Штамп для гарячої штамповки порошкових заготовок

Штамп для горячей штамповки порошковых заготовок, содержащий матрицу с коническим заходным участком, пуансоном, выполненный с коническим участком и установленный с возможностью захода его конического участка в матрицу с образованием компенсационной щели, и контрпуансон, отличающийся тем, что пуансон выполнен с возможностью захода его нижнего торца до плоскости перехода цилиндрического участка матрицы в конический, а угол наклона образующей конусного участка пуансона к оси штампа составляет 8–89о. (19) (21) 96124514 (22) 03.12.1996 (24) 15.11.2000 (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Баглюк Генадiй Анатолiйович, Позняк Леонiд Олександрович, Мажарова Галина Юхимiвна, Капля Сергiй Миколайович (73) Iнститут проблем матерiалознавства iм. Францевича Нацiональної академiї наук України (56) 1. Автоpское свидетельство СССР №969460, Б.И., 1982,№40. 2. Автоpское свидетельство СССР №490569, Б.И., 1975, №41. 3. Автоpское свидетельство СССР №1194577, Б.И., 1985,№44. 4. Павлов В.А. и др. Исследования в области горячего прессования в порошковой металлургии. – Новочеркасск, 1984. – С. 65. 5. Автоpское свидетельство СССР №1498588, Б.И., 1989, №29 (прототип). 29502 Штамп состоит из матрицы 1 с коническим заходным участком, контрпуансона 2, верхнего пуансона 3, выполненного в виде усеченного конуса с возможностью его охватывания конусным участком матрицы, верхний 4 и двух нижних 5 и 6 плит, направляющей колонки и втулки 7, 8. Высота конического участка пуансона 3, заходящего в полость матрицы в нижнем положении ползуна пресса, выбирается из условия, что меньшее основание конического участка пуансона находится в плоскости перехода цилиндрического участка полости матрицы в конический, т.е. равна расстоянию между указанной плоскостью и зеркалом (верхней плоскостью) матрицы. Диаметр пуансона в плоскости перехода выполнен меньше диаметра поперечного сечения матрицы на величину удвоенной ширины компенсационной щели S, причем угол наклона образующей конусного участка пуансона к оси штампа составляет 8о < a < 89о. Работает штамп следующим образом. Нагретую пористую заготовку 9 помещают в полость матрицы 1 на торец контрпуансона 2, после чего осуществляют ее деформирование пуансона 3. На начальном этапе штамповки заготовка с пористостью 20–30% подвергается осадке без существенного изменения поперечных размеров. При этом пористость заготовки снижается до 6– 10%. На последующем этапе продолжается доуплотнение заготовки и начинается интенсивное течение материала заготовки в сторону, металл достигает боковых стенок матрицы и упирается в них. Происходит заполнение угловых участков штампа, причем средняя по объему пористость на этом этапе обычно не превышает 1–2%. При дальнейшем движении пуансона 3 вниз заготовка окончательно доуплотняется (q < 1 %), а избыток материала поковки вытесняется в сужающуюся компенсационную щель, образованную боковыми поверхностями конических участков матрицы и пуансона. Сужение компенсационной щели при ходе ползуна пресса вниз вызывает резкое увеличение сопротивления выдавливанию материала заготовки в облой с ростом плотности заготовки, и, соответственно, с увеличением давления деформации. Ширина компенсационной щели S в сомкнутом состоянии штампа составляет 0,5–2,0 мм и выбирается в каждом конкретном случае экспериментально, (в зависимости от массы и формы заготовки), причем с ростом массы поковки значение S, как правило, увеличивается. Значение верхнего предела угла (< 89о) ограничивается тем, что при a< 89о (в частности, при a - 90о), форма верхнего пуансона вырождается из конической в плоскую, что не соответствует доотличительным признакам изобретения. При такой форме пуансона облой при штамповке вытесняется на верхнюю плоскость матрицы, а вертикальная составляющая сил трения, препятствующая при конусном пуансоне выдавливанию металла в облой, исчезает. Таким образом, при выполнении угла a 3%), и, как следствие пониженным уровнем эксплуатационных свойств. Это обусловлено тем, что в случае колебания массы заготовки, а значит – и массы выдавливаемого в коменсационную щель металла, нижний край выдавленного заусенца, вследствие различной величины раскрытия подвижной матрицы, будет расположен на различной высоте по отношению к нижнему торцу поковки, что снижает их качество. В основу изобретения штамп для горячей штамповки порошковых заготовок поставлено задачу путем выполнения пуансона с возможностью захода его нижнего торца до плоскости перехода цилиндрического участка матрицы в конический, а угол наклона образующей конусного участка пуансона к оси штампа должен составлять 8–89о, обеспечить упрощение конструкции, повышение надежности работы штампа и качества поковок. Штамп для горячей штамповки порошковых заготовок, содержащий матрицу с коническим заходным участком, пуансон, выполненный с коническим участком и установленный с возможностью захода его конического участка в матрицу с образованием компенсационной щели, и контрпуансон, согласно изобретению, пуансон выполнен с возможностью захода его нижнего торца до плоскости перехода цилиндрического участка матрицы в конический, а угол наклепа образующей конусного участка пуансона к оси штампа составляет 8–89о. Преимущества заявляемой конструкции штампа перед известными техническими решениями заключаются в следующем. Вследствие выполнения пуансона с возможностью захода его нижнего торца в нижнем положении ползуна пресса до плоскости перехода цилиндрического участка матрицы в конический, обеспечивается стабильность размеров поковки и расположения облоя (заусенца) на поковке (по ее высоте), т.к. облой гарантированно образуется на верхней плоскости поковки, а не на боковой поверхности, как в конструкции-прототипе (с плавающей матрицей). Кроме того, верхнее расположение заусенца позволяет упростить технологию его обрезки (простым снятием фаски), тогда как при использовании штампа-прототипа в ряде случаев необходимо протачивать всю боковую поверхность заготовки (при большей массе облоя). Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет повысить качество поковок, и надежность работы штампа. Повышение надежности работы штампа достигается также и за счет выбора оптимального угла наклона образующей конусного участка пуансона к оси штампа (8о < a < 89о). Так, при штамповке относительно низких заготовок с D/h < 4 не имеющих осевого отверстия в случае угла наклона конуса пуансона менее 8о при значительном избытке массы заготовки (более 5%) наблюдается "залипание" отштампованной заготовки на верхнем пуансоне. Такое явление обнаружено, в частности при горячей штамповке дисков Æ 50 мм с высотой h – 8 мм; (a – 7о) из заготовок на основе псевдосплавов Fe – 1 % C – 30% Cu. Возможность "залипания" поковки на верхнем пуансоне снижает надежность штампа при его использовании в автоматизированной линии. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлена заявляемая конструкция штампа. 2 29502 Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет значительно упростить конст рукцию штампа и повысить его надежность за счет управления узла подвижной плавающей матрицы. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3