RU2002578C1

RU2002578C1 - Method of filling capsules by granulated powders of hand-deformable alloys

Info

Publication number: RU2002578C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Платонович Бувин; Сергей Александрович Белов; Борис Георгиевич Ломакин; Виктор Сергеевич Мешалин; Владимир Иванович Казмирук; Владимир Васильевич Касаткин; Эдуард Мечиславович Зелинский; Аркадий Борисович Ларин
Original assignee: Всероссийский институт легких сплавов
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Способ заполнени капсул металлическим порошком включает размещение капсулы на вибростоле , порционную подачу гранул в загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление в капсулу стержн с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на слой составл ет л 02-08 кг/мм , а частота пульсации стержн равна 0,1 - 0,3 Гц Способ заполнени капсул позвол ет снизить металлоемкость капсул на 15 - 20% и повысить точность геометрии изделий на 30 - 40% 1 таб A method of filling capsules with metal powder includes placing the capsule on a vibrating table, portioning the granules into the capsule loading nozzle through a funnel, and periodic vibratory compaction. After each portion of granules is fed, a pulsating pressure is applied to the layer of the rod with a flat end surface, the specific pressure on the layer being l 02-08 kg / mm, and the core pulsation frequency is 0.1 - 0.3 Hz. The method of filling capsules allows to reduce the metal consumption of capsules by 15 - 20% and to increase the accuracy of the geometry of the products 30 - 40% 1 tab

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способу заполнени капсул металлическим порошком перед гор чим изостатическим прессованием.The invention relates to powder metallurgy, in particular to a method for filling capsules with metal powder before hot isostatic pressing.

Известен способ изготовлени спеченных изделий, по которому загрузку порошка а нагретую капсулу, виброуплотнение, герметизацию капсулы и гор чее изостатиче- ское прессование, виброуплотнение провод т и три стадии: на первой стадии при частоте 15-20 Гц, на второй при 40-50 Гц и на третьей - при 60-90 Гц до плотности 65-69 .A known method of manufacturing sintered products, in which the loading of the powder and the heated capsule, vibration compaction, sealing the capsule and hot isostatic pressing, vibration compaction are carried out in three stages: in the first stage at a frequency of 15-20 Hz, in the second at 40-50 Hz and on the third - at 60-90 Hz to a density of 65-69.

Недостатком известного способа вл - «згс то, что он не обеспечивает высокой плотности заполнени капсул несимметричной формы, а также капсул квадратного сечени или пр моугольной формы. Кроме того, из-за низкой плотности формовани порошка в капсуле необходимо изготавливать капсулы больших геометрических размеров дл получени требуемой формы изделий при гор чем прессовании, что св зано с повышением металлоемкости.A disadvantage of the known VL method is that it does not provide a high filling density of asymmetric capsules, as well as square capsules or rectangular capsules. In addition, due to the low density of the molding of the powder in the capsule, it is necessary to manufacture capsules of large geometric sizes to obtain the desired shape of the products during hot pressing, which is associated with an increase in metal consumption.

Известен способ засыпки металлических порошков в оболочку, по которому заполнение капсулы порошком производ т порционно при виброуплотнении до плотности формовани 64,5%, после чего герметизированную капсулу подвергают гор чему изостатическому прессованию, получа спеченное изделие по конфигурации , заданной конфигурации металлической оболочки 2.A known method of filling metal powders into a shell, in which the capsule is filled with powder in portions by vibration compaction to a molding density of 64.5%, after which the sealed capsule is subjected to hot isostatic pressing to obtain a sintered product according to the configuration given for the configuration of the metal shell 2.

Недостатком известного способа вл етс то, что он не обеспечивает высокой плотности формовани порошка в капсуле, что вызывает необходимость делать большие припуски, что повышает металлоемкость капсул. Кроме того, этот способ не обеспечивает достижени равномерной плотности металлического порошка при заполнении капсул пр моугольной формы и капсул сложной формы с поднутрени ми.A disadvantage of the known method is that it does not provide a high density for molding the powder in the capsule, which makes it necessary to make large allowances, which increases the metal consumption of the capsules. In addition, this method does not achieve uniform density of the metal powder when filling rectangular capsules and complex capsules with undercuts.

Способ заполнени капсул гранулированными порошками труднодеформируемых сплавов включает размещение капсулы на вибростоле, порционную подачу гранул в загрузочный патрубок капсулы через воронку и периодическое виброуплотнение, После подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержн с плоской торцовой поверхностью, при этом удельное давление на елой соответствует 0,2-0,8 кг/мм2, а частота пульсации стержн равна 0,1-0,3 Гц.A method of filling capsules with granular powders of difficult-to-deform alloys involves placing the capsule on a vibrating table, supplying granules to the capsule loading nozzle through a funnel and periodic vibratory compaction. After supplying each portion of granules, a pulsating pressure is applied to the layer by introducing a rod with a flat end surface into the capsule, with specific pressure Yellow corresponds to 0.2-0.8 kg / mm2, and the core ripple frequency is 0.1-0.3 Hz.

Отличием предлагаемого изобретени от прототипа вл етс то, что после подачи каждой порции гранул к слою прикладывают пульсирующее давление введением в капсулу стержн с плоской торцовой поверхностью , при этом удельное давление составл ет 0,2-0,8 кг/мм2, а частотаThe difference between the present invention and the prototype is that after each portion of the granules is fed, pulsating pressure is applied to the layer by introducing a rod with a flat end surface into the capsule, the specific pressure being 0.2-0.8 kg / mm2 and the frequency

пульсации равна 0,1-0,3 Гц.ripple is 0.1-0.3 Hz.

Предлагаемый способ позвол ет снизить металлоемкость капсул за счет повышени плотности заполнени капсулThe proposed method allows to reduce the metal consumption of capsules by increasing the density of filling capsules

0 гранулами и повышение точности геометрии изделий сложной конфигурации.0 pellets and improving the accuracy of the geometry of products of complex configuration.

Формование порошка в капсуле при удельном давлении на порошок 0,2-0,8 кг/мм2 обеспечивает достижение заданнойThe formation of the powder in the capsule at a specific pressure on the powder of 0.2-0.8 kg / mm2 ensures the achievement of the specified

5 плотности уплотнени , исключает сегрегацию частиц по крупности, что позвол ет получать высокую точность геометрии спеченных изделий несимметричной формы, имеющих глубокие полости, например изде0 лий пр моугольной формы, что снижает металлоемкость ,5 compaction density, eliminates the segregation of particles by size, which allows to obtain high accuracy of the geometry of sintered products of asymmetric shape, having deep cavities, for example, products of a rectangular shape, which reduces metal consumption,

При удельном давлении на порошок менее 0,2 кг/мм2 не обеспечиваетс достаточное его уплотнение, что св зано сWhen the specific pressure on the powder is less than 0.2 kg / mm2, its sufficient compaction is not ensured, which is associated with

5 повышением металлоемкости капсул. Удельное давление на порошок более 0,8 кг/мм вызывает повреждение сварных швов капсулы, и кроме того, приводит к деформации тонкостенных капсул, что вызы0 вает брак по геометрии спеченных изделий. Оптимальной частотой пульсации стержн вл етс частота 0,1-0,3 Гц, котора выбрана экспериментальным путем. При частоте пульсации менее 0,1 Гц не обеспечи5 ваетс уплотнение глубоких слоев засыпанного порошка, что снижает плотность формовани порошка за счет его раз- рыхлени во всем объеме капсулы и приводит к повышению металлоемкости5 increase the intensity of capsules. The specific pressure on the powder of more than 0.8 kg / mm causes damage to the weld seams of the capsule, and in addition, leads to the deformation of thin-walled capsules, which causes defect in the geometry of the sintered products. The optimum core pulsation frequency is 0.1-0.3 Hz, which is selected experimentally. At a pulsation frequency of less than 0.1 Hz, compaction of the deep layers of the powdered powder is not ensured, which reduces the density of the molding of the powder due to its loosening in the entire volume of the capsule and leads to an increase in metal consumption

0 капсул и снижает точность геометрических размеров изделий после гор чего прессовани . При частоте пульсации стержн более 0,3 Гц плотность формовани гранулированного порошка в капсуле не увеличиваетс и0 capsules and reduces the accuracy of the geometric dimensions of the products after hot pressing. When the pulsation frequency of the rod is more than 0.3 Hz, the density of the formation of granular powder in the capsule does not increase and

5 это св зано с дополнительными энерго- и трудозатратами.5 this is associated with additional energy and labor costs.

Таким образом, все предлагаемые признаки направлены на снижение металлоемкости , повышение плотности заполнени Thus, all the proposed features are aimed at reducing metal consumption, increasing the density of filling

0 капсул и на повышение точности геометрии изделий за счет дополнительного пульсирующего давлени , передаваемого на каждый засыпаемый слой гранул в капсулу с помощью стержн с плоской торцовой повер5 хностью.0 capsules and to increase the accuracy of the geometry of the products due to the additional pulsating pressure transmitted to each poured layer of granules into the capsule using a rod with a flat end surface.

Способ заполнени капсул гранулированным металлическим порошком осуществл ют следующим образом.A method for filling capsules with granular metal powder is carried out as follows.

П р и м е р. На вибростол устанавливают стальную капсулу пр моугольной конфигурации сечением 300x200 мм и высотой 650PRI me R. A steel capsule of rectangular configuration with a cross section of 300x200 mm and a height of 650 is installed on a vibrating table

мм; в загрузочный патрубок капсулы помещают питатель в виде воронки. Затем производ т заполнение капсулы гранулами никелевого сплава ЭП741НП фракции - 50+200 мкм. Засыпку порошка осуществл ют порци ми по 8-10 кг кажда . Виброуплотнение порошка в капсуле провод т при частоте 20-30 Гц и амплитуде 0,6-0,8 мм.mm; a feeder in the form of a funnel is placed in the loading nozzle of the capsule. Then, the capsule is filled with granules of the EP741NP nickel alloy fraction - 50 + 200 microns. Powder filling is carried out in portions of 8-10 kg each. Vibro-compaction of the powder in the capsule is carried out at a frequency of 20-30 Hz and an amplitude of 0.6-0.8 mm.

После засыпки каждой порции гранул, составл ющей 10-15% объема капсулы при одновременном ее виброуплотнении, осуществл ют дополнительное уплотнение сло порошка до плотности 0.72-0,75 от плотности сплава при удельном давлении на порошок 0,2-0.8 кг/мм2. Дополнительное уплотнение порошка провод т с помощью цилиндрического стержн с плоской торцовой поверхностью, выполненным с диаметром, составл ющим 0,80-0,95 от внутреннего диаметра загрузочного патрубка капсулы. Стержень ввод т в капсулу через отверстие питател (пересыпной воронки) с частотой пульсации 0,1-0,3 Гц.After filling each portion of granules, which comprises 10-15% of the capsule volume while vibro-compaction, the powder layer is additionally compacted to a density of 0.72-0.75 of the alloy density at a specific pressure on the powder of 0.2-0.8 kg / mm2. Additional powder compaction is carried out using a cylindrical rod with a flat end surface made with a diameter of 0.80-0.95 from the inner diameter of the capsule loading nozzle. The rod is introduced into the capsule through the opening of the feeder (bulk funnel) with a pulsation frequency of 0.1-0.3 Hz.

После заполнени капсулы порошком до заданной плотности ее помещают в вакуумную печь, нагревают до 750°С и герметизируют путем заварки электронным лучомAfter filling the capsule with powder to a predetermined density, it is placed in a vacuum oven, heated to 750 ° C and sealed by welding with an electron beam

загрузочного патрубка капсулы. Затем герметизированную капсулу с порошком подвергают гор чему прессованию в газостате при 1200°С, получа готовое изделие.capsule loading nozzle. Then, the sealed capsule with the powder is hot pressed in a gas bath at 1200 ° C to obtain a finished product.

Результаты экспериментов приведеныThe experimental results are given.

в таблице.in the table.

Предлагаемый способ заполнени капсул металлическим порошком по сравнению с известным позвол ет снизить металлоемкость капсул на 15-20% за счет повышени The proposed method of filling capsules with metal powder in comparison with the known one allows to reduce the metal consumption of capsules by 15-20% by increasing

плотности формовани порошка в капсуле на 10-15% и повысить точность геометрии изделий, т.е. уменьшить прогиб и эллипс- ность спеченных заготовок на 30-40%, что позвол ет при изготовлении изделий повысить выход годного на 15-18%.density of molding the powder in the capsule by 10-15% and to increase the accuracy of the geometry of the products, i.e. to reduce the deflection and ellipse of sintered billets by 30–40%, which makes it possible to increase the yield by 15–18% in the manufacture of products.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1439843, кл. В 22 F 3/14, 1986.(56) Copyright certificate of the USSR No. 1439843, cl. B 22 F 3/14, 1986.

Авторское свидетельство СССР №1014376, кл. В 22 F 1/00. 1981.USSR Copyright Certificate No. 1014376, class At 22 F 1/00. 1981.

Claims

METHOD FOR FILLING CAPSULES WITH GRANULATED POWDERS OF DIFFICULTY DEFORMABLE ALLOYS before hot pressing, including placing the capsule on a vibrating table, portion feeding of granules into the loading nozzle

capsules through a funnel and periodic vibration compaction, characterized in that after each portion of the granules is fed, pulsating pressure is applied to the layer by introducing a 0.2 to 0.8 kg / mm rod with a flat end surface and a rod pulsation frequency of 0.1 to 0.3 Hz