Пристрій для іскроплазмового спікання порошків

Реферат: Пристрій для іскроплазмового спікання порошків містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, електропровідні вставки, струмопідводи, прохідні ізолятори та джерело живлення, струмопідвідні короби, які закріплені на бічній поверхні верхньої і нижньої півкамер, в яких розміщені гнучкі струмопідводи, та дві струмоведучі плити, одна з яких розміщена над матрицею, а друга - під нею з можливістю переміщення уздовж осі пристрою. Струмоведучі плити виконані з каналами для охолоджуючої рідини. UA 71816 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ІСКРОПЛАЗМОВОГО СПІКАННЯ ПОРОШКІВ UA 71816 U UA 71816 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв, які забезпечують іскроплазмове спікання порошків і може бути застосований у порошковій металургії. 2 Відомий пристрій для спікання металевих порошків [авт. св. СРСР № 725815, МПК В 22 F 3/14, опубл. 05.04.80. Бюл. № 13], що містить матрицю з верхнім та нижнім електродами пуансонами, піддон та струмопідвідний сильфон, причому матриця та нижній пуансон встановлені в піддоні, сильфон розміщений на верхньому пуансоні, а поверхня електродів пуансонів виконана з похилими канавками. Електроди - пуансони підключені до джерела живлення. Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є такі: матриця з пуансонами, що підключені до джерела живлення. До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату слід віднести те, що пристрій передбачає прокачування газів в просторі між частинками порошку, що спікається, що обмежує рівень температури, яка може бути досягнута при спіканні порошку. Найбільш близьким за суттю ознак до корисної моделі є пристрій для здійснення способу 4 виготовлення виробів з порошкових матеріалів [авт. св. СРСР № 1407680, МПК В 22 F 3/14, опубл. 07.07.88. Бюл. № 25], що містить верхню і нижню півкамери, матрицю і пуансон, які встановлені в нижній півкамері, нагрівальні елементи, струмопідвідні електроди, прохідні ізолятори, струмопровідні вставки та джерело живлення, причому верхня півкамера встановлена з можливістю контактування з пуансоном, а вставки з'єднані з струмопідвідними електродами. Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є такі: матриця з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, електропровідні вставки, струмопідводи, прохідні ізолятори та джерело живлення. До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату слід віднести те, що деталі пристрою знаходяться у контакті або у безпосередній близькості від нагрівальних елементів, але не передбачено засобів для їх охолоджування, що обмежує рівень дозволених температур та знижує надійність пристрою. Крім того, статичне навантажування на порошок накладається за рахунок пружних елементів, що знаходяться всередині пристрою, що обмежує рівень статичного навантаження, яке прикладають, а також збільшує внутрішній об'єм пристрою і відповідно збільшує тривалість операції вакуумування та знижує продуктивність пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити пристрій для іскроплазмового спікання порошків шляхом введення нових конструктивних елементів, що дозволить віддалити прохідні ізолятори струмопідводів від матриці, що нагріта до високих температур, і за рахунок цього забезпечити надійність роботи пристрою та підвищити допустимий рівень температури, яка досягається в пристрої. Це дозволить здійснювати спікання порошків тугоплавких металів. Крім того, конструктивне виконання пристрою значно зменшує його внутрішній вільний об'єм, що дозволяє прискорити вакуумування та збільшити продуктивність пристрою, а використання силового механізму дозволить збільшити значення статичного навантажування на порошок і активізувати процес спікання. Суть корисної моделі полягає в тому, що пристрій для іскроплазмового спікання порошків, що містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, електропровідні вставки, струмопідводи, прохідні ізолятори та джерело живлення, згідно з корисною моделлю, він оснащений струмопідвідними коробами, які закріплені на бічній поверхні верхньої і нижньої півкамер, в яких розміщені гнучкі струмопідводи, та двома струмоведучими плитами, одна з яких розміщена над матрицею, а друга - під нею з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, причому струмоведучі плити виконані з каналами для охолоджуючої рідини. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, і технічним результатом необхідно відзначити таке. Ознаки "він оснащений струмопідвідними коробами, які закріплені на бічній поверхні верхньої і нижньої півкамер, в яких розміщені гнучкі струмовідводи" дозволять віддалити прохідні ізолятори струмовідводів від матриці, що нагріта до високих температур, і за рахунок цього забезпечити надійність роботи пристрою та підвищити допустимий рівень температури, яка досягається в пристрої. Це дозволить здійснювати спікання порошків тугоплавких металів. Крім того, конструктивне виконання пристрою значно зменшує його внутрішній вільний об'єм, що дозволяє прискорити вакуумування та збільшити продуктивність пристрою. Ознаки "оснащений двома струмоведучими плитами, одна з яких розміщена над матрицею, а друга - під нею з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, причому струмоведучі плити виконані з каналами для охолоджуючої рідини" дозволять збільшити значення статичного 1 UA 71816 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 навантажування на порошок і активізувати процес спікання та обмежувати зростання температури струмоведучих плит, що забезпечить підвищення надійності роботи пристрою. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено повздовжній розріз пристрою. Пристрій для іскроплазмового спікання порошків містить матрицю 1 з пуансонами 2 та 3, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою 4 та нижньою 5 півкамерами. Пристрій оснащений двома струмоведучими плитами 6 та 7 з електропровідними вставками 8 та 9 відповідно. Струмоведуча плита 6 розміщена над матрицею 1 і закріплена до верхньої півкамери 4 та ізольована від неї ізолятором 10. Струмоведуча плита 7 розміщена під матрицею 1 з можливістю переміщення уздовж осі пристрою під дією силового механізму, наприклад за допомогою штока 11 гідроциліндра (на кресленні не показано). Верхня півкамера 4 встановлена з можливістю переміщення уздовж осі пристрою для забезпечення можливості встановлення заповненої порошком матриці 1 на електропровідній вставці 9 струмоведучої плити 7 для здійснення процесу електроплазмового спікання порошку, а також для вилучення матриці 1 з пристрою після завершення процесу. На бічній поверхні верхньої 4 та нижньої 5 півкамер, закріплені струмопідвідні короби 12 та 13, в яких розміщені гнучкі струмопідводи 14 та 15, що проходять через прохідні ізолятори 16 та 17 і з'єднують струмоведучі плити 6 та 7 з джерелом живлення 18. Струмоведучі плити 6 та 7 виконані з каналами для охолоджуючої рідини, які за допомогою підвідних патрубків 19, 20 та відвідних патрубків 21, 22, підключені до системи прокачування охолоджуючої рідини (на кресленні не показано). На бічній поверхні верхньої півкамери 4 розміщені патрубок 23 для відведення повітря (або підведення інертного газу) та ілюмінатор 24 для контролю за рівнем температури поверхні матриці 1. Для герметизації камери між верхньою 4 та нижньою 5 півкамерами розміщено ущільнення 25, а на штоку 11 гідроциліндра - ущільнення 26. Пристрій працює таким чином. Матрицю 1 заповнюють порошком і при піднятій верхній півкамері 4 встановлюють її разом з пуансоном 2 на поверхню електропровідної вставки 9 струмоведучої плити 7. За допомогою механізму переміщення (на кресленні не показано) верхню півкамеру 4 переміщують вниз до її торкання з нижньою півкамерою 5 і герметизації внутрішнього об'єму пристрою. При цьому торцеві поверхні пуансона 2 і електропровідної вставки 8 контактують між собою. Через патрубок 23 пристрій підключають до вакуумної системи або до системи подання інертного газу (на кресленні не показано). За допомогою штока 11 силового механізму (на кресленні не показано) прикладають статичне навантажування на порошок в матриці 1 і ущільнюють його до регламентованого рівня опору порошку. Включають систему прокачування охолоджуючої рідини (на кресленні не показано) і через підвідні патрубки 19, 20 та відвідні патрубки 21, 22 подають охолоджуючу рідину у канали струмоведучих плит 6 та 7. Від джерела живлення 18 подають електричний струм по гнучких струмовідводах 14 та 15, що проходять через прохідні ізолятори 16 та 17, до струмоведучих плит 6 та 7, до електропровідних вставок 8 та 9, до пуансонів 2 та 3, до матриці 1 та до попередньо ущільненого порошку, що знаходиться у матриці 1. Відбувається нагрівання порошку електричним струмом і його спікання в умовах одночасної дії високої температури та статичного тиску. Рівень температури поверхні матриці 1 контролюють за допомогоюоптичного пірометра (на кресленні не показано) через ілюмінатор 24. Після виходу на регламентований для даного порошку рівня температури виконують витримку матриці 1 з порошком в умовах сталості статичного тиску та температури. Через деякий час знімають статичне навантаження, вимикають джерело живлення 18, припиняють подачу охолоджуючої рідини через патрубки 19 та 20. Потім вимикають пристрій від вакуумної системи (або системи подання інертного газу), піднімають верхню півкамеру 4 і вилучають матрицю 1, з якої виймають пресовану спечену заготовку. Процес іскроплазмового спікання порошків виконують відповідно експериментально встановленим рекомендаціям по величині тиску, температури та тривалості дії на порошок, що спікають. Таким чином, використання пристрою для іскроплазмового спікання порошків дозволить віддалити прохідні ізолятори струмопідводів від матриці, що нагріта до високих температур, і за рахунок цього забезпечити надійність роботи пристрою та підвищити допустимий рівень температури, яка досягається в пристрої. Це дозволить здійснювати спікання порошків тугоплавких металів. Крім того, конструктивне виконання пристрою значно зменшує його внутрішній вільний об'єм, що дозволяє прискорити вакуумування та збільшити продуктивність пристрою, а використання силового механізму дозволить збільшити значення статичного навантажування на порошок і активізувати процес спікання. 2 UA 71816 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для іскроплазмового спікання порошків, що містить матрицю з пуансонами, яка встановлена в герметичній камері, що утворена верхньою та нижньою півкамерами, електропровідні вставки, струмопідводи, прохідні ізолятори та джерело живлення, який відрізняється тим, що він оснащений струмопідвідними коробами, які закріплені на бічній поверхні верхньої і нижньої півкамер, в яких розміщені гнучкі струмопідводи, та двома струмоведучими плитами, одна з яких розміщена над матрицею, а друга - під нею з можливістю переміщення уздовж осі пристрою, причому струмоведучі плити виконані з каналами для охолоджуючої рідини. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3