[go: nahoru, domu]

RU2026155C1 - Method of producing high-density powder discs - Google Patents

Method of producing high-density powder discs Download PDF

Info

Publication number
RU2026155C1
RU2026155C1 SU5028158A RU2026155C1 RU 2026155 C1 RU2026155 C1 RU 2026155C1 SU 5028158 A SU5028158 A SU 5028158A RU 2026155 C1 RU2026155 C1 RU 2026155C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
loaded
height
workpiece
powder
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Г. Дорофеев
В.Ю. Дорофеев
С.Н. Сергеенко
Original Assignee
Новочеркасский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новочеркасский политехнический институт filed Critical Новочеркасский политехнический институт
Priority to SU5028158 priority Critical patent/RU2026155C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2026155C1 publication Critical patent/RU2026155C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: powder metallurgy. SUBSTANCE: the method comprises preliminary moulding of a blank featuring area of variable height, heating the blank and final compacting at an elevated temperature followed by additional deformation of the powder with a degree of 0.2-0.6 within the area of the disc sustaining a highest load. The disc height is determined by the formula. EFFECT: producing high-density products. 1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии. The invention relates to powder metallurgy.

Известен способ динамического горячего прессования (ДГП), включающий формование пористой заготовки равной высоты, ее нагрев и горячее доуплотнение, осуществляемое путем осадки. A known method of dynamic hot pressing (DGP), including the molding of a porous preform of equal height, its heating and hot sealing, carried out by precipitation.

Этот способ не позволяет изготавливать высококачественные порошковые диски из-за пониженной плотности периферийной части изделия. This method does not allow to produce high-quality powder disks due to the reduced density of the peripheral part of the product.

Наиболее близким техническим решением является способ динамического горячего прессования порошковых изделий, включающий формование порошковой заготовки с переменной высотой, нагрев и штамповку в изделие постоянной высоты. Данный способ позволяет снизить неравномерность распределения плотности за счет компенсации недостатка материала в технологическом зазоре при заполнении последнего в процессе горячей штамповки заготовки. The closest technical solution is a method of dynamic hot pressing of powder products, including forming a powder billet with a variable height, heating and stamping into a product of constant height. This method allows to reduce the uneven distribution of density by compensating for the lack of material in the technological gap when filling the latter during hot stamping of the workpiece.

Однако известный способ не обеспечивает изготовление высокоплотных порошковых дисков с повышенным качеством материала в наиболее нагруженной части. Это обусловлено тем, что при горячем доуплотнении не осуществляется дополнительная деформация порошкового материала. However, the known method does not provide for the manufacture of high-density powder disks with improved material quality in the most loaded parts. This is due to the fact that during hot compaction, additional deformation of the powder material is not carried out.

Целью изобретения является повышение качества дисков путем улучшения межчастичного сращивания материала в наиболее нагруженной части изделия. The aim of the invention is to improve the quality of the disks by improving the interparticle splicing of the material in the most loaded part of the product.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления высокоплотных порошковых дисков, заключающемся в предварительном формовании заготовки с участками переменной высоты, ее нагреве и горячем доуплотнении, при выполнении последней операции дополнительно деформируют наиболее нагруженную его часть со степенью 0,2 ... 0,6, а высоту заготовки определяют по формуле
для дисков с нагруженной наружной частью:
hзаг=hд - в ненагруженной части;
hзаг= h

Figure 00000001
Figure 00000002
·
Figure 00000003
-
Figure 00000004
Figure 00000005
- в нагруженной части;
для дисков с нагруженной внутренней частью:
hзаг=hд - в ненагруженной части;
hзаг= h
Figure 00000006
Figure 00000007
·
Figure 00000008
-
Figure 00000009
Figure 00000010
- в нагруженной части; где C=
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
- геометрический параметр наиболее нагруженной части диска;
K=
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
- геометрический параметр диска;
hд - высота диска, мм;
hзаг - высота заготовки, мм;
Do и do - наружный и внутренний диаметры диска, мм;
Dн - диаметр нагруженной части диска, мм;
Пд и По - пористость диска и заготовки.This goal is achieved by the fact that in the method of manufacturing high-density powder disks, which consists in preforming a workpiece with sections of variable height, heating and hot sealing, during the last operation, the most loaded part is additionally deformed with a degree of 0.2 ... 0.6 and the height of the workpiece is determined by the formula
for discs with loaded outer part:
h zag = h d - in the unloaded part;
h zag = h
Figure 00000001
Figure 00000002
·
Figure 00000003
-
Figure 00000004
Figure 00000005
- in the loaded part;
for discs with a loaded inner part:
h zag = h d - in the unloaded part;
h zag = h
Figure 00000006
Figure 00000007
·
Figure 00000008
-
Figure 00000009
Figure 00000010
- in the loaded part; where c =
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
- geometric parameter of the most loaded part of the disk;
K =
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
- geometric parameter of the disk;
h d - disk height, mm;
h zag - the height of the workpiece, mm;
D o and d o - the outer and inner diameters of the disk, mm;
D n - the diameter of the loaded part of the disk, mm;
P d and P about - the porosity of the disk and the workpiece.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного новым режимом формообразования изделия в процессе горячего доуплотнения пористой заготовки, заключающимся в дополнительной деформации порошкового материала со степенью 0,2 ... 0,6 наиболее нагруженной части диска и новой формой заготовки. При этом обеспечивается новое свойство - улучшение межчастичного сращивания порошкового материала в наиболее нагруженной части диска за счет пластической деформации материала частиц, дробления пленок примесей и дополнительной активации поверхности в результате этого. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the proposed method differs from the known new mode of product shaping during hot compaction of the porous workpiece, which consists in additional deformation of the powder material with a degree of 0.2 ... 0.6 of the most loaded part of the disk and a new shape of the workpiece . At the same time, a new property is ensured - the improvement of interparticle splicing of the powder material in the most loaded part of the disk due to plastic deformation of the particle material, crushing of impurity films and additional surface activation as a result of this.

На фиг. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа для дисков с нагруженной наружной частью; на фиг. 2 - схема осуществления способа для дисков с нагруженной внутренней частью. In FIG. 1 shows a diagram of an implementation of the proposed method for disks with a loaded outer part; in FIG. 2 is a flow diagram of a method for disks with a loaded inner part.

Слева от осевой линии показано положение пористой заготовки 1 в матрице 2, пуансонов 3 и 4 и иглы 5 перед началом горячего доуплотнения, а справа - высокоплотный порошковый диск 6 и положение инструмента в конце горячего доуплотнения. To the left of the center line shows the position of the porous preform 1 in the matrix 2, punches 3 and 4 and the needle 5 before the start of hot sealing, and to the right - high-density powder disk 6 and the position of the tool at the end of the hot sealing.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что при дополнительной деформации со степенью 0,2 ... 0,6 обеспечивается повышение качества межчастичного сращивания в 1,2-2,5 раза, оцениваемое по низкотемпературной трещиностойкости порошкового материала (см. таблицу). Experimental studies have shown that with additional deformation with a degree of 0.2 ... 0.6, an increase in the quality of interparticle splicing is provided by 1.2-2.5 times, estimated by the low-temperature crack resistance of the powder material (see table).

Выявленные закономерности можно объяснить следующим. The revealed patterns can be explained as follows.

Увеличение значений трещиностойкости К1с при повышении степени дополнительной деформации ε доп от 0 до 60% обусловлено улучшением качества сращивания за счет увеличения сдвиговых деформаций на контактных поверхностях и дробление пленок примесей в результате этого. Снижение К1с при εдоп> 60% обусловлено перенаклепом материала, что приводит к изменению характера разрушения от транскристаллитного при εдоп=20-60% к межчастичному при εдоп> 60% . Значения К1с высокоплотного порошкового материала на основе ПЖВ 2.160.26 при 196оС в зависимости от степени дополнительной деформации εдоп представлены в таблице.The increase in crack resistance K 1c with an increase in the degree of additional deformation ε add from 0 to 60% is due to an improvement in the quality of splicing due to an increase in shear deformations on contact surfaces and crushing of impurity films as a result. The decrease in K 1s at ε extra > 60% is due to re-riveting of the material, which leads to a change in the nature of fracture from transcrystalline at ε extra = 20-60% to interparticle at ε extra > 60%. The values of К 1с of high-density powder material based on ПЖВ 2.160.26 at 196 о С depending on the degree of additional deformation ε additional are presented in the table.

Основной геометрический параметр пористой заготовки - высоту нагруженной части пористой заготовки определим из условия равенства высот заготовки ненагруженной части диска и заготовки, обеспечивающего максимально возможную степень дополнительной деформации порошкового материала. The main geometric parameter of the porous preform — the height of the loaded part of the porous preform — is determined from the condition that the heights of the preform of the unloaded part of the disk and the preform equal to the maximum possible degree of additional deformation of the powder material be equal.

Исходя из равенства масс до и после деформации, получим:
для диска с нагруженной наружной частью (ДННЧ)
hд(D2 o-d2 o)(1-Пд)=hд(D2 н-d2 о)(1-По)+ + hзаг(D2 o-D2 н)(1-По).Based on the equality of masses before and after deformation, we obtain:
for a disk with a loaded outer part (LFL)
h d (D 2 o -d 2 o ) (1-P d ) = h d (D 2 n -d 2 o ) (1-P o ) + + h zag (D 2 o -D 2 n ) (1 -P o ).

для диска с нагруженной внутренней частью (ДНВЧ)
hд(D2 o-d2 o)(1-Пд)=hд(D2 o-D2 н)(1-По)+ + hзаг(D2 н-d2 o)(1-По).for a disk with a loaded internal part (LHD)
h d (D 2 o -d 2 o ) (1-P d ) = h d (D 2 o -D 2 n ) (1-P o ) + + h zag (D 2 n -d 2 o ) (1 -P o ).

Преобразуя, вычислим высоту заготовки в нагруженной части диска:
для ДННЧ
hзаг =

Figure 00000017
=
= h
Figure 00000018
Figure 00000019
·
Figure 00000020
_
Figure 00000021
Figure 00000022
=
= h
Figure 00000023
Figure 00000024
·
Figure 00000025
-
Figure 00000026
Figure 00000027
,
для ДНВЧ
hзаг =
Figure 00000028
=
= h
Figure 00000029
Figure 00000030
·
Figure 00000031
-
Figure 00000032
Figure 00000033
.Transforming, we calculate the height of the workpiece in the loaded part of the disk:
for VLF
h zag =
Figure 00000017
=
= h
Figure 00000018
Figure 00000019
·
Figure 00000020
_
Figure 00000021
Figure 00000022
=
= h
Figure 00000023
Figure 00000024
·
Figure 00000025
-
Figure 00000026
Figure 00000027
,
for dhf
h zag =
Figure 00000028
=
= h
Figure 00000029
Figure 00000030
·
Figure 00000031
-
Figure 00000032
Figure 00000033
.

Введем обозначения:
C=

Figure 00000034
- геометрический параметр нагруженной части диска;
K=
Figure 00000035
- геометрический параметр диска, тогда высота заготовки нагруженной части диска для ДНВЧ
hзаг= h
Figure 00000036
Figure 00000037
·
Figure 00000038
-
Figure 00000039
Figure 00000040
,
для ДННЧ
hзаг= h
Figure 00000041
·
Figure 00000042
-
Figure 00000043
Figure 00000044
.We introduce the following notation:
C =
Figure 00000034
- geometric parameter of the loaded part of the disk;
K =
Figure 00000035
- the geometric parameter of the disk, then the height of the workpiece of the loaded part of the disk for UHF
h zag = h
Figure 00000036
Figure 00000037
·
Figure 00000038
-
Figure 00000039
Figure 00000040
,
for VLF
h zag = h
Figure 00000041
·
Figure 00000042
-
Figure 00000043
Figure 00000044
.

П р и м е р. Формование пористой заготовки производят из шихты на основе железного порошка ПЖВ 2.160.26, содержащей 0,8% графита и 5% ферромарганца ФМм 1,5 в пресс-форме по схеме одностороннего прессования на гидравлическом прессе. Давление прессования составляет 500 МПа, величина исходной пористости 20%. Высоту нагруженной внешней части диска определяют по формуле
hзаг= h

Figure 00000045
·
Figure 00000046
-
Figure 00000047
Figure 00000048
=
= 1,5
Figure 00000049
·
Figure 00000050
-
Figure 00000051
= 2,05 мм , где hд=1,5 мм - высота диска;
K=
Figure 00000052
=
Figure 00000053
= 0,23 - геометрический параметр диска;
do=55 мм - внутренний диаметр диска;
Do=115 мм - наружный диаметр диска;
C=
Figure 00000054
=
Figure 00000055
= 0,55 - геометрический параметр нагруженной части диска.PRI me R. The porous billet is formed from a mixture based on iron powder ПЖВ 2.160.26, containing 0.8% graphite and 5% ferromanganese FMM 1.5 in a mold according to the scheme of unilateral pressing on a hydraulic press. The pressing pressure is 500 MPa, the initial porosity is 20%. The height of the loaded outer part of the disk is determined by the formula
h zag = h
Figure 00000045
·
Figure 00000046
-
Figure 00000047
Figure 00000048
=
= 1,5
Figure 00000049
·
Figure 00000050
-
Figure 00000051
= 2.05 mm, where h d = 1.5 mm is the height of the disk;
K =
Figure 00000052
=
Figure 00000053
= 0.23 - geometric parameter of the disk;
d o = 55 mm is the inner diameter of the disk;
D o = 115 mm - the outer diameter of the disk;
C =
Figure 00000054
=
Figure 00000055
= 0.55 is the geometric parameter of the loaded part of the disk.

Пд=0,03 - остаточная пористость диска.P d = 0,03 - residual porosity of the disk.

Спекание заготовки осуществляют в среде диссоциированного аммиака (ДА) в течение 2 ч при 1150оС. Кратковременный нагрев под горячее доуплотнение проводят в среде ДА при 1150оС в течение 10-12 мин. Горячее доуплотнение проводят в специальном штампе на молоте с приведенной энергией уплотнения 240 мДж/м3.Sintering the preform is performed in an environment of dissociated ammonia (TA) for 2 hours at 1150 ° C. Short heating under hot douplotnenie carried out in YES medium at 1150 C for 10-12 minutes. Hot compaction is carried out in a special stamp on a hammer with a reduced compaction energy of 240 mJ / m 3 .

Степень дополнительной деформации наиболее нагруженной части диска составляет
εдоп=

Figure 00000056
= 1 -
Figure 00000057
= 1 -
Figure 00000058
= 0,27
Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующим повышение качества межчастичного сращивания порошкового материала нагруженной части диска, оцениваемое по увеличению в 2,5-2,9 раза трещиностойкости материала при 196оС.The degree of additional deformation of the most loaded part of the disk is
ε extra =
Figure 00000056
= 1 -
Figure 00000057
= 1 -
Figure 00000058
= 0.27
Using the present method provides over the existing quality improvement interparticle splicing powder material loaded part of the disc, measured by 2.5-2.9 times increase in fracture toughness of the material at 196 ° C.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПЛОТНЫХ ПОРОШКОВЫХ ДИСКОВ, включающий формование заготовки с участками переменной высоты, нагрев и горячее доуплотнение, отличающийся тем, что при горячем доуплотнении осуществляют дополнительную деформацию наиболее нагруженной части диска со степенью 0,2 - 0,6, а высоту заготовки hз а г определяют по формуле
Figure 00000059

в нагруженной части диска,
hз а г = hд
в ненагруженной части диска,
где n = 1, m = 0; d = 1 - постоянные коэффициенты для диска с нагруженной наружной частью;
n = -1, m = 1; d = -1 - постоянные коэффициенты для диска с нагруженной внутренней частью;
Figure 00000060
- геометрический параметр нагруженной части диска;
Figure 00000061
- геометрический параметр диска;
hд, hо - высота диска и заготовки, мм;
Dо, dо - наружный и внутренний диаметр диска соответственно, мм;
Dн - диаметр нагруженной части диска, мм;
Пд, По - остаточная пористость диска и исходная пористость заготовки соответственно.METHOD FOR PRODUCING HIGH-DENSITY POWDER DISKS, including forming a workpiece with sections of variable height, heating and hot sealing, characterized in that during hot sealing, additional deformation of the most loaded part of the disk with a degree of 0.2 - 0.6, and the height of the workpiece h h a g determined by the formula
Figure 00000059

in the loaded part of the disk,
h h a g = h d
in the unloaded part of the disk,
where n = 1, m = 0; d = 1 - constant coefficients for a disk with a loaded outer part;
n = -1, m = 1; d = -1 - constant coefficients for a disk with a loaded inner part;
Figure 00000060
- geometric parameter of the loaded part of the disk;
Figure 00000061
- geometric parameter of the disk;
h d , h about - the height of the disk and the workpiece, mm;
D about , d about - the outer and inner diameter of the disk, respectively, mm;
D n - the diameter of the loaded part of the disk, mm;
P d , P about - the residual porosity of the disk and the initial porosity of the workpiece, respectively.
SU5028158 1991-07-15 1991-07-15 Method of producing high-density powder discs RU2026155C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5028158 RU2026155C1 (en) 1991-07-15 1991-07-15 Method of producing high-density powder discs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5028158 RU2026155C1 (en) 1991-07-15 1991-07-15 Method of producing high-density powder discs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2026155C1 true RU2026155C1 (en) 1995-01-09

Family

ID=21597302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5028158 RU2026155C1 (en) 1991-07-15 1991-07-15 Method of producing high-density powder discs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2026155C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1260117, кл. B 22F 3/24, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6228140B1 (en) Texture free ballistic grade tantalum product and production method
CA1237565A (en) Process and device for producing compressed mouldings from loose or sintered metal powder
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
US3785038A (en) Process of working a sintered powder metal compact
RU2026155C1 (en) Method of producing high-density powder discs
KR20010024478A (en) Sintered powder metal bodies and process for producing the same
US2794241A (en) Fabrication of intricate shapes from beryllium
EP0999909B1 (en) Metal powder compression tool
JPH04136105A (en) Production of aluminum powder forged product
SU1636124A1 (en) Method of producing articles from powders
RU2773555C2 (en) Method for production of pistons of internal combustion engines of aluminum alloys with non-resist insert
SU1174160A1 (en) Method of producing powder articles of intricate shapes
SU952440A1 (en) Method of producing combination toothed articles
CN108262434A (en) A kind of increment die-forging forming method towards aluminium alloy strand
SU977111A1 (en) Method of producing complex shape articles from metallic powder
RU2011473C1 (en) Method of producing composite powder materials with ceramic additives
JP3006263B2 (en) Method for producing metal powder sintered body
SU1726128A1 (en) Method of powder compaction into shapes
SU1731434A1 (en) Method of manufacturing products from powder
SU1026965A1 (en) Method of producing bimetallic cutting tool
GB2181745A (en) Hot-deformed powder metallurgy articles
RU2241576C2 (en) Method for making powder parts
SU772718A1 (en) Method of making sintered porous articles
SU929328A1 (en) Method of producing flat parallel parts from copper powder
SU829693A1 (en) Method of making cast iron articles