RU2151025C1 - Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials - Google Patents
Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151025C1 RU2151025C1 RU97119586A RU97119586A RU2151025C1 RU 2151025 C1 RU2151025 C1 RU 2151025C1 RU 97119586 A RU97119586 A RU 97119586A RU 97119586 A RU97119586 A RU 97119586A RU 2151025 C1 RU2151025 C1 RU 2151025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hot
- container
- powder
- blank
- glass
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 31
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 4
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способу изготовления горячедеформированных низкопористых порошковых изделий, в том числе из легкоокисляемых материалов. The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to a method for the manufacture of hot-deformed low-porous powder products, including from easily oxidized materials.
Известен способ изготовления порошковых материалов путем горячего изостатического прессования, включающий формование заготовки, помещение ее в оболочку (контейнер) из стекла с промежуточным слоем, содержащим, например, 3Al2O3•SiO2, нагрев и горячее изостатическое прессование (EP 0280874 A1, кл. B 22 F 3/14, 07.09.88).A known method of manufacturing powder materials by hot isostatic pressing, comprising forming a preform, placing it in a shell (container) of glass with an intermediate layer containing, for example, 3Al 2 O 3 • SiO 2 , heating and hot isostatic pressing (EP 0280874 A1, cl B 22 F 3/14, 09/07/88).
Данный способ характеризуется сложностью технологии ввиду необходимости использования оборудования для горячего изостатического прессования. This method is characterized by the complexity of the technology due to the need to use equipment for hot isostatic pressing.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления порошковых материалов путем горячего изостатического прессования, включающий засыпку порошка в герметизируемую стеклянную капсулу, которая становится пластичной при нагреве, вакуумирование, герметизацию заполненной порошком капсулы, ее установку в контейнер из жаропрочного материала и засыпку его порошком огнеупорного наполнителя, который свободно течет при всех температурах процесса прессования, нагрев полученной сборки до температуры спекания и выдержку, установку нагретой сборки в камеру автоклава с последующим изостатическим прессованием давлением 140 кг/см2 при медленном охлаждении прессовки. При этом стеклянная капсула, находящаяся в пластичном состоянии, сжимается порошком огнеупорного наполнителя и подвергается усадке при охлаждении прессовки (US 4564501, кл. B 22 F 3/14, 14.01.86.).The closest technical solution is a method of manufacturing powder materials by hot isostatic pressing, including filling the powder into a sealed glass capsule, which becomes plastic when heated, evacuating, sealing the capsule filled with powder, installing it in a container of heat-resistant material and filling it with a powder of refractory filler, which freely flows at all temperatures of the pressing process, heating the resulting assembly to a sintering temperature and holding, set Patent Application assembly heated in an autoclave chamber, followed by isostatic compression pressure of 140 kg / cm 2 by slow cooling compact. In this case, the glass capsule, which is in the plastic state, is compressed by the powder of the refractory filler and shrinks when the compact is cooled (US 4564501, class B 22 F 3/14, 01/14/86.).
Однако известный способ характеризуется низким качеством изделий, ввиду высокой пористости материала передающей среды - порошка огнеупорного наполнителя, находящегося в насыпном состоянии, при сложности технологии, ввиду необходимости использования оборудования для изостатического прессования. However, the known method is characterized by low quality products, due to the high porosity of the material of the transmission medium - powder refractory filler, which is in bulk, with the complexity of the technology, due to the need to use equipment for isostatic pressing.
Решаемая задача - повышение качества порошковых горячедеформированных изделий за счет снижения пористости материала передающей среды при упрощении технологии изготовления горячедеформированных порошковых материалов за счет проведения горячего доуплотнения в жесткой металлической матрице на кузнечно-прессовом оборудовании. The problem to be solved is improving the quality of hot-deformed powder products by reducing the porosity of the material of the transmission medium while simplifying the manufacturing technology of hot-deformed powder materials by performing hot sealing in a rigid metal matrix on forging and pressing equipment.
Задача решается путем формования заготовки изделия, помещения ее в технологический контейнер, нагрева и горячего квазиизобарического доуплотнения заготовки в контейнере, причем сформованную заготовку доуплотняют холодным квазиизостатическим прессованием при одновременном формировании технологического контейнера из порошкового композиционного материала на основе оксида алюминия и стекла. The problem is solved by molding the workpiece blank, placing it in a technological container, heating and hot quasi-isobaric re-compaction of the workpiece in the container, and the formed workpiece is re-sealed by cold quasi-isostatic pressing while forming a technological container from a powder composite material based on aluminum oxide and glass.
Способ иллюстрируется чертежом, где представлены:
1 - порошковая шихта технологического контейнера в насыпном состоянии; 2 - предварительно сформованный технологический контейнер; 3 - пуансон, формующий технологический контейнер; 4 - предварительно сформованная порошковая заготовка изделия; 5 - пуансон; 6 - матрица; 7 - сформованная порошковая заготовка; 8 - технологический контейнер; 9 - стержень; 10 - формующий инструмент; 11 - горячедеформированная порошковая заготовка; 12 - верхний пуансон; P1P2P3 - давление холодного прессования, осевого и поперечного горячего доуплотнения соответственно.The method is illustrated in the drawing, which presents:
1 - powder mixture of the technological container in bulk; 2 - preformed technological container; 3 - a punch forming a technological container; 4 - preformed powder blank of the product; 5 - a punch; 6 - matrix; 7 - molded powder billet; 8 - technological container; 9 - a core; 10 - forming tool; 11 - hot-deformed powder billet; 12 - upper punch; P 1 P 2 P 3 - pressure cold pressing, axial and transverse hot compaction, respectively.
На позиции а) слева от осевой линии порошковая шихта технологического контейнера на основе порошков оксида алюминия и стекла в насыпном состоянии - 1, справа от осевой линии предварительно спрессованный технологический контейнер - 2 из композиционного материала на основе порошков оксида алюминия и стекла. На позиции б) слева от осевой линии порошковая заготовка находится в насыпном состоянии, справа - предварительно сформованная заготовка в стальной пресс-форме. На позиции в) слева от осевой линии предварительно сформованная заготовка 4 находится в предварительно сформованном технологическом контейнере 8 на основе порошка оксида алюминия и стекла, справа от осевой линии - сформованная заготовка 7 квазиизобарическим прессованием в сформированном технологическом контейнере из порошкового композиционного материала на основе оксида алюминия и стекла. На позиции г) нагрев заготовки изделия, находящейся в технологическом контейнере на основе порошков оксида алюминия и стекла. На позиции д) поперечное горячее квазиизобарическое доуплотнение, осуществляемое первоначально в осевом направлении пуансоном 12 давлением P1, а затем в поперечном направлении формующей частью дорна 10 давлением P2.At position a) to the left of the axial line, the powder mixture of the technological container based on aluminum oxide and glass powders in bulk is 1, to the right of the axial line the pre-pressed technological container is 2 from a composite material based on aluminum oxide and glass powders. At position b), to the left of the center line, the powder billet is in bulk, and to the right is a preformed billet in a steel mold. At position c) to the left of the center line, the preformed blank 4 is located in the preformed technological container 8 based on aluminum oxide powder and glass, to the right of the center line is the formed blank 7 by quasi-isobaric pressing in the formed technological container from a powder composite material based on aluminum oxide and glass. At position d) heating of the workpiece of the product located in a technological container based on alumina and glass powders. In position e), the transverse hot quasi-isobaric sealing is carried out initially in the axial direction by the punch 12 by the pressure P 1 , and then in the transverse direction by the forming part of the mandrel 10 by the pressure P 2 .
Пример конкретного выполнения. Изготовление горячедеформированных порошковых материалов производят по следующей технологии: совместная обработка в планетарной центробежной мельнице порошковой шихты материала контейнера, содержащей, мас. %: порошок оксида алюминия 70; стекло бутылочное 30; предварительное формование технологического контейнера давлением 300 МПа; предварительное формование заготовки на основе железного порошка марки ПЖР 2.200.28 в металлической пресс-форме давлением 400 МПа и ее установка в контейнер; установка верхней крышки контейнера из композиционного материала на основе оксида алюминия и стекла и последующее холодное квазиизобарическое прессование давлением 400...500 МПа при одновременном окончательном формовании технологического контейнера; нагрев порошковой заготовки в технологическом контейнере при температуре 1100oC в течение 1200 с и последующее поперечное горячее квазиизобарическое доуплотнение на кривошипном прессе.An example of a specific implementation. The manufacture of hot-deformed powder materials is carried out according to the following technology: joint processing in a planetary centrifugal mill of a powder charge of a container material containing, by weight. %: alumina powder 70; bottle glass 30; preliminary molding of a technological container with a pressure of 300 MPa; preliminary molding of a workpiece based on iron powder of the ПЖР 2.200.28 brand in a metal mold with a pressure of 400 MPa and its installation in a container; installation of the top cover of the container made of composite material based on aluminum oxide and glass and subsequent cold quasi-isobaric pressing with a pressure of 400 ... 500 MPa while final molding the technological container; heating the powder billet in a technological container at a temperature of 1100 o C for 1200 s and subsequent transverse hot quasi-isobaric compaction on a crank press.
После горячего доуплотнения проводят выталкивание деформированной заготовки в контейнере из полости штампа, разборку контейнера и извлечение горячедеформированной низкопористой (Пост менее 3%) порошковой заготовки с неокисленным поверхностным слоем с равномерностью распределения плотности более 97%.After hot compaction, the deformed workpiece is pushed out of the die cavity in the container, the container is disassembled and the hot-deformed low-porous ( Psp less than 3%) powder billet with an unoxidized surface layer with a density distribution uniformity of more than 97% is removed.
Анализ примеров выполнения способов показывает, что предложенный порядок выполнения операций и формование технологического контейнера из композиционного материала на основе оксида алюминия и стекла позволяют получать порошковые горячедеформированные изделия повышенного качества квазиизобарическим прессованием в жесткой матрице. An analysis of examples of the performance of the methods shows that the proposed order of operations and the molding of the technological container from a composite material based on aluminum oxide and glass make it possible to obtain high-quality hot-deformed powder products by quasi-isobaric pressing in a rigid matrix.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119586A RU2151025C1 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119586A RU2151025C1 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97119586A RU97119586A (en) | 1999-08-10 |
| RU2151025C1 true RU2151025C1 (en) | 2000-06-20 |
Family
ID=20199385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97119586A RU2151025C1 (en) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2151025C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2314276C2 (en) * | 2005-02-15 | 2008-01-10 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Molding method of powder articles |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3622313A (en) * | 1968-02-28 | 1971-11-23 | Charles J Havel | Hot isostatic pressing using a vitreous container |
| US4081272A (en) * | 1975-02-03 | 1978-03-28 | Asea Aktiebolag | Method for hot isostatic pressing powder bodies |
| FR2455940A1 (en) * | 1979-05-07 | 1980-12-05 | Asea Ab | PROCESS FOR MANUFACTURING CERAMIC OR METAL OBJECTS BY ISOSTATIC POWDER PRESSING |
| US4564501A (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Applying pressure while article cools |
| EP0245812A2 (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Asea Cerama Ab | Method of manufacturing an object of powdered material by isostatic pressing |
| EP0280874A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Asea Cerama Ab | Method for the manufacture of an object from powdered material by isostatic pressing |
| EP0320927A1 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Abb Cerama Ab | Method of maufacturing an object of powdered material by isostatic pressing |
-
1997
- 1997-11-17 RU RU97119586A patent/RU2151025C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3622313A (en) * | 1968-02-28 | 1971-11-23 | Charles J Havel | Hot isostatic pressing using a vitreous container |
| US4081272A (en) * | 1975-02-03 | 1978-03-28 | Asea Aktiebolag | Method for hot isostatic pressing powder bodies |
| FR2455940A1 (en) * | 1979-05-07 | 1980-12-05 | Asea Ab | PROCESS FOR MANUFACTURING CERAMIC OR METAL OBJECTS BY ISOSTATIC POWDER PRESSING |
| US4564501A (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Applying pressure while article cools |
| EP0245812A2 (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-19 | Asea Cerama Ab | Method of manufacturing an object of powdered material by isostatic pressing |
| EP0280874A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Asea Cerama Ab | Method for the manufacture of an object from powdered material by isostatic pressing |
| EP0320927A1 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Abb Cerama Ab | Method of maufacturing an object of powdered material by isostatic pressing |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2314276C2 (en) * | 2005-02-15 | 2008-01-10 | Институт физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН | Molding method of powder articles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4673549A (en) | Method for preparing fully dense, near-net-shaped objects by powder metallurgy | |
| US3356496A (en) | Method of producing high density metallic products | |
| US4640711A (en) | Method of object consolidation employing graphite particulate | |
| US4501718A (en) | Method of consolidating a metallic or ceramic body | |
| US4368074A (en) | Method of producing a high temperature metal powder component | |
| US5523048A (en) | Method for producing high density refractory metal warhead liners from single phase materials | |
| US4069042A (en) | Method of pressing and forging metal powder | |
| US4371396A (en) | Method for manufacturing billets, from metal powder, intended to be subsequently rolled or forged | |
| JP2001501254A (en) | Die and mold with net shape, and manufacturing method therefor | |
| US4094053A (en) | Forging process | |
| RU2151025C1 (en) | Method of manufacturing hot-deformed articles from powder materials | |
| US4704252A (en) | Isostatic hot forming of powder metal material | |
| GB2140825A (en) | Method of consolidating a metallic or ceramic body | |
| US5623727A (en) | Method for manufacturing powder metallurgical tooling | |
| US5985207A (en) | Method for manufacturing powder metallurgical tooling | |
| EP0054404A1 (en) | Method of forming an article | |
| RU2052322C1 (en) | Method of making gas-tight low-porosity powder material | |
| SU1007831A1 (en) | Method of producing metallic powder articles | |
| JP2528461B2 (en) | High temperature fluid pressure compression method for materials | |
| RU2013186C1 (en) | Method and device for making elongated articles from powder materials | |
| SU884856A1 (en) | Method of producing articles from tungstem-free hard alloys | |
| SU1382587A1 (en) | Method of compacting articles from pulverulent materials | |
| RU2263005C2 (en) | Article production method | |
| RU2131791C1 (en) | Method of manufacturing intermediate products from titanium alloy wastes | |
| CN114570926A (en) | Integrated sheathing method for powder metallurgy plates |