Устройство для гидровзрывного прессования изделий из порошка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОРОШКА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Шмурадко Валерий Трофимович Роман Олег Владиславович Петюшик Евгений Евгеньевич Киршина Наталья Васильевна Овчинников Владимир Ильич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Устройство для гидровзрывного прессования изделий из порошка, включающее матрицу, эластичную оболочку для порошка и жидкости, установленную с зазором относительно матрицы, фланец для крепления эластичной оболочки на матрице, контейнер для заряда взрывчатого вещества, размещенный в эластичной оболочке, и детонатор, отличающееся тем, что снабжено перфорированным экраном, установленным в эластичной оболочке эквидистантно к ее поверхности при этом экран закреплен на матрице фланцем,который выполнен так, что перекрывает зазор между экраном и эластичной оболочкой. 79652012.02.28 Заявляемая полезная модель относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для гидровзрывного прессования изделий из порошка. Известно устройство для гидровзрывного прессования порошковых материалов,включающее емкость, в которой расположена плита с контейнером и зарядом взрывчатого веществанад ним. Уплотнение порошка осуществляется за счет энергии ударной волны (УВ), создаваемой при взрыве заряда в воде, заполняющей емкость 1. Однако данное устройство предназначено для прессования изделий плоской формы,его нельзя использовать для прессования изделий сложной формы. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для гидровзрывного прессования изделий из порошка, включающее матрицу, эластичную оболочку для жидкости, установленную с зазором относительно матрицы, фланец для крепления оболочки на матрице, контейнер для заряда взрывчатого вещества, размещенный в оболочке, и детонатор 2. Такое устройство не обеспечивает плавного фронта нагрузки и плавной разгрузки в спрессованном материале, т.к. при взрыве бризантногов воде распространяется УВ в жидкости и порошке с последующим ее резким затуханием, что приводит к кратковременной нагрузке на порошок, а затем к быстрой разгрузке в сжатом порошковом материале. Сильные разгрузочные напряжения, возникающие в сформованной заготовке,вызывают трещинообразование в изделии. Кроме того, выполнение емкости, образованной эластичной оболочкой, открытой приводит к выбросу жидкости из нее при взрыве, резкому спаду давления и интенсивной разгрузке в сжатом материале, что также ведет к трещинообразованию. Задачей полезной модели является повышение качества изделий за счет снижения трещинообразования в спрессованных заготовках. Поставленная задача достигается тем, что устройство для гидровзрывного прессования изделий из порошка, включающее матрицу, эластичную оболочку для порошка и жидкости, установленную с зазором относительно матрицы, фланец для крепления эластичной оболочки на матрице, контейнер для заряда взрывчатого вещества, размещенный в эластичной оболочке, и детонатор, снабжено перфорированным экраном, установленным в эластичной оболочке эквидистантно к ее поверхности при этом экран закреплен на матрице фланцем, который выполнен так, что перекрывает зазор между экраном и эластичной оболочкой. Механизм прессования порошка. При взрыве заряда ВВ образуются УВ и гидропоток,которые выполняют прессование порошкового материала. При этом перфорированный экран рассекает фронт ударной волны и гидропоток, в результате чего образуется ступенчатое и плавное нагружение порошкового материала. Часть потока жидкости проходит через отверстия экрана и прессует порошок, а отраженная часть УВ от экрана после взаимодействия с симметрично отраженным фронтом производит повторное нагружение порошка через отверстия в экране. Кроме того, перфорированный экран препятствует свободному выходу жидкости после прохождения УВ нагрузки, вследствие чего время нагружения порошка растет, а процесс спада давления замедляется. Тем самым уменьшается градиент разрушающих напряжений в заготовке и исключается образование трещин. Кроме того, время прессования порошка растет благодаря отсутствию зазора между эластичной оболочкой и перфорированным экраном, который перекрыт фланцем, вследствие чего не происходит свободного выброса жидкости из зазора между эластичной оболочкой и перфорированным экраном. Это дополнительно увеличивает время разгрузки и тем самым исключается трещинообразование в заготовках. Схема устройства представлена на фигуре. Устройство содержит толстостенную матрицу 1, эластичную оболочку 3 для жидкости и порошка 8, закрепленную на матрице 1 фланцем 2, контейнер 6 для зарядаи детонатор 7. 2 79652012.02.28 Контейнер 6 и детонатор 7 размещены по оси матрицы 1 в жидкости, заполняющей эластичную оболочку 3. Перфорированный экран 4 установлен между контейнером 6 и эластичной оболочкой 3 эквидистантно к ее поверхности и закреплен фланцем 2 при помощи крепежных болтов 5. В зазор между эластичной оболочкой 3 и матрицей 1 помещен обрабатываемый порошок 8. Устройство работает следующим образом. После инициирования зарядаУВ и поток воды под действием УВ проходят через отверстия в перфорированном экране 4 и поднимают давление в жидкости и в прессуемом порошке 8. Под действием давления от УВ и гидропотока происходит прессование порошковой массы 8. Изменяя суммарную поверхность отверстий в перфорированном экране 4, можно регулировать длительность нагрузки и разгрузки, причем уменьшение суммарной поверхности отверстий перфорированного экрана 4 приводит к увеличению длительности разгрузки, что снижает трещинообразование. Кроме того, изменяя направление отверстий перфорированного экрана 4 и их расположение, можно создать потоки жидкости в необходимых направлениях по отношению к изделиям, что требуется для прессования ряда изделий сложной формы. В предложенном устройстве производилось прессование изделий типа тигель с наружным диаметром 140 мм и высотой 180 мм с толщиной стенки 10 мм. Для прессования использовался корундомуллитовый порошок. В качествеиспользовался детонирующий шнур ДШ и эластичная оболочка из латекса толщиной 3 мм. Перфорированный экран был изготовлен из стали 40 с толщиной стенки 12 мм. Диаметр отверстий в экране 8 мм, расстояние между центрами отверстий 16 мм. На полученных сырых заготовках изделий визуально трещин не было обнаружено. После их последующего спекания на изделиях трещин также не было. Таким образом, полезная модель позволяет улучшить качество партий изделий за счет снижения трещинообразования в формуемых заготовках. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3