RU2349420C2 - Способ получения изделий из керамического порошка - Google Patents
Способ получения изделий из керамического порошка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349420C2 RU2349420C2 RU2007114475/02A RU2007114475A RU2349420C2 RU 2349420 C2 RU2349420 C2 RU 2349420C2 RU 2007114475/02 A RU2007114475/02 A RU 2007114475/02A RU 2007114475 A RU2007114475 A RU 2007114475A RU 2349420 C2 RU2349420 C2 RU 2349420C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- metal
- pressed
- steel
- drummer
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 59
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 37
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 19
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 5
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 2
- 101100327917 Caenorhabditis elegans chup-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению изделий из керамических порошков с помощью энергии метательных взрывчатых веществ. Может использоваться в электротехнической и радиоэлектронной промышленности для изготовления пьезоэлементов, изоляторов. В оболочке ударника из легкого высокопластичного металла в виде стакана устанавливают металлический отражатель и заполняют оболочку прессуемым керамическим порошком при отношении удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка, равном 0,61-0,97. Запрессовывают крышку ударника и размещают составной ударник в канале ствола порохового метательного устройства. Устанавливают полученную сборку соосно с каналом ствола пороховой метательной установки на стальном основании, размещенном на песчаном грунте. Отношение суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания равно 0,25-0,41. Осуществляют ударно-волновое прессование керамического порошка путем разгона составного ударника пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический пуансон, расположенный в осевом канале стальной пресс-формы. Полученный материал обладает высокой плотностью и равноплотностью при большей толщине прессуемого слоя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
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.
Известен способ получения прессовок из пьезокерамического порошка, при котором осуществляют разгон цилиндрического ударника и его удар в соосно расположенную пресс-форму с порошком. Для разгона ударника используют пороховое метательное устройство. Пресс-форма представляет собой стальной цилиндр со сквозным внутренним каналом. Прессуемый порошок располагают между верхним и нижним пуансонами. После прессования из порошка получают образец в виде цилиндрической таблетки. Для обеспечения торможения образца после удара нижний пуансон устанавливают на податливой подушке. Извлечение образца из пресс-формы после нагружения производится выпрессовкой (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).
Недостатком данного способа является значительная пористость получаемых прессовок, 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 хрупкое разрушение прессовок при их выпрессовывании из канала пресс-формы, значительный разброс плотности по высоте получаемых прессовок, возможность возникновения расслоений в поверхностных слоях прессовок и поперечных трещин при повышенных режимах прессования, что приводит к снижению выхода годной продукции, низкая производительность процесса прессования.
Наиболее близким по техническому уровню и достигаемому результату является способ получения изделий из керамического порошка, при котором на равном расстоянии между верхним и нижним пуансоном из высокопластичного металла, например из свинца, симметрично продольной оси пресс-формы в виде полого стального цилиндра 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 металла, 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 труднопрессуемого порошка (произведение толщины на плотность) между контейнером и верхним пуансоном составляет 0,1-0,2 удельной массы ударника. 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 пуансонами, 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. (Патент РФ №2121410, МПК 6 B22F 3/08, опубл. 10.11.98, бюл. 31 - прототип).
Данный способ имеет невысокий технический уровень, поскольку пригоден лишь для прессования порошковых керамических материалов с суммарной толщиной прессуемых слоев не более 20 мм, что обусловлено наличием в технологической схеме слоев труднопрессуемого порошка, располагаемых сверху и снизу контейнера. Такие слои требуют существенных затрат кинетической энергии ударника на их уплотнение, при этом возникает необходимость применения высоких скоростей ударника (до 650 м/с). В верхних и нижних прессуемых порошковых слоях контейнера различие возникающих давлений составляет от 52% при скорости ударника Vуд=450 м/с до 70% при Vуд=650 м/с. Избыточное давление, возникающее в нижних слоях контейнера, снижает долговечность металлоемкого стального основания, повышает вероятность разрушения стальной пресс-формы в процессе ударного нагружения, что может приводить к снижению качества получаемых изделий, к возможности их хрупкого разрушения. При суммарной толщине прессуемых слоев более 20 мм давление в прессовках снижается ниже допускаемых пределов, что снижает их плотность, ухудшает качество получаемых изделий и делает их непригодными для промышленного использования.
В связи с этим важнейшей задачей является разработка нового способа прессования длинномерных изделий из порошковых керамических материалов с плотностью, близкой к предельной, по новой технологической схеме формирования импульсов давления в составном ударнике с прессуемым порошком с обеспечением при этом высокого давления по высоте порошкового слоя в 2-2,5 раза большей, чем по прототипу, обеспечивающего равномерную плотность по высоте длинномерной прессовки, с снижением при этом скоростных режимов прессования, что будет способствовать увеличению долговечности оснастки, снизит вероятность разрушения пресс-формы при повышенных режимах прессования.
Техническим результатом заявленного способа является создание новой технологии, обеспечивающей с помощью энергии метательных взрывчатых веществ (порохов) получение высокоплотных изделий цилиндрической формы из порошковых керамических материалов с плотностью, близкой к предельной и равномерной по всей высоте прессовки при исходной толщине порошкового слоя в 2-2,5 раза большей, чем по прототипу. Снижение минимально допустимой скорости ударника на 50 м/с и максимально допустимой на 100 м/с позволило повысить долговечность стального основания на 25-30%, а также исключить разрушение пресс-формы при повышенных скоростях составного ударника и тем самым снизило вероятность растрескивания изделий в процессе прессования.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения изделий из керамического порошка, при котором производят высокоскоростное прессование порошка путем ударного нагружения в стальной пресс-форме с металлическим пуансоном, расположенных соосно со стволом порохового метательного устройства на стальном основании, размещенном на песчаном грунте, при этом берут оболочку ударника из легкого высокопластичного металла в виде стакана, устанавливают в ней металлический отражатель, заполняют оболочку прессуемым керамическим порошком, при этом отношение удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка выбирают равным 0,61-0,97, запрессовывают крышку ударника и полученный при этом составной ударник размещают в канале ствола порохового метательного устройства, затем осуществляют ударно-волновое прессование керамического порошка путем разгона составного ударника пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический пуансон, расположенный в осевом канале стальной пресс-формы, при этом процесс ведут при отношении суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания равном 0,25-0,41, при этом оболочку ударника выполняют из алюминия, а металлический отражатель и металлический пуансон - из стали.
Новый способ получения изделий из керамического порошка имеет существенные отличия по сравнению с прототипом как по допустимой предельной толщине прессуемого порошкового слоя, так и по построению схемы высокоскоростного прессования и по совокупности технологических режимов при его осуществлении. Так предложено размещать прессуемый керамический порошок внутри составного ударника, состоящего также из оболочки из легкого высокопластичного металла - алюминия в виде стакана, металлического отражателя и крышки, что при соударении составного ударника с металлическим пуансоном из стали, расположенном внутри стальной пресс-формы на стальном основании, приводит к значительному увеличению суммарной длительности импульсов давления, возникающих в прессуемом порошке, что, в свою очередь, способствует выравниванию давления по толщине слоя прессуемого порошка, а это, в свою очередь, приводит к выравниванию плотности по высоте получаемого изделия.
Предложено отношение удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка выбирать равным 0,61-0,97, что при прессовании обеспечивает необходимый уровень давления в верхней части прессовки. При отношении удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка ниже нижнего предела в верхней части прессовки ее плотность оказывается меньше, чем в нижней, что снижает качество получаемых изделий. При указанном соотношении удельных масс выше верхнего предела толщина металлического отражателя оказывается избыточной, что приводит к увеличению длины составного ударника, его массы и в связи с этим к необходимости увеличения массы порохового заряда. Качество изделий при этом не повышается, а экономические показатели процесса прессования снижаются.
Предложено составной ударник размещать в канале ствола порохового метательного устройства, а затем осуществлять ударно-волновое прессование керамического порошка путем его разгона пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический пуансон, расположенный в осевом канале стальной пресс-формы, что обеспечивает необходимую амплитуду импульсов давления в керамическом порошке, а это способствует консолидации порошковых частиц. При скорости ударника ниже нижнего предела плотность прессовок оказывается недостаточной, снижается их прочность и качество. При скорости ударника выше верхнего предела в прессуемом объеме возникает избыточное давление, что повышает вероятность разрушения пресс-формы и появления при этом брака, снижает долговечность стального основания.
Предложено процесс прессования вести при отношении суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания равном 0,25-0,41, что обеспечивает необходимый высокий уровень отраженных импульсов давления от стального пуансона и стального отражателя и тем самым способствует дополнительному выравниванию давления в прессуемом объеме, снижает вероятность растрескивания прессовок при разгрузке сжатой системы. При отношении указанных сумм удельных масс выше верхнего предела возможно получение изделий с неодинаковой плотностью по объему, а это снижает их качество. При отношении этих сумм удельных масс ниже нижнего предела качество изделий не повышается, но наблюдается неоправданно высокий расход металла на изготовление металлического пуансона и стального основания.
Предложено оболочку ударника выполнять из легкого высокопластичного металла - алюминия, что способствует формированию боковых поверхностей прессовок без трещин, облегчает извлечение прессовок из пресс-формы, способствует снижению массы составного ударника, а это, в свою очередь, способствует снижению необходимой массы порохового заряда.
Предложено металлический пуансон и металлический отражатель изготавливать из стали, что обеспечивает необходимую акустическую жесткость данных деталей схемы прессования, а это создает благоприятные условия для возникновения отраженных импульсов давления необходимой амплитуды.
На чертеже изображена схема получения изделий из керамического порошка.
Предлагаемый способ получения изделий из порошков осуществляется в следующей последовательности. Изготавливают оболочку ударника из легкого высокопластичного металла в виде стакана 1, например из алюминия, устанавливают в ней металлический отражатель 2, например из стали, заполняют внутреннюю полость оболочки прессуемым керамическим порошком 3, при этом отношение удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка выбирают равным 0,61-0,97. Запрессовывают крышку ударника 4 и полученный при этом составной ударник размещают в канале ствола порохового метательного устройства 5. Запрессовывают в стальную пресс-форму 6 в виде полого цилиндра металлический пуансон 7, например, из стали и устанавливают полученную сборку соосно с каналом ствола порохового метательного устройства на стальном основании 8, размещенном на песчаном грунте 9. Толщины слоев подбирают таким образом, чтобы отношение суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из легкого высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания было равным 0,25-0,41. Размещают в стволе порохового метательного устройства пороховой заряд и выстреливают составным ударником в пресс-форму, при этом ударно-волновое прессование керамического порошка осуществляют путем разгона составного ударника пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический пуансон. При соударении составного ударника с металлическим пуансоном внутри ударника с прессуемым порошком возникает ударная волна, которая, продвигаясь по порошку, достигает поверхности металлического отражателя, отражаясь от него движется в обратном направлении. Достигая поверхности металлического пуансона, вновь происходит ее отражение и конечная высокая плотность порошкового изделия достигается благодаря многократному отражению ударных волн от от поверхностей металлического пуансона и металлического отражателя.
После ударного нагружения с помощью станочного оборудования извлекали спрессованное изделие из пресс-формы, после чего полученное изделие может быть использовано в промышленных целях. При этом толщина прессуемого порошкового слоя, а соответственно и длина полученного изделия в 2-2,5 раза больше, чем по прототипу, плотность получаемых изделий близка к предельной и стабильна по всей длине прессовки. В прессовках отсутствуют расслоения и трещины, повысилась на 25-30% долговечность стального основания, устранена возможность разрушения пресс-формы при прессовании и растрескивания при этом изделий.
Пример 1 (см. также таблицу).
При изготовлении оболочки ударника в качестве легкого высокопластичного металла использовали алюминий марки АД1 с плотностью Поб=2,7 г/см3. Длина оболочки - 83 мм, наружный диаметр Дн.о=49,8 мм, внутренний - Дв.о=36 мм, толщина дна оболочки ударника Тд=1 см, удельная масса дна оболочки ударника Мд=Тд·Поб=2,7 г/см2. Металлический отражатель изготавливали из стали Ст3. Его диаметр - 36 мм, толщина Тот=2 см, плотность стали Пст=7,8 г/см3, удельная масса Мот=Тот·Пст=2·7,8=15,6 г/см2.
Оболочку ударника с запрессованным в нее металлическим отражателем заполняли прессуемым порошком, в качестве которого изпользовали синтезированный порошок пьезокерамики ЦТС 19 с насыпной плотностью Ппор=3,2 г/см3, толщина порошкового слоя Тпор=5 см, его удельная масса Мпор=Tпор·Ппор=5·3,2=16 г/см2.
Крышку ударника изготавливали из алюминия АД1 диаметром Дк=36,1 мм, ее толщина Тк=0,3 см, плотность Пк=2,7 г/см2, удельная масса Мк=Тк·Пк=0,3·2,7=0,81 г/см2. При выбранных параметрах металлического отражателя и прессуемого порошка отношение удельной массы металлического отражателя Мот к удельной массе слоя прссуемого порошка Мпор равно: Мот:Мпор=0,97, а сумма удельных масс дна оболочки ударника Мд, металлического отражателя Мот, слоя прессуемого порошка Мпор и крышки ударника Мк равна: ΣМ1=Мд+Мот+Мпор+Мк=2,7+15,6+16+0,81=35,11 г/см2.
Составной ударник размещали в канале ствола порохового метательного устройства с внутренним диаметром 50 мм. Металлический пуансон изготавливали из стали Ст3. Его диаметр - 50 мм, толщина Тп=3 см, плотность Пст=7,8 г/см3, удельная масса Мп=Тп·Пст=3·7,8=23,4 г/см2. Пуансон запрессовывали в пресс-форму из стали Ст3. Длина пресс-формы - 120 мм, наружный диаметр - 80 мм, внутренний - 50 мм. Полученную сборку устанавливали соосно с каналом ствола порохового метательного устройства на стальном основании из стали Ст3. Диаметр основания - 100 мм, толщина Тос=15 см, удельная масса Мос=Тос·Пст=15·7,8=117 г/см2. Сумма удельных масс пуансона и основания равна ΣМ2=Мп+Мос=23,4+117=140,4 г/см2. При выбранных параметрах схемы прессования отношение суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из легкого высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника ΣМ1 к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания ΣМ2 равно: ΣМ1:ΣM2=35,11:140,4=0,25. Размещают в стволе порохового метательного устройства пороховой заряд, в качестве которого использовали охотничий порох «Барс», и выстреливают составным ударником в направлении пресс-формы со скоростью Vуд=550 м/с. Контроль скорости проводили электроконтактным методом. После ударного нагружения с помощью станочного оборудования извлекали спрессованное изделие из пресс-формы, после чего оно может быть использовано в промышленных целях, например, для изготовления пьезоэлементов. При этом толщина прессуемого порошкового слоя, а соответственно и длина полученного изделия в 2,5 раза больше, чем по прототипу, плотность спрессованного изделия близка к предельной, составляет 96-98% от теоретического значения и стабильна по всей длине прессовки. В прессовке отсутствуют расслоения и трещины, долговечность стального основания повысилась на 25%, устранена вероятность разрушения пресс-формы при прессовании и растрескивания при этом изделий.
Пример 2 (см. также таблицу)
То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Длина оболочки ударника L=78 мм, толщина металлического отражателя Тот=1,5 см, его удельная масса Мот=Тот·Пст=1,5·7,8=11,7 г/см2. Толщина слоя прессуемого порошка Тпор=4,5 см, его удельная масса Мпор=Тпор·Ппор=4,5·3,2=14,4 г/см2. Соотношение удельных масс Мот:Мпор=11,7:14,4=0,81. Сумма удельных масс ΣМ1=Мд+Мот+Мпор+Мк=2,7+11,7+14,4+0,81=29,61 г/см2. Стальное основание имеет толщину Тос=10 см, удельная масса Мос=Тос·Пст=10·7,8=78 г/см2. Сумма удельных масс металлического пуансона и стального основания равна ΣM2=Mп+Moc=23,4+78=101,4 г/см2. Соотношение сумм удельных масс ΣМ1:ΣМ2=29,61:101,4=0,29. Скорость ударника Vуд=475 м/с. Результаты получения изделий из керамического порошка те же, что в примере 1, но плотность спрессованного изделия составляет 95-97% от теоретического значения, толщина слоя прессуемого порошка и длина полученного изделия в 2,25 раза больше, чем по прототипу.
Пример 3 (см. также таблицу).
То же, что в примере 1, но внесены следующие изменения. Длина оболочки ударника L=73 мм, толщина металлического отражателя Тот=1 см, его удельная масса Мот=Тот·Пст=7,8 г/см2. Толщина слоя прессуемого порошка Тпор=4 см, его удельная масса Мпор=Тпор·Ппор=4·3,2=12,8 г/см2. Соотношение удельных масс Мот:Мпор=7,8:12,8=0,61. Сумма удельных масс ΣМ1=Мд+Мот+Мпор+Мк=2,7+7,8+12,8+0,81=24,11 г/см2. Длина стальной пресс-формы - 110 мм. Толщина металлического пуансона Тп=2,5 см, его удельная масса Мп=Тп·Пст=2,5·7,8=19,5 г/см2. Стальное основание имеет толщину Тос=5 см, удельная масса Мос=Тос·Пст=5·7,8=39 г/см2. Сумма удельных масс металлического пуансона и стального основания ΣM2=Mп+Moc=19,5+39=58,5 г/см2. Соотношение сумм удельных масс ΣM1:ΣМ2=24,11:58,5=0,41.
| Таблица | |||||
| Номер примера | Способ получения изделий | Параметры составного ударника | |||
| Параметры оболочки и крышки | Параметры отражателя | Параметры прессуемого порошка, отношение удельных масс Мот:Мпор | Сумма удельных Масс ΣМ1=Мд+Мот+Мпор+Мк, г/см2 | ||
| 1 | Предлагаемый способ | Материал - алюминий АД1, длина L=83 мм; Дн.о=49,8 мм, Дв.о=36 мм, Тд=1 см, Поб=2,7 г/см3, Мд=2,7 г/см2. Материал крышки АД1, Дк=36,1 мм, Тк=0,3 см, Мк=0,81 г/см2. | Материал - сталь Ст3, диаметр - 36 мм; толщина Тот=2 см; плотность Пст=7,8 г/см3; удельная масса Мот=15,6 г/см2. | Материал - синтезированный порошок пьезокерамики ЦТС 19, Ппор=3,2 г/см3; Тпор=5 см, удельная масса Мпор=16 г/см2; Мот:Мпор=0,97 | 35,11 |
| 2 | Предлагаемый способ | То же, что в примере 1, но длина оболочки ударника L=78 мм | То же, что в примере 1, но Тот=1,5 см; удельная масса Мот=11,7 г/см2. | То же, что в примере 1, но Тпор=4,5 см, удельная масса Мпор=14,4 г/см2; Мот:Мпор=0,81 | 29,61 |
| 3 | Предлагаемый способ | То же, что в примере 1, но длина оболочки ударника L=73 мм | То же, что в примере 1, но Тот=1,0 см; удельная масса Мот=7,8 г/см2. | То же, что в примере 1, но Тпор=4 см, удельная масса Мпор=12,8 г/см2; Мот:Мпор=0,61 | 24,11 |
| 4 | Прототип | Ударник из алюминия АД1 в виде сплошного цилиндра. Толщина ударника 6 см, его удельная масса 16,2 г/см2. | Отсутствует | Прессуемый материал - синтезированный порошок пьезокерамики ЦТС 19 размещен внутри составного контейнера. Суммарная толщина прессуемых порошковых слоев - 2 см. | - |
| Продолжение таблицы | ||||||
| Номер примера | Способ получения изделий | Параметры металлического пуансона и стального основания | Скорость ударника, м/с | Отношение удельных масс: ΣM1:ΣM2 | ||
| Параметры пуансона | Параметры основания | Сумма удельных масс ΣМ2=Мп+Мос, г/см2 | ||||
| 1 | Предлагаемый способ | Материал - сталь Ст3, диаметр - 50 мм; толщина Тп=3 см, плотность Пст=7,8 г/см3, удельная масса Мп=23,4 г/см2. | Материал - сталь Ст3, диаметр - 100 мм; толщина Тос=15 см, удельная масса Мос=117 г/см2; | 140,4 | 550 | 0,25. |
| 2 | Предлагаемый способ | То же, что в примере 1 | То же, что в примере 1, но толщина Тос10 см, удельная масса Moc=78 г/см2; | 101,4 | 475 | 0,29 |
| 3 | Предлагаемый способ | То же, что в примере 1, но Тп=2,5 см, удельная масса Мп=19,5 г/см2. | То же, что в примере 1, но толщина Тос=5 см, удельная масса Moc=39 г/см2; | 58,5 | 400 | 0,41 |
| 4 | Прототип | Нижний пуансон из свинца. Диаметр - 50 мм, толщина - 1 см, Плотность - 11,34 г/см3, удельная масса 11,34 г/см2. | Материал - сталь Ст3, диаметр - 150 мм; толщина Тос=10 см, плотность Пст=7,8 г/см3, удельная масса Мос=78 г/см2; | 89,34 | 450 | - |
| Продолжение таблицы | ||
| Номер примера | Способ получения изделий | Результаты получения изделий из керамического порошка |
| 1 | Предлагаемый способ | Толщина прессуемого порошкового слоя, а соответственно и длина полученного изделия в 2,5 раза больше, чем по прототипу, плотность спрессованного изделия близка к предельной и составляет 96-98% от теоретического значения, стабильна по всей длине прессовки. В изделии отсутствуют расслоения и трещины, долговечность стального основания повысилась на 25%, устранена вероятность разрушения пресс-формы при прессовании и растрескивания при этом изделий. |
| 2 | Предлагаемый способ | Результаты получения изделий из керамического порошка те же, что в примере 1, но плотность спрессованного изделия составляет 95-97% от теоретического значения, толщина слоя прессуемого порошка и длина полученного изделия в 2,25 раза больше, чем по прототипу. |
| 3 | Предлагаемый способ | Результаты получения изделий из керамического порошка те же, что в примере 1, но плотность спрессованного изделия составляет 94-96% от теоретического значения, толщина слоя прессуемого порошка и длина полученного изделия в 2 раза больше, чем по прототипу. Долговечность стального основания в сравнении с прототипом повысилась на 30% |
| 4 | Прототип | Плотность пяти спрессованных изделий высокая и составляет 95-97% от теоретического значения, но суммарная максимально допустимая толщина прессуемых слоев порошка, а соответственно и суммарная длина полученных прессовок в 2-2,5 раза меньше, чем по предлагаемому способу. Долговечность стального основания на 25-30% ниже чем по предлагаемому способу. Данный способ непригоден для прессования длинномерных (высоких) прессовок. |
Скорость ударника Vуд=400 м/с. Результаты получения изделий из керамического порошка те же, что в примере 1, но плотность спрессованного изделия составляет 94-96% от теоретического значения, толщина слоя прессуемого порошка и длина полученного изделия в 2 раза больше, чем по прототипу, долговечность стального основания в сравнении с прототипом увеличилась на 30%.
При получении порошковых изделий по прототипу (см. таблицу, пример 4) плотность пяти спрессованных изделий высокая и составляет 95-97% от теоретического значения, но суммарная максимально допустимая толщина прессуемых слоев порошка, а соответственно и суммарная длина полученных прессовок в 2-2,5 раза меньше, чем по предлагаемому способу. Долговечность стального основания на 25-30% ниже, чем по предлагаемому способу. Данный способ не пригоден для прессования длинномерных (высоких) прессовок.
Claims (4)
1. Способ получения изделий из керамического порошка путем ударно-волнового нагружения, отличающийся тем, что изготавливают оболочку составного ударника из легкого высокопластичного металла в виде стакана, устанавливают в ней металлический отражатель, заполняют оболочку прессуемым керамическим порошком, при отношении удельной массы металлического отражателя к удельной массе слоя прессуемого порошка, равном 0,61-0,97, запрессовывают крышку ударника и размещают составной ударник в канале ствола порохового метательного устройства, в стальную пресс-форму в виде полого цилиндра запрессовывают металлический пуансон и устанавливают полученную сборку соосно с каналом ствола пороховой метательной установки на стальном основании, размещенном на песчаном грунте, при этом отношение суммы удельных масс дна оболочки составного ударника из легкого высокопластичного металла, металлического отражателя, слоя прессуемого порошка и крышки ударника к сумме удельных масс металлического пуансона и стального основания обеспечивают равным 0,25-0,41, и затем осуществляют ударно-волновое прессование путем разгона составного ударника пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический пуансон.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оболочку ударника выполняют из алюминия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлический отражатель выполняют из стали.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлический пуансон выполняют из стали.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007114475/02A RU2349420C2 (ru) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Способ получения изделий из керамического порошка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007114475/02A RU2349420C2 (ru) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Способ получения изделий из керамического порошка |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007114475A RU2007114475A (ru) | 2008-10-27 |
| RU2349420C2 true RU2349420C2 (ru) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007114475/02A RU2349420C2 (ru) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Способ получения изделий из керамического порошка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2349420C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3752665A (en) * | 1971-07-08 | 1973-08-14 | Nasa | Synthesis of superconducting compounds by explosive compaction of powders |
| EP0187476B1 (en) * | 1984-12-12 | 1990-11-14 | Nippon Oil And Fats Company, Limited | Method for producing amorphous alloy shaped articles |
| RU2120350C1 (ru) * | 1997-01-21 | 1998-10-20 | Волгоградский государственный технический университет | Способ получения сверхпроводящих изделий из порошка |
-
2007
- 2007-04-17 RU RU2007114475/02A patent/RU2349420C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3752665A (en) * | 1971-07-08 | 1973-08-14 | Nasa | Synthesis of superconducting compounds by explosive compaction of powders |
| EP0187476B1 (en) * | 1984-12-12 | 1990-11-14 | Nippon Oil And Fats Company, Limited | Method for producing amorphous alloy shaped articles |
| RU2120350C1 (ru) * | 1997-01-21 | 1998-10-20 | Волгоградский государственный технический университет | Способ получения сверхпроводящих изделий из порошка |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007114475A (ru) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0349446B1 (fr) | Procédé de mise en forme directe et d'optimisation des caractéristiques mécaniques de projectiles perforants en alliage de tungstène à haute densité | |
| US20050220921A1 (en) | Dynamic forging impact energy retention machine | |
| CN1274417A (zh) | 小口径无毒穿甲子弹 | |
| CA2864636A1 (en) | Method of surface hardening sintered bodies by using vibrations | |
| JP2021505834A (ja) | 弾頭 | |
| CN1597190A (zh) | 放电表面处理用压坯电极的制造方法 | |
| RU2349420C2 (ru) | Способ получения изделий из керамического порошка | |
| CN113607004A (zh) | 一种可形成嵌接式金属、活性双侵彻体的聚能装药结构 | |
| RU2121410C1 (ru) | Способ получения изделий из керамического порошка | |
| NO129807B (ru) | ||
| CA3216006A1 (en) | Liner for a shaped charge and method for manufacturing a liner | |
| CN107651962A (zh) | 一种碳化硼‑铝合金复合板的制备方法 | |
| RU2349419C2 (ru) | Способ получения композиционных сверхпроводящих изделий | |
| RU2318632C2 (ru) | Способ получения изделий из порошков | |
| Colombo et al. | Ceramic–polymer composites for ballistic protection | |
| RU2240205C1 (ru) | Способ получения композиционных сверхпроводящих изделий из порошка | |
| RU2152859C1 (ru) | Способ получения сваркой взрывом изделий с внутренними каналами | |
| RU2165336C2 (ru) | Способ получения изделий из керамического порошка | |
| RU2120350C1 (ru) | Способ получения сверхпроводящих изделий из порошка | |
| KR20050025140A (ko) | 고속 성형에 의한 고밀도화 프로세스 | |
| Voitenko et al. | Peculiarities of britlle and ductile materials destruction and deformation during the explosion of industrial shaped charges | |
| JP7428982B2 (ja) | 高靭性高圧相窒化ホウ素基固結体（焼結体）及びその製造方法 | |
| US4599060A (en) | Die-target for dynamic powder consolidation | |
| RU2341354C2 (ru) | Способ получения композиционных титанографитовых изделий с внутренней полостью из порошков | |
| RU2444439C1 (ru) | Двухслойный листовой материал и способ его изготовления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090418 |