[go: up one dir, main page]

RU82697U1 - COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING - Google Patents

COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING Download PDF

Info

Publication number
RU82697U1
RU82697U1 RU2008145424/22U RU2008145424U RU82697U1 RU 82697 U1 RU82697 U1 RU 82697U1 RU 2008145424/22 U RU2008145424/22 U RU 2008145424/22U RU 2008145424 U RU2008145424 U RU 2008145424U RU 82697 U1 RU82697 U1 RU 82697U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
briquette
forming insert
barrier layer
workpiece according
hot pressing
Prior art date
Application number
RU2008145424/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Рачковский
Георгий Юрьевич Сморчков
Игорь Евгеньевич Вичканский
Максим Витальевич Кременчугский
Василий Геннадиевич Кузнецов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2008145424/22U priority Critical patent/RU82697U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU82697U1 publication Critical patent/RU82697U1/en

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Заготовка для формования горячим прессованием изделия сложной формы, содержащая брикет из пластифицированного порошкообразного материала и формообразующую вставку, установленные в пресс-форме, отличающаяся тем, что формообразующая вставка выполнена из того же материала, что и брикет, а по сопрягаемым поверхностям брикета и формообразующей вставки установлен барьерный слой из материала, инертного по отношению к материалу брикета и формообразующей вставки и превышающего его по температуре плавления. ! 2. Заготовка по п.1, отличающаяся тем, что брикет и формообразующая вставка выполнены из керамического порошкообразного материала. ! 3. Заготовка по п.1, отличающаяся тем, что барьерный слой выполнен из углеродосодержащего или нитридосодержащего материала на органической связке. ! 4. Заготовка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что толщина барьерного слоя составляет 0,01-0,05 от толщины брикета.A billet for molding by hot pressing a complex-shaped product containing a briquette of plasticized powdery material and a forming insert installed in the mold, characterized in that the forming insert is made of the same material as the briquette, and installed on the mating surfaces of the briquette and forming insert a barrier layer of a material inert with respect to the material of the briquette and the forming insert and exceeding it in terms of melting temperature. ! 2. The workpiece according to claim 1, characterized in that the briquette and the forming insert are made of ceramic powder material. ! 3. The workpiece according to claim 1, characterized in that the barrier layer is made of carbon-containing or nitride-containing material on an organic binder. ! 4. The workpiece according to claim 1 or 3, characterized in that the thickness of the barrier layer is 0.01-0.05 of the thickness of the briquette.

Description

Полезная модель относится к технологии машиностроения и может быть использована в порошковой металлургии для изготовления монолитных деталей сложной формы, в частности для изготовления защитного керамического слоя узлов летательных аппаратов, транспортных средств и в индивидуальных средствах защиты и т.п.The utility model relates to mechanical engineering technology and can be used in powder metallurgy for the manufacture of monolithic parts of complex shape, in particular for the manufacture of a protective ceramic layer of assemblies of aircraft, vehicles and personal protective equipment, etc.

В настоящее время актуальной задачей является получение высокоплотных изделий сложной формы из тугоплавких материалов. Наиболее сложным является изготовление таких деталей из керамических материалов на основе карбидов бора, титана, кремния и т.п.Currently, the urgent task is to obtain high-density products of complex shape from refractory materials. The most difficult is the manufacture of such parts from ceramic materials based on boron carbides, titanium, silicon, etc.

Известно изготовление изделий сложной формы из керамических материалов электроэрозионной обработкой, алмазным шлифованием. Процессы весьма трудоемкие, приводящие к большому проценту брака и значительному расходу дорогостоящего абразивного инструмента.It is known to manufacture products of complex shape from ceramic materials by electrical discharge machining, diamond grinding. The processes are very laborious, leading to a large percentage of rejects and a significant consumption of expensive abrasive tools.

Известно также изготовление изделий сложной формы из керамического материала с помощью формообразующих вкладышей.It is also known the manufacture of products of complex shape from a ceramic material using forming inserts.

Так, в А.С. СССР №1766660, В28В 1/00 опубл. 07.10.92 г., Б.И. №37, известна заготовка для изготовления керамических изделий сложной формы, содержащая брикет из формовочной массы и формообразующие вкладыши, установленные в литьевой форме. Вкладыши выполнены трехслойными из материала с различной температурой деструкции. Внутренний упрочненный слой выполнен из оргстекла или графита. Промежуточный компенсирующий слой получен намоткой органической нити на упрочняющий слой, формирующий внутреннюю поверхность полости изделия. Слой изготовлен из нити, пропитанной органическим клеем или эпоксидным компаундом.So, in A.S. USSR No. 1766660, B28V 1/00 publ. 10/07/92, B.I. No. 37, there is a known blank for the manufacture of ceramic products of complex shape, containing a briquette from the molding material and forming inserts installed in the injection mold. The liners are made of three layers of material with different temperatures of destruction. The inner hardened layer is made of plexiglass or graphite. An intermediate compensating layer is obtained by winding an organic thread on a reinforcing layer forming the inner surface of the cavity of the product. The layer is made of a thread impregnated with organic glue or epoxy compound.

Формообразующие вкладыши после формовки удаляются (выжигаются) в процессе термообработки. Использование многослойных формообразующих вкладышей с различными температурами плавления или возгонки уменьшает вероятность разрушения получаемых изделий.The forming inserts after molding are removed (burned out) during the heat treatment. The use of multilayer forming inserts with different melting or sublimation temperatures reduces the likelihood of destruction of the resulting products.

Известна заготовка для формирования керамических изделий спеканием (патент РФ №2019532, С04В 35/56, опубл. 15.09.94 г., Б.И №17), содержащая разовую модель, окруженную формуемой смесью и по форме соответствующую полости в формуемом изделии. Разовая модель выполнена из материала, удаляемого вследствие испарения при контакте с расплавом металла, которым пропитывают формуемую смесь. Материал разовой модели выбран из группы: полистирол, полиуретан, пенопласт, воск, их смеси. Способ с использованием данной заготовки достаточно сложен, характеризуется низкой производительностью процесса и не дает возможности получения высокоплотного керамического изделия.Known preform for the formation of ceramic products by sintering (RF patent No. 20159532, С04В 35/56, publ. 09/15/94, B. And No. 17), containing a one-time model surrounded by moldable mixture and corresponding in shape to the cavity in the molded product. A one-time model is made of material removed due to evaporation upon contact with the molten metal, which impregnates the moldable mixture. The material of a single model is selected from the group: polystyrene, polyurethane, polystyrene, wax, mixtures thereof. The method using this preform is quite complicated, characterized by a low productivity of the process and does not make it possible to obtain a high-density ceramic product.

Наиболее близком по технической сущности к заявленному решению является заготовка для формирования изделий сложной формы из керамического материала (А.С. №1694551, С04В 35/56, опубл. 30.11.91 г., Б.И. №44), содержащая установленные в прессформе пластифицированный карбидосодержащий брикет и формующую вставку из древесины.The closest in technical essence to the claimed solution is a blank for the formation of products of complex shape from a ceramic material (AS No. 1694551, С04В 35/56, publ. 30.11.91, B.I. No. 44), containing the mold is a plasticized carbide-containing briquette and a forming insert made of wood.

Использование такой заготовки не дает возможности получения высокоплотных керамических изделий сложной формы, так как при уплотнении основного материала вставка из древесины будет деформироваться, что не позволит получить нужную форму.The use of such a blank does not make it possible to obtain high-density ceramic products of complex shape, since when the base material is compacted, the wood insert will be deformed, which will not allow to obtain the desired shape.

Задачей настоящей полезной модели является изготовление высокоплотных изделий сложной формы из порошковых керамических материалов.The objective of this utility model is the manufacture of high-density products of complex shape from powder ceramic materials.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в следующем:The technical result achieved using the utility model is as follows:

- возможность изготовления широкого класса высокоплотных изделий из различных тугоплавких порошковых материалов; - the possibility of manufacturing a wide class of high-density products from various refractory powder materials;

- не требуется дорогого абразивного инструмента.- No expensive abrasive tools required.

Для решения поставленной задачи, в известной заготовке для формования изделий сложной формы, содержащей брикет из пластифицированного порошкообразного материала и формообразующую вставку, установленные в прессформу, согласно заявляемой полезной модели формообразующая вставка выполнена из того же материала, что и брикет, а по сопрягаемым поверхностям брикета и формообразующей вставки установлен барьерный слой из материала, инертного по отношению к материалу брикета и формообразующей вставки и превышающего его по температуре плавления.To solve the problem, in a known blank for molding complex shaped products containing a briquette of plasticized powdery material and a shaping insert installed in the mold, according to the claimed utility model, the shaping insert is made of the same material as the briquette, and on the mating surfaces of the briquette and a forming layer has a barrier layer made of a material inert with respect to the material of the briquette and the forming insert and exceeding it in temperature is fused and I.

Брикет и формообразующая вставка изготовлены из керамического порошкообразного материала, а барьерный слой выполнен из углеродосодержащего материала или из нитридосодержащего материала на органической связке, при этом толщина барьерного слоя составляет 0,01-0,05 от толщины брикета.The briquette and the forming insert are made of ceramic powder material, and the barrier layer is made of carbon-containing material or from a nitride-containing material with an organic binder, while the thickness of the barrier layer is 0.01-0.05 of the thickness of the briquette.

Выполнение формообразующей вставки из того же материала, что и брикет, позволяет получать высокоплотные изделия без искажения требуемой формы, так как уплотнение и спекание основного изделия и формообразующей вставки происходит одинаково.The implementation of the forming insert from the same material as the briquette allows to obtain high-density products without distorting the desired shape, since the compaction and sintering of the main product and the forming insert are the same.

Выполнение барьерного слоя из материала с температурой плавления выше, чем основного материала изделия и инертного по отношению к нему, гарантированно обеспечивает разделение изделия и формообразующей вставки и неспекание их по сопрягаемым поверхностям. Барьерный слой выполняется толщиной от 0,01 до 0,05 толщины брикета, для того, чтобы при уплотнении брикета и формообразующей вставки не происходило значительного искажения сопрягаемых поверхностей.The implementation of the barrier layer of a material with a melting point higher than the main material of the product and inert with respect to it, is guaranteed to ensure the separation of the product and the forming insert and not sintering them on the mating surfaces. The barrier layer is made with a thickness of 0.01 to 0.05 of the thickness of the briquette, so that when compacting the briquette and the forming insert, there is no significant distortion of the mating surfaces.

После охлаждения и извлечения заготовки из прессформы разборку осуществляют выталкиванием формообразующей вставки, после чего удаляют с сопрягаемых поверхностей остатки барьерного слоя.After cooling and removing the preform from the mold, disassembly is carried out by expelling the forming insert, after which the remnants of the barrier layer are removed from the mating surfaces.

Совокупность заявляемых признаков позволяет изготавливать керамические детали сложной формы методом горячего прессования с плотностью 0,95-1,0 от теоретической.The combination of the claimed features allows to produce ceramic parts of complex shape by hot pressing with a density of 0.95-1.0 of theoretical.

На фото 1 и фото 2 приведены виды изделий из керамического материала, полученные заявляемым способом.In photo 1 and photo 2 shows the types of products made of ceramic material obtained by the claimed method.

На фигуре 1 приведена схема горячего прессования сложного изделия с использованием заявляемой заготовки.The figure 1 shows a diagram of the hot pressing of a complex product using the inventive workpiece.

1 - верхний пуансон;1 - upper punch;

2 - матрица;2 - matrix;

3 - втулка;3 - sleeve;

4 - нижний пуансон;4 - lower punch;

5 - брикет из пластифицированного порошкообразного материала;5 - briquette of plasticized powder material;

6 - формообразующая вставка;6 - forming insert;

7 - барьерный слой.7 - a barrier layer.

Во втулку 3 установлена матрица 2, в матрицу 2 установлен нижний пуансон 4, а на него брикет 5 с формообразующей вставкой 6, разделенные барьерным слоем 7. Сверху установлен верхний пуансон 1.A matrix 2 is installed in the sleeve 3, a lower punch 4 is installed in the matrix 2, and a briquette 5 with a forming insert 6 is separated on it, separated by a barrier layer 7. The upper punch 1 is installed on top.

Для подтверждения критерия «промышленная применимость» с использованием заявляемой заготовки было изготовлено изделие сложной формы из керамического материала на основе карбида бора с температурой плавления 2350°С. Способ изготовления такого изделия заключается в следующем:To confirm the criterion of "industrial applicability" using the inventive billet, a product of complex shape was made from a ceramic material based on boron carbide with a melting point of 2350 ° C. A method of manufacturing such a product is as follows:

брикет изготавливают из порошка карбида бора с пластификатором - раствор полиизобутилена в бензине методом прокатки до толщины 15 мм. Вырубным ножом или тонкой проволокой по шаблону вырезается формообразующая вставка 6. На сопрягаемые поверхности вставки 6 устанавливают барьерный слой 7, толщиной 0,15-0,2 мм из порошка углерода с пластификатором, температура плавления углерода около 4000°С. Затем вставку 6 с барьерным слоем 7 устанавливают в отверстие брикета. Брикет помещают в матрицу 2 прессформы и прижимают the briquette is made of boron carbide powder with a plasticizer - a solution of polyisobutylene in gasoline by rolling to a thickness of 15 mm. A die-forming insert 6 is cut out using a cutting knife or thin wire according to the template. A barrier layer 7, 0.15-0.2 mm thick of carbon powder with a plasticizer, is installed on the mating surfaces of insert 6, the melting point of carbon is about 4000 ° C. Then the insert 6 with the barrier layer 7 is installed in the hole of the briquette. The briquette is placed in the mold matrix 2 and pressed

нижним 4 и верхним 1 пуансонами. Прессформу устанавливают в камеру индукционной пресс-установки и проводят процесс горячего прессования при температуре 2000-2100°С и давлении 250-300 МПа. После охлаждения и извлечения заготовки из прессформы производят разборку посредствам выталкивания формообразующей вставки 6. После зачистки поверхности изделия от остатков барьерного слоя установлено, что изделие изготовлено в размер чертежа, средняя плотность составляет 2,51 г/см3 (0,996 от теоретической).lower 4 and upper 1 punches. The mold is installed in the chamber of the induction press installation and the hot pressing process is carried out at a temperature of 2000-2100 ° C and a pressure of 250-300 MPa. After cooling and removing the preform from the mold, disassembling is carried out by pushing the forming insert 6. After cleaning the surface of the product from the remnants of the barrier layer, it is established that the product is manufactured in the drawing size, the average density is 2.51 g / cm 3 (0.996 theoretical).

Экспериментально установлено, что с использованием заявляемой заготовки возможно также получение высокоплотных изделий сложной формы из порошков тугоплавких материалов - карбида титана, карбида вольфрама, карбида кремния, диборида титана и их соединений и т.д. Применение изобретения открывает возможности для изготовления изделий любой сложности с высокой плотностью до 0,95-1,0 от теоретической, которые невозможно изготовить известными ранее способами. Изготовление барьерного слоя из углеродосодержащего материала позволяет одновременно получать изделие с упрочненным поверхностным слоем. Изготовление барьерного слоя из нитридосодержащего материала позволяет получать изделия сложной формы из материалов химически активных по отношению к кислороду и углероду. Простота и надежность данного способа позволяет повысить производительность изготовления изделий, упростить конструкции прессформ для горячего прессования и сэкономить дорогостоящий абразивный инструмент.It was experimentally established that using the inventive billet it is also possible to obtain high-density products of complex shape from powders of refractory materials - titanium carbide, tungsten carbide, silicon carbide, titanium diboride and their compounds, etc. The application of the invention opens up possibilities for the manufacture of products of any complexity with a high density up to 0.95-1.0 from theoretical, which cannot be manufactured by methods known previously. The manufacture of the barrier layer from a carbon-containing material allows you to simultaneously get the product with a hardened surface layer. The manufacture of a barrier layer from a nitride-containing material makes it possible to obtain products of complex shape from materials chemically active with respect to oxygen and carbon. The simplicity and reliability of this method allows to increase the productivity of manufacturing products, simplify the design of molds for hot pressing and save expensive abrasive tools.

Claims (4)

Заготовка для формования горячим прессованием изделия сложной формы, содержащая брикет из пластифицированного порошкообразного материала и формообразующую вставку, установленные в пресс-форме, отличающаяся тем, что формообразующая вставка выполнена из того же материала, что и брикет, а по сопрягаемым поверхностям брикета и формообразующей вставки установлен барьерный слой из материала, инертного по отношению к материалу брикета и формообразующей вставки и превышающего его по температуре плавления.A billet for molding by hot pressing a complex-shaped product containing a briquette of plasticized powdery material and a forming insert installed in the mold, characterized in that the forming insert is made of the same material as the briquette, and installed on the mating surfaces of the briquette and forming insert a barrier layer of a material inert with respect to the material of the briquette and the forming insert and exceeding it in terms of melting temperature. 2. Заготовка по п.1, отличающаяся тем, что брикет и формообразующая вставка выполнены из керамического порошкообразного материала.2. The workpiece according to claim 1, characterized in that the briquette and the forming insert are made of ceramic powder material. 3. Заготовка по п.1, отличающаяся тем, что барьерный слой выполнен из углеродосодержащего или нитридосодержащего материала на органической связке.3. The workpiece according to claim 1, characterized in that the barrier layer is made of carbon-containing or nitride-containing material on an organic binder. 4. Заготовка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что толщина барьерного слоя составляет 0,01-0,05 от толщины брикета.
Figure 00000001
4. The workpiece according to claim 1 or 3, characterized in that the thickness of the barrier layer is 0.01-0.05 of the thickness of the briquette.
Figure 00000001
RU2008145424/22U 2008-11-17 2008-11-17 COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING RU82697U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008145424/22U RU82697U1 (en) 2008-11-17 2008-11-17 COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008145424/22U RU82697U1 (en) 2008-11-17 2008-11-17 COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU82697U1 true RU82697U1 (en) 2009-05-10

Family

ID=41020436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008145424/22U RU82697U1 (en) 2008-11-17 2008-11-17 COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU82697U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194768U1 (en) * 2019-04-17 2019-12-23 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" PROCESSING FROM HIGH-ALLOYED ALUMINUM ALLOYS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194768U1 (en) * 2019-04-17 2019-12-23 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" PROCESSING FROM HIGH-ALLOYED ALUMINUM ALLOYS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102825254B (en) Diamond bead string and manufacturing method thereof as well as rope saw without base body supporting layer
JP2022501509A (en) A method of manufacturing parts with complex shapes from preforms by pressure sintering
CN112343948B (en) Manufacturing method of mandrel component, mandrel component and textile machine applying mandrel component
RU82697U1 (en) COMPLETE FORM FORMING WITH HOT PRESSING
CN1814838A (en) Metal ceramic material and formation technology
KR100650409B1 (en) Manufacturing method of complex shape material using powder injection molding and material produced accordingly
RU2573146C1 (en) COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS
CN109227412B (en) Preparation method of fan-shaped diamond tool bit
US20040146424A1 (en) Production of component parts by metal injection moulding (mim)
CN112387956B (en) Preparation method of hard alloy saw blade
CN115283675B (en) Copper-based friction material sintering process and die
US20230013537A1 (en) Superhard material-containing objects and methods of production thereof
KR100563770B1 (en) Manufacturing method of diamond tool sintered body by powder injection molding
JPH02240201A (en) Forming die for compact body and manufacture of compact body
CN113649572A (en) Manufacturing process of cutting tool and tool
CN110483051B (en) A kind of preparation method of density controllable rich B10 boron carbide ceramics
KR101364380B1 (en) Silicon nitride die for hot extention and a manufaturing method thereof
RU115261U1 (en) MULTI-LOCAL PRESS FORM FOR PRESSING POWDERS
RU2845808C1 (en) Method of hard-alloy products production of specified shape from granulated powder
KR100678590B1 (en) Composite layer material and its manufacturing method
JPH1046211A (en) Pressure sintering method using core
KR100723126B1 (en) High speed mold or part manufacturing method using thermal spraying
CN116655389B (en) ZrB (ZrB)2Superhigh temperature ceramic material and its prepn process and apparatus
RU2772569C1 (en) Method for manufacturing high-duty ceramic products based on zirconium dioxide
CN110802231A (en) A method to improve tissue density in 3D printing in mechanical pressure correction