RU2121410C1 - Process of manufacture of articles from ceramic powder - Google Patents
Process of manufacture of articles from ceramic powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121410C1 RU2121410C1 RU97108893A RU97108893A RU2121410C1 RU 2121410 C1 RU2121410 C1 RU 2121410C1 RU 97108893 A RU97108893 A RU 97108893A RU 97108893 A RU97108893 A RU 97108893A RU 2121410 C1 RU2121410 C1 RU 2121410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- powder
- mold
- articles
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения изделий из керамических порошков с помощью энергии метательных взрывчатых веществ и может быть использовано в электротехнической и радиоэлектронной промышленности для изготовления пьезоэлементов, изоляторов и т.п. The invention relates to a technology for producing products from ceramic powders using the energy of propellant explosives and can be used in the electrical and electronic industries for the manufacture of piezoelectric elements, insulators, etc.
Известен способ прессования брикетов из металлических и керамических порошков на баллистическом прессе (Обработка металлов взрывом. А.В. Крупин, В. Е. Соловьев, Г. С. Попов, Н.Р. Кръстев.- М.: Металлургия, 1991, с. 294), включающем ствол с закрепленной на нем составной матрицей, пороховой заряд, снаряд, пуансон и прессуемый порошок, расположенный в матрице. Снаряд, разгоняясь под воздействием давления пороховых газов, ударяет по пуансону и уплотняет порошок. A known method of pressing briquettes from metal and ceramic powders in a ballistic press (Metal processing by explosion. A.V. Krupin, V.E. Soloviev, G.S. Popov, N.R. Krustev.- M .: Metallurgy, 1991, p. . 294), including a barrel with a composite matrix fixed on it, a powder charge, a projectile, a punch, and a compressible powder located in the matrix. The projectile, accelerating under the influence of the pressure of the powder gases, hits the punch and compacts the powder.
Недостатками указываемого способа являются: низкая плотность прессовок при прессовании изделий из керамических порошков - их плотность не превышает 55 - 65% от теоретического значения, в поверхностных слоях прессовок из керамических порошков возникают расслоения; при скорости ударника более 300 м/с, что необходимо для повышения давления прессования и снижения пористости прессовок, происходит деформация и разрушение сложной составной матрицы (раздутие или разрушение на отдельные части), тем самым ограничивается возможность получения высокоплотных изделий из керамических порошков; необходимость применения прессового оборудования для извлечения прессовок из матрицы, при котором возможно их разрушение; низкая производительность процесса прессования. The disadvantages of this method are: low density of the compacts when pressing products made of ceramic powders - their density does not exceed 55 - 65% of the theoretical value, delamination occurs in the surface layers of compacts made of ceramic powders; when the impactor speed is more than 300 m / s, which is necessary to increase the pressing pressure and reduce the porosity of the compacts, deformation and destruction of a complex composite matrix occurs (swelling or breaking into separate parts), thereby limiting the possibility of obtaining high-density products from ceramic powders; the need to use press equipment to extract the compacts from the matrix, in which their destruction is possible; low productivity of the pressing process.
Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения прессовок из пьезокерамического порошка (Ударное сжатие порошковой шихты пьезокерамики ЦТС 19, П.О. Пашков, В.Д. Рогозин, Н.А. Садков, А.В. Попов, А.Е. Витенко. Сб. "Металловедение и прочность материалов", Волгоград, 1983, с. 69 - 75 - прототип), при котором осуществляют разгон цилиндрического ударника и его удар в соосно расположенную пресс-форму с порошком. Для разгона ударников применяют пороховые метательные устройства. Пресс-форма представляет собой стальной цилиндр со сквозным каналом. Прессуемый порошок располагают между верхним и нижним пуансонами. После нагружения из порошка получают образец в виде цилиндрической таблетки. Для обеспечения торможения образца после удара нижний пуансон устанавливают на податливой подушке. Извлечение образца после нагружения производится выпрессовкой пуансонов в таблетки через сквозной канал пресс-формы. The closest in technical level and the achieved result is a method of producing compacts from piezoceramic powder (Impact compression of a powder mixture of piezoceramic TsTS 19, P.O. Pashkov, V.D. Rogozin, N.A. Sadkov, A.V. Popov, A. E. Vitenko, Sat. "Metallurgy and the strength of materials", Volgograd, 1983, pp. 69 - 75 - prototype), which accelerates a cylindrical impactor and its impact into a coaxially located mold with powder. To disperse the drummers, powder throwing devices are used. The mold is a steel cylinder with a through channel. Compressed powder is placed between the upper and lower punches. After loading from the powder, a sample is obtained in the form of a cylindrical tablet. To ensure inhibition of the sample after impact, the lower punch is mounted on a pliable pad. Extraction of the sample after loading is carried out by pressing punches into tablets through the through channel of the mold.
Недостатком указанного способа является значительная пористость получаемых порошковых таблеток, что ограничивает применение данного способа для получения изделий промышленного назначения, при повышенной скорости ударника происходит неравномерная радиальная пластическая деформация стальной пресс-формы, что приводит к заклиниванию прессовки в ее канале, происходит крупное разрушение прессовок при их выпрессовании из канала пресс-формы; частое разрушение стальной пресс-формы на части при повышенной скорости ударника, что сопровождается полным разрушением прессовок; загрязнение прессовок продуктами сгорания пороховых газов делает их непригодными для дальнейшего использования; значительный разброс плотности по высоте получаемых таблеток, что не позволяет за один акт ударного нагружения получать несколько таблеток с одинаковыми свойствами, а это свидетельствует о низкой производительности процесса прессования; возможно возникновение расслоений в поверхностных слоях прессовок и поперечных трещин при повышенных режимах прессования, что приводит к снижению выхода годной продукции и делает рассматриваемый способ неэффективным для получения высокоплотных керамических изделий промышленного назначения. The disadvantage of this method is the significant porosity of the obtained powder tablets, which limits the use of this method for the manufacture of industrial products, with an increased speed of the impactor, an uneven radial plastic deformation of the steel mold occurs, which leads to jamming of the compact in its channel, and large destruction of the compacts occurs pressing out of the mold channel; frequent destruction of the steel mold into parts at an increased speed of the hammer, which is accompanied by complete destruction of the compacts; pollution of the compacts by the combustion products of powder gases makes them unsuitable for further use; a significant variation in density along the height of the obtained tablets, which does not allow for one tablet to receive several tablets with the same properties, and this indicates a low productivity of the pressing process; delaminations may occur in the surface layers of compacts and transverse cracks under increased compaction conditions, which leads to a decrease in the yield of products and makes the method under consideration inefficient for producing high-density ceramic products for industrial use.
Данный способ имеет невысокий технический уровень, так как не обеспечивает получения высокоплотных изделий из керамических порошков, что приводит при последующем обжиге к частичному улетучиванию из объема прессовок легкоплавких составляющих, вследствие чего нарушается стехиометрический состав изделий, а это снижает их электрофизические характеристики, например, у пьезоэлементов; не обеспечивается сохранность прессовок от хрупкого разрушения и от загрязнения их посторонними примесями при повышенных скоростях ударника, вследствие взаимодействия прессуемых объемов с пороховыми газами, заклинивания прессовок в пресс-форме из-за ее неравномерной пластической деформации по длине и из-за расслоений в поверхностных слоях прессовок и возникновения поперечных трещин; малая производительность процесса прессования - все это делает невозможным применение данного способа для получения изделий промышленного назначения. This method has a low technical level, since it does not provide high-density products from ceramic powders, which, upon subsequent firing, leads to partial volatilization of low-melting components from the volume of the compacts, as a result of which the stoichiometric composition of the products is violated, and this reduces their electrophysical characteristics, for example, for piezoelectric elements ; the compacts are not protected from brittle fracture and from contamination by extraneous impurities at increased impactor speeds due to the interaction of the pressed volumes with powder gases, jamming of the compacts in the mold due to its uneven plastic deformation along the length and due to delamination in the surface layers of the compacts and occurrence of transverse cracks; low productivity of the pressing process - all this makes it impossible to use this method to obtain industrial products.
В связи с этим важнейшей задачей является разработка нового способа получения изделий из керамического порошка по новой технологической схеме получения новой волновой структуры импульсов давления в контейнере с прессуемым порошком при ударном нагружении, исключающей возникновение в прессуемых изделиях разрушающих напряжений, с многослойным размещением прессуемого порошка в составном контейнере, состоящем из внутренней оболочки из металлической фольги, например, из меди, слоев прессуемого порошка внутри этой оболочки, разделенных металлическими прокладками, например, из медной фольги, верхнего и нижнего металлических дисков, например, из стали, наружной оболочки и крышки контейнера из высокопластичного металла, например, из свинца, что предотвращает разрушение изделий при прессовании, обеспечивает легкое извлечение изделий из контейнера после прессования, способствует повышению производительности процесса, так как за один шаг нагружения возможно получение нескольких изделий, предотвращает загрязнение прессовок инородными включениями; выбор оптимального размещения контейнера в пресс-форме между стальными пуансонами, что обеспечивает симметричное воздействие на контейнер импульсов давления, возникающих при ударном сжатии, способствует выравниванию плотности прессовок во всех слоях прессуемого порошка; набор труднопрессуемого материала для заполнения пресс-формы, что способствует снижению радиальных деформаций контейнера и пресс-формы, предотвращает возникновение в прессовках радиальных трещин, способствует легкому извлечению контейнера из пресс-формы после ударного сжатия; выбор оптимального наружного диаметра контейнера в зависимости от внутреннего диаметра пресс-формы, что способствует сохранности прессовок от разрушения и лучшей извлекаемости контейнера из пресс-формы; выбор оптимального наружного диаметра пресс-формы в зависимости от ее внутреннего диаметра, что способствует сохранению пресс-формы от разрушения при ударном нагружении, снижает металлоемкость процесса прессования; выбор удельной массы слоя труднопрессуемого порошка между контейнером и верхним пуансоном в зависимости от удельной массы ударника, что способствует сохранению прессовок, расположенных в верхних слоях контейнера, от разрушения, создает благоприятные условия для прессования; выбор скорости ударника и отношение его удельной массы к сумме удельных масс верхнего пуансона, слоев труднопрессуемого порошка между контейнером и пуансонами, крышки контейнера, металлических дисков, слоев прессуемого порошка и дна наружной оболочки контейнера, что способствует получению оптимального давления в слоях прессуемого порошка, получению одинаковой плотности независимо от их расположения в контейнере, благодаря этому обеспечивается возможность получать за один акт ударного нагружения несколько изделий с одинаковыми свойствами; выбор отношения удельной массы ударника к сумме удельных масс нижнего пуансона и стального основания, что обеспечивает высокоэффективное торможение системы при ударном нагружении, препятствует возникновению значительных растягивающих напряжений в прессовках способствует лучшей сохранности изделий от разрушения, способствует повышению плотности прессовок за счет отраженных волн; выбор материала для изготовления нижнего пуансона, что облегчает извлекаемость контейнера из пресс-формы, устраняет необходимость использования при этом прессового оборудования. В совокупности все перечисленные технологические приемы позволяют получить за один акт ударного нагружения сразу несколько изделий с одинаковыми свойствами, с высокой плотностью, без расслоений, трещин, без загрязнений прессовок продуктами сгорания пороховых газов и другими инородными веществами, при этом облегчается извлечение изделий из пресс-формы. In this regard, the most important task is to develop a new method for producing products from ceramic powder according to a new technological scheme for obtaining a new wave structure of pressure pulses in a container with pressed powder under shock loading, which excludes the occurrence of destructive stresses in the pressed products, with multilayer placement of the pressed powder in a composite container consisting of an inner shell of metal foil, for example, of copper, layers of pressed powder inside this shell, separated by m metal gaskets, for example, from copper foil, upper and lower metal disks, for example, steel, the outer shell and the lid of the container made of highly plastic metal, for example, lead, which prevents the destruction of products during pressing, provides easy removal of products from the container after pressing, helps to increase the productivity of the process, since in one loading step it is possible to obtain several products, prevents contamination of the compacts by foreign inclusions; the choice of the optimal placement of the container in the mold between steel punches, which provides a symmetrical effect on the container of pressure pulses that occur during shock compression, helps to align the density of the compacts in all layers of the pressed powder; a set of hard-pressed material for filling the mold, which helps to reduce radial deformations of the container and the mold, prevents the occurrence of radial cracks in the compacts, and facilitates easy removal of the container from the mold after shock compression; the choice of the optimal outer diameter of the container depending on the inner diameter of the mold, which contributes to the preservation of the compacts from destruction and better removability of the container from the mold; the choice of the optimal outer diameter of the mold depending on its inner diameter, which helps to preserve the mold from destruction during shock loading, reduces the metal consumption of the pressing process; the choice of the specific gravity of the layer of hard-pressed powder between the container and the upper punch, depending on the specific gravity of the hammer, which helps to preserve the compacts located in the upper layers of the container from destruction, creates favorable conditions for pressing; the choice of the speed of the hammer and the ratio of its specific gravity to the sum of the specific gravities of the upper punch, layers of hard-pressed powder between the container and punches, the cover of the container, metal disks, layers of the pressed powder and the bottom of the outer shell of the container, which helps to obtain the optimal pressure in the layers of the pressed powder, to obtain the same density regardless of their location in the container, due to this it is possible to receive several products with the same societies; the choice of the ratio of the specific gravity of the striker to the sum of the specific gravities of the lower punch and the steel base, which provides highly effective braking of the system under shock loading, prevents the occurrence of significant tensile stresses in the compacts, contributes to better preservation of the products from destruction, helps increase the density of compacts due to reflected waves; the choice of material for the manufacture of the lower punch, which facilitates the removability of the container from the mold, eliminates the need to use press equipment. In aggregate, all the listed technological methods make it possible to obtain several products with the same properties, with high density, without delamination, cracks, and without contamination of the compacts with the products of combustion of powder gases and other foreign substances in one act of shock loading, and it is easier to remove products from the mold .
Техническим результатом заявленного способа является создание нового технологического цикла, обеспечивающего с помощью энергии метательных взрывчатых веществ (порохов) получение за один акт прессования сразу нескольких высококачественных изделий из керамического порошка за счет создания новой волновой структуры импульсов давления в контейнере с прессуемым порошком при ударном нагружении, исключающей возникновение в прессуемых изделиях разрушающих напряжений. В результате получают изделия из керамического порошка с высокой плотностью, близкой к плотности спеченных прессовок, полученных по стандартной технологии, в изделиях отсутствуют расслоения и поперечные трещины, обеспечивается высокая производительность процесса прессования и стабильность плотности спрессованных изделий; изделия не загрязняются продуктами сгорания пороховых газов и другими инородными включениями; для извлечения изделий из пресс-формы не требуется прессовое оборудование. The technical result of the claimed method is the creation of a new technological cycle that ensures, using the energy of propellant explosives (gunpowder), to obtain several high-quality ceramic powder products at once by creating a new wave structure of pressure pulses in a container with pressed powder under impact loading, which excludes occurrence of destructive stresses in pressed articles. As a result, ceramic powder products with a high density close to the density of sintered compacts obtained by standard technology are obtained, there are no delamination and transverse cracks in the products, high productivity of the pressing process and stability of the density of the pressed products are ensured; products are not contaminated by the combustion products of powder gases and other foreign inclusions; no press equipment is required to extract the products from the mold.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения изделий из керамического порошка, при котором используют пороховое метательное устройство, цилиндрический ударник, пресс-форму в виде стального цилиндра ее сквозным каналом, верхний и нижний пуансоны, а на равном расстоянии между верхним пуансоном и нижним пуансоном из высокопластичного металла, например, из свинца, симметрично продольной оси пресс-формы размещают составной контейнер, состоящий из внутренней оболочки из металлической фольги, например, из меди, слоев прессуемого порошка, разделенных металлическими прокладками, например, из медной фольги, верхнего и нижнего металлических дисков, например, из стали, наружной оболочки и крышки контейнера из высокопластичного материала, например, из свинца, и заполняют пресс-форму труднопрессуемым порошком, например, песком, при этом наружный диаметр контейнера составляет 0,7 - 0,8 внутреннего диаметра пресс-формы, наружный диаметр пресс-формы составляет 1,5 - 1,8 ее внутреннего диаметра, удельная масса слоя труднопрессуемого порошка между контейнером и верхним пуансоном составляет 0,1 - 0,2 удельной массы ударника, а процесс ведут при скорости ударника 450 - 650 м/с и при отношении удельной массы ударника к сумме удельных масс верхнего пуансона, слоев труднопрессуемого порошка между контейнером и пуансоном, крышки контейнера, металлических дисков, слоев прессуемого порошка и дна наружной оболочки контейнера, равном 0,27 - 0,53, а также при отношении удельной массы ударника к сумме удельных масс нижнего пуансона и стального основания, равном 0,1 - 0,18. The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method for producing products from ceramic powder, in which a powder throwing device, a cylindrical impactor, a mold in the form of a steel cylinder using a through channel, upper and lower punches are used, and at an equal distance between the upper punch and with a lower punch made of a highly plastic metal, for example, lead, a composite container consisting of an inner shell of a metal foil, for example, is placed symmetrically to the longitudinal axis of the mold p, from copper, layers of the pressed powder, separated by metal gaskets, for example, from copper foil, upper and lower metal disks, for example, steel, the outer shell and the lid of the container from a highly plastic material, for example, lead, and the mold is filled with a hard-pressed powder, for example, sand, while the outer diameter of the container is 0.7 - 0.8 of the inner diameter of the mold, the outer diameter of the mold is 1.5 - 1.8 of its inner diameter, the specific gravity of the layer of hard-pressed powder between the teiner and the upper punch is 0.1 - 0.2 specific gravity of the striker, and the process is carried out at a speed of the striker 450 - 650 m / s and the ratio of the specific gravity of the striker to the sum of the specific gravities of the upper puncheon, layers of hard-pressed powder between the container and the puncheon, lids container, metal disks, layers of pressed powder and the bottom of the outer shell of the container, equal to 0.27 - 0.53, as well as the ratio of the specific gravity of the drummer to the sum of the specific gravities of the lower punch and the steel base equal to 0.1 - 0.18.
Новый способ получения изделий из керамического порошка имеет существенные отличия по сравнению с прототипом и аналогами как по качеству получаемых изделий, так и по производительности и совокупности технологических приемов, условий и режимов при его осуществлении. Так предложено прессуемый порошок размещать в несколько слоев в составном контейнере, состоящем из внутренней оболочки из металлической фольги, например, из меди, слоев прессуемого порошка, разделенных металлическими прокладками, например, из медной фольги, верхнего и нижнего металлических дисков, например, из стали, наружной оболочки и крышки контейнера из высокопластичного металла, например из свинца, что защищает прессовки от разрушения при прессовании, обеспечивает легкое извлечение изделий из контейнера после прессования, повышает производительность процесса прессования, так как за один акт ударного нагружения получают несколько изделий в зависимости от количества слоев прессуемого порошка в контейнере, предотвращает загрязнение прессовок инородными включениями. A new method of obtaining products from ceramic powder has significant differences compared with the prototype and analogues both in the quality of the products and in the productivity and combination of technological methods, conditions and modes during its implementation. It is proposed that the pressed powder be placed in several layers in a composite container consisting of an inner shell made of metal foil, for example, copper, layers of pressed powder separated by metal spacers, for example, copper foil, upper and lower metal disks, for example, steel, the outer shell and lid of the container is made of a highly plastic metal, for example, lead, which protects the compacts from destruction during pressing, provides easy removal of products from the container after pressing, increasing t is the productivity of the pressing process, since in one act of shock loading several products are obtained depending on the number of layers of pressed powder in the container, it prevents contamination of the compacts by foreign inclusions.
Предложено размещать контейнер внутри пресс-формы симметрично ее продольной оси на равном расстоянии между верхним и нижним пуансонами и заполнять пресс-форму труднопрессуемым порошком, например, песком, при этом нижний пуансон выполнять из высокопластичного металла, например, из свинца, что способствует симметричному воздействию импульсов давления на прессуемые объемы при ударном прессовании, снижению радиальных деформаций контейнера и пресс-формы, предотвращает радиальные трещины в прессовках, облегчает извлечение контейнера из пресс-формы, поскольку для этого не требуется прессовое оборудование, что в свою очередь также способствует лучшей сохранности образцов, так как возможно их повреждение в случае использования прессового оборудования (сколы кромок, появление поперечных трещин, и т.п.) из-за хрупкости керамики. It is proposed to place the container inside the mold symmetrically to its longitudinal axis at an equal distance between the upper and lower punches and fill the mold with hard-pressed powder, for example, sand, while the lower punch should be made of a highly plastic metal, for example, lead, which contributes to the symmetrical effect of pulses pressure on the pressed volumes during impact pressing, reducing radial deformations of the container and the mold, prevents radial cracks in the compacts, facilitates the removal of the container from spring molds, because this does not require press equipment, which in turn also contributes to better preservation of the samples, since they may be damaged if the press equipment is used (chipped edges, the appearance of transverse cracks, etc.) due to fragility ceramics.
Предложено наружный диаметр контейнера выполнять равным 0,7 - 0,8 внутреннего диаметра пресс-формы, что способствует лучшей сохранности прессовок от разрушения и лучшей извлекаемости контейнера из пресс-формы, способствует более эффективному и экономичному использованию внутреннего объема пресс-формы. При величине наружного диаметра контейнера выше верхнего предела затрудняется его излечение из пресс-формы; при величине наружного диаметра контейнера ниже нижнего предела наблюдается неравномерное обжатие контейнера по высоте, искривление прессовок, расположенных в нижних слоях контейнера. It is proposed that the outer diameter of the container be equal to 0.7 - 0.8 of the inner diameter of the mold, which contributes to better preservation of the compacts from destruction and better removability of the container from the mold, contributes to a more efficient and economical use of the internal volume of the mold. When the outer diameter of the container is above the upper limit, it is difficult to cure it from the mold; when the outer diameter of the container is lower than the lower limit, uneven compression of the container is observed along the height, curvature of the compacts located in the lower layers of the container.
Предложено выбирать наружный диаметр пресс-формы равным 1,5 - 1,8 ее внутреннего диаметра, что обеспечивает сохранность стальной пресс-формы от разрушения. При величине наружного диаметра пресс-формы выше верхнего предела возникает неоправданно высокий расход металла на ее изготовление; при величине наружного диаметра пресс-формы ниже нижнего предела происходит разрушение пресс-формы при ударном воздействии, что в свою очередь приводит к разрушению контейнера и находящихся в нем изделий. It is proposed to choose the outer diameter of the mold equal to 1.5 - 1.8 of its inner diameter, which ensures the safety of the steel mold from destruction. When the outer diameter of the mold is above the upper limit, an unreasonably high metal consumption for its manufacture occurs; when the outer diameter of the mold is lower than the lower limit, the mold is destroyed by impact, which in turn leads to the destruction of the container and the products contained therein.
Предложено удельную массу слоя труднопрессуемого порошка между контейнером и верхним пуансоном выбирать равной 0,1 - 0,2 удельной массы ударника, что способствует созданию благоприятных условий для прессования, сохранению верхних прессовок в контейнере от разрушения, равномерному распределению давления по высоте контейнера, получению высокоплотных изделий. При величине удельной массы слоя труднопрессуемого порошка выше верхнего предела значительно снижается плотность получаемых изделий; при величине удельной массы слоя труднопрессуемого порошка ниже нижнего предела наблюдается разрушение прессовок в верхних слоях контейнера, возникает неравноплотность прессовок, расположенных в разных слоях контейнера. It is suggested that the specific gravity of the layer of hard-pressed powder between the container and the upper punch be chosen equal to 0.1 - 0.2 of the specific gravity of the impactor, which helps to create favorable conditions for pressing, preserve the upper compacts in the container from destruction, uniform pressure distribution over the height of the container, and obtain high-density products . When the specific gravity of the layer of hard-pressed powder is above the upper limit, the density of the resulting products is significantly reduced; when the specific gravity of the layer of the hard-pressed powder is lower than the lower limit, destruction of the compacts in the upper layers of the container is observed, unevenness of the compacts located in different layers of the container occurs.
Предложено скорость ударника выбирать равной 450 - 650 м/с, а отношение удельной массы ударника к сумме удельных масс верхнего пуансона, слоев труднопрессуемого порошка между контейнером и пуансонами крышки контейнера, металлических дисков, слоев прессуемого порошка и дна наружной оболочки контейнера выбирать равным 0,27 - 0,53, что способствует получению во всех слоях прессуемого порошка необходимого для получения высокой плотности давления, равномерному распределению давления прессования в прессовках, что приводит к получению изделий с близкими свойствами и высокой плотностью; кроме того, при предложенных режимах процесса прессования, не разрушается стальная пресс-форма и контейнер, что способствует получению высокоплотных изделий из керамического порошка без сколов, трещин и других недопустимых дефектов. При скорости ударника и отношении удельной массы выше верхнего предела происходит разрушение стальной пресс-формы, сопровождающееся разрушением контейнера и содержащихся в нем прессовок. При скорости ударника и отношении удельной массы ниже нижнего предела не обеспечивается получение изделий из керамического порошка с высокой плотностью, снижается эффективность процесса прессования. It is proposed that the drummer speed be chosen equal to 450 - 650 m / s, and the ratio of the specific gravity of the drummer to the sum of the specific gravities of the upper punch, layers of hard-pressed powder between the container and punches of the container lid, metal disks, layers of pressed powder and the bottom of the outer shell of the container is chosen to be 0.27 - 0.53, which contributes to obtaining in all layers of the pressed powder necessary to obtain a high pressure density, a uniform distribution of the pressing pressure in the compacts, which leads to products with bli viscous properties and high density; in addition, under the proposed modes of the pressing process, the steel mold and container do not collapse, which contributes to the production of high-density ceramic powder products without chips, cracks and other unacceptable defects. When the speed of the hammer and the ratio of specific gravity above the upper limit, the steel mold is destroyed, accompanied by the destruction of the container and the compacts contained therein. When the speed of the hammer and the ratio of specific gravity below the lower limit is not ensured, the production of ceramic powder with a high density, the efficiency of the pressing process is reduced.
Предложено отношение удельной массы ударника к сумме удельных масс нижнего пуансона и стального основания выбирать равным 0,1 - 0,18, что обеспечивает высокоэффективное торможение системы при попадании ударника в пресс-форму, предохраняет контейнер от выдавливания из пресс-формы при ударном воздействии, защищает контейнер в пресс-форме от динамических перегрузок, способствует созданию в прессовках высокого уровня давления за счет взаимодействия отраженных импульсов давления, благодаря чему повышается качество прессовок: прессовки получаются высокоплотными, без сколов и трещин. При отношении удельной массы ударника к сумме удельных масс нижнего пуансона и стального основания выше верхнего предела торможения пресс-формы с содержащимся в ней контейнером оказывается малоэффективным, возможно разрушение прессовок в контейнере, снижается долговечность стального основания. При отношении удельных масс ниже нижнего предела качество изделий не ухудшается, но возникает неоправданно высокий расход металла на изготовление стального основания, что повышает затраты на процесс прессования. It is proposed that the ratio of the specific gravity of the hammer to the sum of the specific gravities of the lower punch and the steel base be chosen equal to 0.1 - 0.18, which provides highly effective braking of the system when the hammer hits the mold, protects the container from being squeezed out of the mold during impact, protects the container in the mold from dynamic overloads, helps to create a high level of pressure in the compacts due to the interaction of reflected pressure pulses, thereby improving the quality of the compacts: floor compacts ayutsya high-density, without cracking and chipping. When the ratio of the specific mass of the drummer to the sum of the specific gravities of the lower punch and the steel base is higher than the upper limit of braking of the mold with the container contained in it, it turns out to be ineffective, destruction of the compacts in the container is possible, and the durability of the steel base is reduced. When the ratio of specific gravities below the lower limit, the quality of the products does not deteriorate, but there is an unreasonably high consumption of metal for the manufacture of a steel base, which increases the cost of the pressing process.
Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам завяленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков решения, позволило выявить совокупность отличительных признаков в заявленном объекте по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art cited by the applicant, including the search by patents and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed solution, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all existing features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the solution, allowed to identify the set of distinctive features in the claimed object in relation to the applicant's perceived technical result set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "Новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "Novelty" under applicable law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "Изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "Изобретательский уровень". To verify the compliance of the claimed invention with the requirement "Inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the prototype, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "Inventive step".
На фиг. 1 изображена схема получения изделий из керамического порошка с осевым разрезом стальной пресс-формы 9, труднопрессуемого порошка 11 и ствола 14. In FIG. 1 shows a diagram of the production of ceramic powder products with an axial section of a steel mold 9, hard-pressed powder 11 and barrel 14.
На фиг. 2 показан продольный осевой разрез контейнера 1 на фиг. 1. In FIG. 2 shows a longitudinal axial section through the container 1 in FIG. one.
Предлагаемый способ получения изделий из керамического порошка осуществляется в следующей последовательности. The proposed method for producing products from ceramic powder is carried out in the following sequence.
Изготавливают контейнер 1, для этого сначала с помощью цилиндрической оправки изготавливают внутреннюю оболочку 2 контейнера, например, из медной фольги, устанавливают нижний металлический диск 3, например, из стали, отгибают нижнюю кромку оболочки, с помощью специальной оснастки отливают наружную оболочку 4 из высокопластичного металла, например, из свинца, засыпают прессуемый керамический порошок 5, разделяя его на слои металлическими прокладками 6, например, из медной фольги, устанавливают верхний металлический диск 7, например, из стали, осуществляют подгибку верхней кромки оболочки, как показано на фиг. 2, запрессовывают крышку контейнера 8 из высокопластичного металла, например, из свинца; берут стальную пресс-форму 9, запрессовывают в нее нижний пуансон 10 из высокопластичного металла, например, из свинца; размещают симметрично продольной оси пресс-формы 9 контейнер 1, при этом наружный диаметр контейнера (равен наружному диаметру наружной оболочки контейнера 4 из высокопластичного металла) составляет 0,7-0,8 внутреннего диаметра пресс-формы; заполняют пресс-форму труднопрессуемым порошком 11 так, чтобы толщины слоев труднопрессуемого порошка над контейнером и под ним были равны, устанавливают верхний пуансон 12, например, из стали; выбирают ударник 13 так, чтобы удельная масса слоя труднопрессуемого порошка между контейнером 1 и верхним пуансоном 12 составляла 0,1 - 0,2 удельной массы ударника 13; устанавливают собранную конструкцию соосно со стволом 14 порохового метательного устройства на стальное основание 15, расположенное на грунте 16; размещают на стволе 14 порохового метательного устройства пороховой заряд с ударником 13 и выстреливают ударником в пресс-форму, при этом процесс ведут при скорости ударника 450 - 650 м/с и при отношении удельной массы ударника к сумме удельных масс верхнего пуансона, слоев труднопрессуемого порошка между контейнером 1 и пуансонами 10, 12, крышки контейнера 8, металлических дисков 3, 7, слоев прессуемого порошка 5 и дна наружной оболочки контейнера, равном 0,27 - 0,53, а также при отношении удельной массы ударника к сумме удельных масс нижнего пуансона 10 и стального основания 15, равном 0,1 - 0,18. A container 1 is made, for this, first, with the help of a cylindrical mandrel, the
После ударного прессования удаляют из пресс-формы нижний пуансон 10 из высокопластичного металла, диспергируют, например, с помощью электровибратора труднопрессуемый порошок в пресс-форме вокруг контейнера и извлекают контейнер из пресс-формы; наружную оболочку контейнера разрезают, удаляют внутреннюю оболочку из металлической фольги, отделяют изделия от разделительных прокладок, после чего готовят изделия в виде дисков из керамического порошка могут быть использованы для промышленных целей, например, в качестве заготовок для получения из них по стандартной технологии пьезоизлучателей, ингаляторов, датчиков и т.п. При этом изделия, полученные по предлагаемому способу, имеют плотность, близкую к плотности спеченных прессовок, полученных по стандартной технологии; в изделиях отсутствуют расслоения и поперечные трещины; обеспечивается высокая производительность прессования, поскольку за один акт прессования получают несколько изделий с одинаковыми свойствами, обеспечивается высокая стабильность плотности спрессованных изделий; изделия не загрязняются продуктами сгорания пороховых газов и другими инородными включениями; для извлечения изделий из пресс-формы не требуется прессовое оборудование. After shock pressing, the lower punch 10 made of a highly plastic metal is removed from the mold, dispersed, for example, by means of an electric vibrator, the hard-pressed powder in the mold around the container and the container is removed from the mold; the outer shell of the container is cut, the inner shell of the metal foil is removed, the products are separated from the separation pads, after which the products are prepared in the form of disks of ceramic powder can be used for industrial purposes, for example, as blanks for receiving piezoelectric emitters, inhalers from them according to standard technology sensors, etc. Moreover, products obtained by the proposed method have a density close to the density of sintered compacts obtained by standard technology; there are no delamination and transverse cracks in the products; high productivity of pressing is ensured, since in one act of pressing several products with the same properties are obtained, high density stability of pressed products is ensured; products are not contaminated by the combustion products of powder gases and other foreign inclusions; no press equipment is required to extract the products from the mold.
Пример 1. Для изготовления внутренней оболочки контейнера использовали фольгу из меди М1 толщиной 0,1 мм, шириной 45 мм, внутренний диаметр оболочки - 30 мм, количество слоев фольги в оболочке - 2. Верхний металлический диск контейнера выполняли из стали Ст.3 диаметром 30 мм, толщиной Tд.в. = 0,5 см, плотность стали Pд.=7,8 г/см3, удельная масса диска Mд.в.=Tд.в. • Pд. = 0,5 • 7,8 = 3,9 г/см2. Нижний металлический диск контейнера выполняли из стали Ст.3 диаметром 30 мм, толщиной Tд.н. = 0,6 см, плотность Pд. = 7,9 г/см3, удельная масса Mд.н. = Tд.н. • Pд = 0,6 • 7,8 = 4,68 г/см2. Металлические прокладки контейнера для разделения слоев прессуемого порошка выполняли из фольги из меди М1 толщиной 0,2 мм, диаметром 30 мм, количество прокладок в контейнере - 4. Для заполнения контейнера использовали синтезированный порошок пьезокерамики ЦТС 19. В контейнере размещали пять слоев порошка с плотностью Pпор. = 3,2 г/см3, толщина каждого слоя Tпор. = 0,4 см, суммарная толщина ЦТС 19 в контейнере была Tпор.с. = Tпор. 5 = 0,4 • 5 = 2 см, сумма удельных масс слоев ЦТС 19 в контейнере составляла Mпор. = Тпор.с. • Pпор. = 2 • 3,2 = 6,4 г/см2. Наружную оболочку контейнера выполняли из высокопластичного металла - свинца. Наружный диаметр этой оболочки (соответствует диаметру контейнера) Dоб. = 40 мм, что составляет 0,8 внутреннего диаметра пресс-формы Dпр.в.; толщина дна наружной оболочки контейнера Tоб. = 0,5 см; плотность свинца Pоб. = 11,34 г/см3, удельная масса дна оболочки Моб. = Тоб. •Pоб. = 0,5 • 11,34 = 5,67 г/см2. Крышку контейнера изготавливали из высокопластичного металла - свинца диаметром 30,4 мм, толщиной Tкр. = 0,5 см, плотность Pкр. = 11,34 г/см3, удельная масса крышки контейнера Mкр. = Tкр. • Pкр. = 0,5 • 11,34 = 5,67 г/см2. Пресс-форму изготавливали из стали Ст.3. Ее внутренний диаметр Dпр.в. = 50 мм, наружный диаметр Dп. н. = 75 мм, что составляет 1,5 ее внутреннего диаметра Dп.в.; длина пресс-формы 120 мм. Нижний пуансон изготавливали из высокопластичного металла - свинца диаметром 50 мм, толщиной Tп.н. = 1,0 см, плотность свинца Pп.н. = 11,34 г/см3, удельная масса нижнего пуансона Mп.н. = Tп.н. • Pп.н. = 1,0 • 11,34 = 11,34 г/см2. Нижний пуансон устанавливали в пресс-форме, как показано на фиг. 1. Размещали контейнер симметрично продольной оси пресс-формы. Заполняли пресс-форму труднопрессуемым порошком, в качестве которого использовали песок с насыпной плотностью 1,6 г/см3. Заполнение пресс-формы проводили так, чтобы толщины слоев труднопрессуемого порошка над контейнером и под ним были равны; устанавливали верхний пуансон из стали Мт.3 в виде диска диаметром 50 мм, толщиной Tп.в. = 0,1 см, плотность Pп.в. = 7,8 г/см3, удельная масса верхнего пуансона Mп.в. = Tп.в. • Pп.в. = 0,1 • 7,8 = 0,78 г/см2. Ударник изготавливали из алюминия марки АД1 диаметром 49,9 мм, толщиной Tу = 6 см, плотность алюминия Pу = 2,7 г/см3, удельная масса ударника Mу = Tу • Pу = 6 • 2,7 = 16,2 г/см2. Толщина слоя труднопрессуемого порошка между верхним пуансоном и контейнером была Tт.п.в. = 1 см, удельная масса этого слоя Mт.п.в. • Pт.п. = 1,0 • 1,6 = 1,6 г/см2, что составляет 0,1 удельной массы ударника; толщина слоя между нижним пуансоном Tт.п.н. = Tт.п. в. = 1 см, удельная масса этого слоя: Mт.п.н. = Tт.п.н. • Pт.п. = 1,0 • 1,6 = 1,6 г/см2. Устанавливали собранную конструкцию соосно со стволом порохового метательного устройства (баллистической установки) на стальное основание, расположенное на песчаном грунте (см. фиг. 1). Стальное основание многократного использования. Его изготавливали из стали Ст.3 диаметром 150 мм, толщиной Tос. = 10 см, плотность стали Pос. = 7,8 г/см3.Example 1. For the manufacture of the inner shell of the container used a foil of copper M1 0.1 mm thick, 45 mm wide, the inner diameter of the shell - 30 mm, the number of layers of foil in the shell - 2. The upper metal disk of the container was made of steel St.3 with a diameter of 30 mm, thickness Td.v. = 0.5 cm, steel density Pd. = 7.8 g / cm 3 , specific mass of the disk Md.v. = Td.v. • Pd = 0.5 • 7.8 = 3.9 g / cm 2 . The lower metal disk of the container was made of steel St.3 with a diameter of 30 mm, a thickness Td.n. = 0.6 cm, density Pd. = 7.9 g / cm 3 , specific gravity Md.n. = Td.n. • Pd = 0.6 • 7.8 = 4.68 g / cm 2 . The metal gaskets of the container for separating the layers of the pressed powder were made of copper foil M1 0.2 mm thick, 30 mm in diameter, the number of gaskets in the container was 4. To fill the container, we used synthesized PZS piezoceramics 19. Five layers of powder with a density of Psp were placed in the container . = 3.2 g / cm 3 , the thickness of each layer Tpor. = 0.4 cm, the total thickness of the PZT 19 in the container was Tp.s. = Tpor. 5 = 0.4 • 5 = 2 cm, the sum of the specific gravities of the layers of the PZT 19 in the container was Mpor. = Tor.s. • Disp. = 2 • 3.2 = 6.4 g / cm 2 . The outer shell of the container was made of highly ductile metal - lead. The outer diameter of this shell (corresponds to the diameter of the container) Dob. = 40 mm, which is 0.8 of the inner diameter of the mold Dpr.v .; thickness of the bottom of the outer shell of the container = 0.5 cm; lead density = 11.34 g / cm 3 , specific gravity of the shell bottom Mob. = Tob. • Rev. = 0.5 • 11.34 = 5.67 g / cm 2 . The lid of the container was made of highly plastic metal - lead with a diameter of 30.4 mm, thickness Tcr. = 0.5 cm, density Pcr. = 11.34 g / cm 3 , specific gravity of the container lid Mcr. = Tcr. • Pcr. = 0.5 • 11.34 = 5.67 g / cm 2 . The mold was made of steel St.3. Its inner diameter Dpr.v. = 50 mm, outer diameter Dp. n = 75 mm, which is 1.5 of its inner diameter Dp.v .; mold length 120 mm. The lower punch was made of a highly plastic metal - lead with a diameter of 50 mm, a thickness of Tp.n. = 1.0 cm, lead density Pp.n. = 11.34 g / cm 3 , the specific gravity of the lower punch Mp.n. = Tp.n. • Pp = 1.0 • 11.34 = 11.34 g / cm 2 . The lower punch was mounted in the mold as shown in FIG. 1. The container was placed symmetrically to the longitudinal axis of the mold. The mold was filled with hard-pressed powder, which was used sand with a bulk density of 1.6 g / cm 3 . The mold was filled so that the thicknesses of the layers of hard-pressed powder above and below the container were equal; an upper punch made of steel Mt.3 was installed in the form of a disk with a diameter of 50 mm and a thickness of Tp.v. = 0.1 cm, density P. = 7.8 g / cm 3 , specific gravity of the upper punch Mp.v. = Tp.v. • P.p. = 0.1 • 7.8 = 0.78 g / cm 2 . The hammer was made of aluminum of grade AD1 with a diameter of 49.9 mm, thickness Tу = 6 cm, the density of aluminum Ru = 2.7 g / cm 3 , the specific gravity of the hammer Mu = Tu • Ru = 6 • 2.7 = 16.2 g / cm 2 . The layer thickness of the hard-pressed powder between the upper punch and the container was Tp.p.v. = 1 cm, specific gravity of this layer Mt.p.v. • Rt.p. = 1.0 • 1.6 = 1.6 g / cm 2 , which is 0.1 of the specific mass of the striker; layer thickness between lower punch Ttp = Tp.p. in. = 1 cm, specific gravity of this layer: Mt.p. = Ttp • Rt.p. = 1.0 • 1.6 = 1.6 g / cm 2 . The assembled structure was mounted coaxially with the barrel of the propellant propelling device (ballistic installation) on a steel base located on sandy soil (see Fig. 1). Reusable steel base. It was made of steel St.3 with a diameter of 150 mm, thickness Toc. = 10 cm, steel density = 7.8 g / cm 3 .
При выбранных параметрах схемы ударного прессования отношение удельной массы ударника Mу. к сумме удельных масс верхнего пуансона, слоев труднопрессуемого порошка между контейнером и пуансонами, крышки контейнера, металлических дисков, слоев прессуемого порошка и дна наружной оболочки и контейнера (Mп.в. + Mт.п.в. + Mт.п.н. + Mкр. + Mд.в. + Mд.н. + Mпор. + Mоб.) равно 0,53, а отношение удельной массы ударника Mу к сумме удельных масс нижнего пуансона и стального основания (Mп.н. + Mос.) равно 0,18. Диаметр ствола порохового металлического устройства соответствовал внутреннему диаметру пресс-формы и был равен 50 мм; в стволе размещали ударник, а в казенной части метательного устройства пороховой заряд массой 33 г, который при выстреле обеспечивал скорость ударника 450 м/с. В качестве энергоносителя использовали бездымный порох "Барс". Скорость ударника контролировали электроконтактным устройством с помощью измерителя временных интервалов ЧЗ-34А. После ударного прессования нижний пуансон из высокопластичного металла извлекали из пресс-формы, диспергировали труднопрессуемый порошок с помощью электровибратора и извлекали контейнер из пресс-формы; наружную оболочку контейнера из высокопластичного металла разрезали пилой и удалили, сняли внутреннюю оболочку из медной фольги, вручную отделили изделия от разделительных прокладок, после чего готовые изделия в виде дисков могут быть использованы, например, в качестве заготовок для получения из них пьезоизлучателей, ингаляторов, датчиков и т.п. With the selected parameters of the shock pressing scheme, the ratio of the specific mass of the striker Mу. to the sum of the specific gravities of the upper punch, layers of hard-pressed powder between the container and punches, container lid, metal disks, layers of pressed powder and the bottom of the outer shell and container (Mp. + Mt.p. + Mt.p. + Mcr + Md.v. + Md.n. + Msp. + Mob.) Is 0.53, and the ratio of the specific mass of the hammer to the sum of the specific masses of the lower punch and the steel base (Mp. + Mos.) Is 0 ,18. The diameter of the barrel of the powder metal device corresponded to the internal diameter of the mold and was equal to 50 mm; a drummer was placed in the barrel, and in the breech of the throwing device, a powder charge of 33 g, which, when fired, provided a drummer speed of 450 m / s. The smokeless powder Bars was used as an energy carrier. The speed of the striker was controlled by an electric contact device using a time interval meter ChZ-34A. After shock pressing, the lower punch of the highly plastic metal was removed from the mold, the hard-pressed powder was dispersed using an electric vibrator, and the container was removed from the mold; the outer shell of the container made of highly plastic metal was cut with a saw and removed, the inner shell of copper foil was removed, the products were manually separated from the separating spacers, after which the finished products in the form of disks can be used, for example, as blanks for receiving piezoelectric emitters, inhalers, sensors etc.
Плотность полученных изделий весьма высокая и составляет 95 - 97% плотности спеченных прессовок из того же материала, полученных по стандартной технологии; в изделиях отсутствуют расслоения и поперечные трещины; предлагаемый способ обеспечил высокую производительность процесса прессования, так как за один акт ударного нагружения получено сразу пять спрессованных изделий; обеспечивается высокая стабильность плотности спрессованных изделий, так как их неравноплотность не превышает 1-2%. Способ обеспечивает надежную защиту прессовок от загрязнения продуктами сгорания пороховых газов и другими инородными веществами, полученные изделия легко извлекаются из пресс-формы и контейнера и для этого не требуется прессовое оборудование. The density of the obtained products is very high and amounts to 95 - 97% of the density of sintered compacts of the same material obtained by standard technology; there are no delamination and transverse cracks in the products; the proposed method ensured high productivity of the pressing process, since for one act of shock loading five compressed products were obtained at once; high density stability of pressed products is ensured, since their non-density does not exceed 1-2%. The method provides reliable protection of the compacts from pollution by the combustion products of powder gases and other foreign substances, the obtained products are easily removed from the mold and container and this does not require press equipment.
Пример 2. То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Наружный диаметр пресс-формы Dп.н. = 80 мм, что составляет 1,6 внутреннего диаметра пресс-формы Dп. в.; наружная оболочка контейнера из высокопластичного металла имеет наружный диаметр (диаметр контейнера) Dоб. = 38 мм, что составляет 0,76 внутреннего диаметра пресс-формы Dп.в.; толщина Tоб. = 1,0 см; удельная масса Mоб. = Tоб. • Pоб. = 1,0 • 11,34 = 11,34 г/см2; крышка контейнера из высокопластичного металла имеет толщину Tкр. = 0,8 см; удельная масса крышки Mкр. = Tкр. • Pкр. = 0,8 • 11,34 = 9,07 г/см2; толщина слоя труднопрессуемого порошка: Tт.п.в. = 1,5 см, Tт.п.н. = 1,5 см; удельная масса Mт.п.в. = Mт.п.н. = 2,4 г/см2, что составляет 0,15 удельной массы ударника Mу; толщина верхнего пуансона Tп.в. = 0,2 см; удельная масса Mп.в. = 0,2 • 7,8 = 1,56 г/см2; толщина стального основания Tос. = 15 см, Mос. = Тос. • Pос. = 15,0 • 7,8 = 117 г/см2; масса пороха "Барс" при заряжании порохового метательного устройства была 40 г, скорость ударника была 550 м/с; отношение удельных масс Mу/ (Mп.в. + Mт.п.в. + Mт.п.н. + Mк.р. Mд.в. + Mд.н. + Mпор. + Mоб.) = 0,39, а отношение удельных масс Mу/ (Mп.н. + Mос.) = 0,13.Example 2. The same as in example 1, but the following changes. Outer diameter of the mold Dp.n. = 80 mm, which is 1.6 the inner diameter of the mold Dp. in.; the outer shell of the container made of highly plastic metal has an outer diameter (diameter of the container) = 38 mm, which is 0.76 of the inner diameter of the mold Dp.v .; thickness Tob. = 1.0 cm; specific gravity Mob. = Tob. • Rev. = 1.0 • 11.34 = 11.34 g / cm 2 ; the lid of the container made of highly plastic metal has a thickness Tcr. = 0.8 cm; specific gravity of the cover = Tcr. • Pcr. = 0.8 • 11.34 = 9.07 g / cm 2 ; hard-pressed powder layer thickness: Ttp.p. = 1.5 cm, Ttp = 1.5 cm; specific gravity = Mtp = 2.4 g / cm 2 , which is 0.15 of the specific mass of the striker Mu; thickness of upper punch Tp.v. = 0.2 cm; specific gravity M.p.v. = 0.2 • 7.8 = 1.56 g / cm 2 ; thickness of steel base = 15 cm, Mos. = Tos. • Pos. = 15.0 • 7.8 = 117 g / cm 2 ; the mass of the Bars powder when loading the powder propelling device was 40 g, the impactor speed was 550 m / s; the ratio of specific masses Mу / (Mp.v. + Mt.p.v. + Mtp.p. + Mk.p. Md.v. + Md.p. + Mp. + Mob.) = 0.39, and the ratio of specific gravities Mу / (Мпн. + Мос.) = 0.13.
Результаты прессования изделия те же, что в примере 1. The results of pressing the product are the same as in example 1.
Пример 3. То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Наружный диаметр пресс-формы Dп.н. = 90 мм, что составляет 1,8 внутреннего диаметра пресс-формы Dп.в.; внутренний диаметр контейнера (равен внутреннему диаметру внутренней оболочки контейнера) равен 27 мм; диаметр верхнего и нижнего металлических дисков контейнера равен 27 мм, диаметр металлических прокладок контейнера равен 27 мм; диаметр наружной оболочки контейнера (диаметр контейнера) Dоб. = 35 мм, что составляет 0,7 внутреннего диаметра пресс-формы; толщина оболочки Tоб. = 2,2 см; удельная масса оболочки Mоб. = Tоб. • Pоб. = 2,2 • 11,34 = 24,95 г/см2; крышка контейнера имеет диаметр 27,4 мм, толщину крышки Tкр. = 1,0 см, удельная масса Mкр. = Tкр. = Pкр. = 1,0 • 11,34 = 11,34 г/см2; толщина труднопрессуемого порошка Тт.п.в. = 2,0 см, удельная масса Mт.п.в. = Тт.п.в. • Pт.п. = 2,0 • 1,6 = 3,2 г/см2, что составляет 0,2 удельной массы ударника Mу; толщина Tт.п.н. = 2,0 см, удельная масса Mт. п.н. = Mт.п.в. = 3,2 г/см2; верхний пуансон имеет толщину Tп.в. = 0,3 см, удельную массу Mп.в. = 0,3 • 7,8 = 2,34 г/см2; стальное основание имеет толщину Tос. = 20 см; удельную массу Mос. 20 • 7,8 = 156 г/см2; масса пороха при заряжании установки была 50 г, скорость ударника - 650 м/с; отношение удельных масс Mу (Mп.в. + Mт.п.в. + Mт.п.н. + Mк.р. + Mд.в. + Mд.н. + Mпор. + Mоб.) = 0,27, а отношение удельных масс Mу/ (Mп.н. + Mос.) = 0,1. Результаты прессования изделий те же, что в примере 1.Example 3. The same as in example 1, but the following changes. Outer diameter of the mold Dp.n. = 90 mm, which is 1.8 of the inner diameter of the mold Dp.v .; the inner diameter of the container (equal to the inner diameter of the inner shell of the container) is 27 mm; the diameter of the upper and lower metal disks of the container is 27 mm; the diameter of the metal gaskets of the container is 27 mm; container outer diameter (container diameter) = 35 mm, which is 0.7 of the inner diameter of the mold; shell thickness = 2.2 cm; specific gravity of the shell Mob. = Tob. • Rev. = 2.2 • 11.34 = 24.95 g / cm 2 ; the lid of the container has a diameter of 27.4 mm, the thickness of the lid Tcr. = 1.0 cm, specific gravity Mcr. = Tcr. = Pcr. = 1.0 • 11.34 = 11.34 g / cm 2 ; thickness of hard pressed powder = 2.0 cm, specific gravity Mt.p.v. = Tp.p. • Rt.p. = 2.0 • 1.6 = 3.2 g / cm 2 , which is 0.2 of the specific mass of the striker Mu; thickness Ttp = 2.0 cm, specific gravity Mt. bp = Mt.p. = 3.2 g / cm 2 ; the upper punch has a thickness Tp.v. = 0.3 cm, specific gravity M.p.v. = 0.3 • 7.8 = 2.34 g / cm 2 ; steel base has a thickness of Tos. = 20 cm; specific weight Mos. 20 • 7.8 = 156 g / cm 2 ; the mass of gunpowder when loading the unit was 50 g, the speed of the drummer - 650 m / s; the ratio of specific masses Му (Mp.v. + Mtp.p. + Mtp.p. + Mk.r. + Md.v. + Md.p. + Mp. + Mob.) = 0.27, and the ratio of specific gravities Mу / (Mpn + Mos.) = 0.1. The results of pressing products are the same as in example 1.
При получении сверхпроводящих изделий по прототипу не обеспечивается получение высокоплотных изделий; не обеспечивается сохранность изделий от разрушения при извлечении их из пресс-формы, не обеспечивается сохранность изделий от загрязнения продуктами сгорания пороховых газов; для извлечения изделий из пресс-формы требуется мощное прессовое оборудование; малая производительность процесса прессования, поэтому этот способ непригоден для промышленного применения. Upon receipt of the superconducting products of the prototype is not provided receiving high-density products; the products are not protected from destruction when they are removed from the mold; the products are not protected from pollution by the combustion products of powder gases; to extract products from the mold requires powerful press equipment; low productivity of the pressing process, so this method is unsuitable for industrial applications.
Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
способ получения изделий из керамического порошка, предназначенных для использования в радиоэлектронной и электротехнической промышленности, например, при изготовлении пьезоэлементов, изоляторов и т.п., впервые обеспечил получение качественных изделий с весьма высокой плотностью, составляющей 95-97% плотности спеченных прессовок из такого же материала, полученных по стандартной промышленной технологии; в изделиях отсутствуют расслоения и поперечные трещины; данный способ обеспечил высокую производительность прессования: за один акт ударного нагружения можно получить сразу несколько изделий; способ обеспечивает надежную защиту изделий от загрязнения продуктами сгорания пороховых газов и другими инородными веществами; полученные изделия легко извлекаются из пресс-формы и контейнера и для этого не требуется прессовое оборудование; обеспечивается возможность промышленного применения предлагаемого способа для получения изделий из керамических порошков;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных технологических приемов, условий и режимов его реализации;
способ получения изделий из керамического порошка, воплощенный в заявленном изобретении, при его осуществлении обеспечивает получение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.Thus, the above information indicates that when using the invention the following combination of conditions:
The method of obtaining ceramic powder products intended for use in the electronic and electrical industries, for example, in the manufacture of piezoelectric elements, insulators, etc., for the first time provided high-quality products with a very high density of 95-97% of the density of sintered compacts from the same material obtained by standard industrial technology; there are no delamination and transverse cracks in the products; this method provided high pressing performance: for one act of impact loading, several products can be obtained at once; the method provides reliable protection of products from pollution by the combustion products of powder gases and other foreign substances; the resulting products are easily removed from the mold and container and this does not require press equipment; the possibility of industrial application of the proposed method to obtain products from ceramic powders;
for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the above-described technological methods, conditions and modes of its implementation is confirmed;
the method of obtaining products from ceramic powder embodied in the claimed invention, when implemented, provides the perceived by the applicant achieved technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "Промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the requirement of "Industrial applicability".
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108893A RU2121410C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Process of manufacture of articles from ceramic powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97108893A RU2121410C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Process of manufacture of articles from ceramic powder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2121410C1 true RU2121410C1 (en) | 1998-11-10 |
| RU97108893A RU97108893A (en) | 1999-03-10 |
Family
ID=20193496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97108893A RU2121410C1 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Process of manufacture of articles from ceramic powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121410C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165336C2 (en) * | 1999-02-02 | 2001-04-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method of manufacturing articles from ceramic powder |
| RU2240205C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-11-20 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for producing composition superconducting articles of powder |
| RU2318632C2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for extruding powder products |
| RU2335378C2 (en) * | 2006-10-09 | 2008-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Device for impact molding of powder and porous materials |
| RU2341354C2 (en) * | 2006-12-20 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of obtaining of composite titanium-graphite products with internal cavity consisting of powders |
| WO2014130930A1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Ohio State Innovation Foundation | Impulse metalworking with vaporizing foil actuators |
| US11084122B2 (en) | 2017-07-13 | 2021-08-10 | Ohio State Innovation Foundation | Joining of dissimilar materials using impact welding |
| CN118788967A (en) * | 2024-09-14 | 2024-10-18 | 湖南昇航动力科技有限公司 | A method for integrated molding of multi-stage disk-shaft structure |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1204261A (en) * | 1967-01-17 | 1970-09-03 | Japax Inc | Improvements in or relating to forming coherent bodies by bonding particles |
| US5129801A (en) * | 1991-01-16 | 1992-07-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fabrication of high temperature materials by exothermic synthesis and subsequent dynamic consolidation |
| FR2697184A1 (en) * | 1992-10-28 | 1994-04-29 | Univ Nantes | Process for the production of materials, of simple or multiphase biological interest. |
| RU2029661C1 (en) * | 1992-07-06 | 1995-02-27 | Виктор Андреевич Горишний | Aggregate for powder pieces impact pressing |
-
1997
- 1997-05-28 RU RU97108893A patent/RU2121410C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1204261A (en) * | 1967-01-17 | 1970-09-03 | Japax Inc | Improvements in or relating to forming coherent bodies by bonding particles |
| US5129801A (en) * | 1991-01-16 | 1992-07-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fabrication of high temperature materials by exothermic synthesis and subsequent dynamic consolidation |
| RU2029661C1 (en) * | 1992-07-06 | 1995-02-27 | Виктор Андреевич Горишний | Aggregate for powder pieces impact pressing |
| FR2697184A1 (en) * | 1992-10-28 | 1994-04-29 | Univ Nantes | Process for the production of materials, of simple or multiphase biological interest. |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Пашков П.О. и др. Ударное сжатие порошковой шихты пьезокерамики ЦТС 19. Сборник "Металловедение и прочность материалов". - Волгоград, 1983, с.69-75. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165336C2 (en) * | 1999-02-02 | 2001-04-20 | Волгоградский государственный технический университет | Method of manufacturing articles from ceramic powder |
| RU2240205C1 (en) * | 2003-06-09 | 2004-11-20 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for producing composition superconducting articles of powder |
| RU2318632C2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method for extruding powder products |
| RU2335378C2 (en) * | 2006-10-09 | 2008-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии | Device for impact molding of powder and porous materials |
| RU2341354C2 (en) * | 2006-12-20 | 2008-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of obtaining of composite titanium-graphite products with internal cavity consisting of powders |
| WO2014130930A1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Ohio State Innovation Foundation | Impulse metalworking with vaporizing foil actuators |
| US20160008883A1 (en) * | 2013-02-22 | 2016-01-14 | Ohio State Innovation Foundation | Impulse metalworking with vaporizing foil actuators |
| US11084122B2 (en) | 2017-07-13 | 2021-08-10 | Ohio State Innovation Foundation | Joining of dissimilar materials using impact welding |
| US11759884B2 (en) | 2017-07-13 | 2023-09-19 | Ohio State Innovation Foundation | Joining of dissimilar materials using impact welding |
| CN118788967A (en) * | 2024-09-14 | 2024-10-18 | 湖南昇航动力科技有限公司 | A method for integrated molding of multi-stage disk-shaft structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2121410C1 (en) | Process of manufacture of articles from ceramic powder | |
| Forquin et al. | Role of porosity in controlling the mechanical and impact behaviours of cement-based materials | |
| US4932239A (en) | Standard target for explosive charge testing | |
| Nesterenko et al. | Shear localization in high-strain-rate deformation of granular alumina | |
| US3383208A (en) | Compacting method and means | |
| Nagaoka et al. | Degree of impactor fragmentation under collision with a regolith surface—Laboratory impact experiments of rock projectiles | |
| NO129807B (en) | ||
| Tarver et al. | Multiple shock initiation of LX-17 | |
| RU2120350C1 (en) | Method of fabricating superconducting items from powder | |
| Kline et al. | Energy release and fragmentation of brittle aluminum reactive material cases | |
| Hazell | Measuring the strength of brittle materials by depth-of-penetration testing | |
| RU2165336C2 (en) | Method of manufacturing articles from ceramic powder | |
| RU97108893A (en) | METHOD FOR PRODUCING CERAMIC POWDER PRODUCTS | |
| Horsfall et al. | Ballistic and physical properties of highly fractured alumina | |
| RU2240205C1 (en) | Method for producing composition superconducting articles of powder | |
| JPS61502A (en) | Molding method of powdery body | |
| Voitenko et al. | Peculiarities of britlle and ductile materials destruction and deformation during the explosion of industrial shaped charges | |
| RU2349420C2 (en) | Method of products obtaining from ceramic powder | |
| RU2349419C2 (en) | Method of obtaining of composite superconducting products | |
| RU2152859C1 (en) | Making of articles with inner channels by explosion welding method | |
| US20090169411A1 (en) | Method for Producing a Penetrator | |
| RU2318632C2 (en) | Method for extruding powder products | |
| RU2341354C2 (en) | Method of obtaining of composite titanium-graphite products with internal cavity consisting of powders | |
| Ischenko et al. | Investigation of impact resistance of protective barriers made from cermets | |
| JPS5922648A (en) | Method and device for impact compression of condensable material |