontal punch will allow compressing the powder of refractory metals both in height and in width, which will create a favorable stress-strain state diagram, increase the density of the beads and its uniformity over its cross section. This helps to improve the quality of staffs. The possibility of horizontal compression in this mold will reduce the height of the mold, facilitate the filling of powder in it with a wider cavity, and reduce its loss.
Предлагаемый способ прессования штабиков и пресс-форма для их прессования проиллюстрированы на фиг.1-3, где на фиг.1 показано поперечное сечение пресс-формы для получения штабика квадратного сечения, на фиг.2 - то же в конце прессования, на фиг.3 показан вид на пресс-форму в плане.The proposed method for pressing the beads and a mold for pressing them is illustrated in FIGS. 1-3, where FIG. 1 shows a cross section of a mold to obtain a square bead, FIG. 2 is the same at the end of pressing, in FIG. 3 shows a plan view of the mold.
Пресс-форма содержит вертикальный пуансон 1, горизонтальный пуансон 2, контактирующий с торцовой поверхностью вертикального пуансона 1. Рабочая полость 3 пресс-формы образована вертикальным и горизонтальным пуансонами 1, 2, боковиной 4, нижней плитой 5. Нижняя плита 5 контактирует с торцовой поверхностью горизонтально пуансона 2. Боковина 4 установлена в корпусе 6 с возможностью вертикального перемещения. Пуансон 1 через боковину 4 подпружинен относительно корпуса 6 упругим элементом 7 (например, полиуретановым буфером). Горизонтальный пуансон 2 также подпружинен упругим элементом 7 относительно корпуса 6.The mold contains a
Пресс-форма работает следующим образом.The mold works as follows.
В рабочую полость 3 пресс-формы засыпают порошок тугоплавкого металла. Включают привод (не показан). Вертикальный и горизонтальный пуансоны 1, 2 начинают перемещаться, формируя из порошка штабик. При перемещении вертикального пуансона 1 он перемещает вниз боковину 4, сжимая упругий элемент 7.Refractory metal powder is poured into the working
При перемещении горизонтальный пуансон 2 сдвигает в горизонтальном направлении вертикальный пуансон 1, сжимая упругий элемент 7. Происходит формообразование штабика пуансонами 1, 2, нижней плитой 5 и боковиной 4.When moving, the
После процесса формообразования упругими элементами 7 пуансоны 1, 2, боковина 4 возвращаются в исходное положение и штабик свободно извлекается из пресс-формы.After the process of forming
Согласно предлагаемому способу были изготовлены штабики из вольфрама марки ВА размером H1×B1×L1=15×15×600 мм. Порошок засыпали в полость пресс-формы, превышающей в 1,5-2 раза ширину штабика. Высота полости пресс-формы составила 22,5-30 мм. Для сравнения были изготовлены аналогичные штабики по известному способу [3].According to the proposed method were made of tungsten racks of grade VA with a size of H 1 × B 1 × L 1 = 15 × 15 × 600 mm. The powder was poured into the cavity of the mold, exceeding 1.5-2 times the width of the staff. The height of the mold cavity was 22.5-30 mm. For comparison, similar staffs were made by a known method [3].
Данные испытаний сведены в таблицу.Test data are summarized in table.
Как показали испытания, плотность штабиков повысилась на 10-20%, расслой снизился на 10% при удельном давлении прессования, равном 20 кг/мм2.As tests have shown, the density of the piles increased by 10-20%, the spacing decreased by 10% with a specific pressing pressure of 20 kg / mm 2 .
Данный способ и пресс-форма найдут применение в электротехнической, электронной и других отраслях новой техники.This method and mold will find application in the electrical, electronic and other industries of new technology.
Источники информацииInformation sources
1. Слителлс К.Дж. Вольфрам. М.: Металлургиздат, 1958, с.125-130.1. Slitells C.J. Tungsten. M .: Metallurgizdat, 1958, p. 125-130.
2. Слителлс К.Дж. Вольфрам. М.: Металлургиздат, 1958, с.126 рис.30.2. Slitells C.J. Tungsten. M.: Metallurgizdat, 1958, p. 126 Fig. 30.
3. Зеликман А.Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970, с.315-318.3. Zelikman A.N. Molybdenum. M.: Metallurgy, 1970, p. 315-318.
4. Г.И.Абашин, Г.М.Погосян. Технология получения вольфрама и молибдена. М.: Металлургиздат, 1960, с.124.4. G.I.Abashin, G.M. Poghosyan. Technology for producing tungsten and molybdenum. M.: Metallurgizdat, 1960, p. 124.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142830/02A RU2381870C2 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007142830/02A RU2381870C2 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007142830A RU2007142830A (en) | 2009-05-27 |
RU2381870C2 true RU2381870C2 (en) | 2010-02-20 |
Family
ID=41022811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007142830/02A RU2381870C2 (en) | 2007-11-19 | 2007-11-19 | Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2381870C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510309C1 (en) * | 2012-08-09 | 2014-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of compacting electric machine brush billets from carbon-based powders and multicavity mould to this end |
RU2604552C2 (en) * | 2015-03-03 | 2016-12-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Device for pressing powder materials of electronic engineering articles |
RU2657894C2 (en) * | 2016-11-09 | 2018-06-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН) | Method of manufacturing slabs of ceramic and composite materials |
-
2007
- 2007-11-19 RU RU2007142830/02A patent/RU2381870C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510309C1 (en) * | 2012-08-09 | 2014-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Method of compacting electric machine brush billets from carbon-based powders and multicavity mould to this end |
RU2604552C2 (en) * | 2015-03-03 | 2016-12-10 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Device for pressing powder materials of electronic engineering articles |
RU2657894C2 (en) * | 2016-11-09 | 2018-06-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН) | Method of manufacturing slabs of ceramic and composite materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007142830A (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2381870C2 (en) | Compression method of beads from powders of refractory metal and press mould for its compression | |
JPS5910878B2 (en) | unmolded press | |
CN211074028U (en) | Punching sheet forming machine with thickness adjusting mechanism | |
WO2011001868A1 (en) | Compression molding method for powder and device therefor | |
RU2373025C1 (en) | Device for pressing workpieces made from powdered high-melting metals | |
JP5481112B2 (en) | Powder compression molding method and apparatus | |
CN213519587U (en) | Magnetic material product shaping knockout low pressure protection device | |
CN204638848U (en) | A kind of high accuracy blanking die | |
CN110193555B (en) | Composite die | |
JP4033289B2 (en) | Forging equipment | |
CN114261124A (en) | Press-forming molding equipment for mold production and processing | |
CN207981991U (en) | A kind of anti-blocking of waste materials metal stamping die | |
JP5098567B2 (en) | Mold for powder molding | |
JPH01177302A (en) | Mold for powder molding | |
CN111195975A (en) | Ceramic waveguide filter blank forming die | |
JPS6336880B2 (en) | ||
JP2006187793A (en) | Powder molding device | |
CN216031472U (en) | Isostatic pressing pedestal for precision ceramics | |
JPH04319099A (en) | Molding method for green compact having stepped shape and molding device therefor | |
CN219052609U (en) | Stamping die for sewing machine part production | |
JP2004291046A (en) | Method and equipment for preventing molded compact from cracking in powder molding | |
CN218964031U (en) | A new type of powder pressing die | |
CN206215767U (en) | A kind of sequence frock of spring three | |
CN103302291A (en) | Mold | |
CN221089411U (en) | Thin-walled sagger pressing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100104 |