способ гидростатического прессования порошкообразных материалов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ гидростатического прессования порошкообразных материалов, включающий загрузку защитной оболочки и пресс формы порошком, уплотнение порошка в пресс-форме, герметизацию заполненной оболочки, гидростатическое прессование и извлечение заготовки из пресс-формы, отличающийся тем, что загрузку порошка производят в оболочку из пленочного или пленкоподобного материала в виде рукавного элемента, причем верхнюю и донную части последнего предварительно герметизируют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение загерметизированной полости рукавного элемента осуществляют на весу и по мере заполнения его опускают в пресс-форму при сохранении герметизации верхней части защитной оболочки.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что после заполнения оболочки в объеме пресс-формы и уплотнения порошка ее дополнительно герметизируют в двух местах по высоте над заполненной частью, затем эту часть отделяют в промежутке между местами герметизации.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что герметизацию осуществляют путем зажима рукавного элемента с помощью гибкого материала.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение заготовки из пресс-формы осуществляют вместе с оболочкой, причем оболочку используют в качестве упаковки.

6. Устройство для гидростатического прессования порошкообразных материалов, содержащее перфорированную пресс-форму, защитную оболочку из эластичного материала, питатель, расположенный над пресс-формой, и гидростат, отличающееся тем, что оно снабжено соединенной с питателем загрузочной трубой для герметизации верхней части защитной оболочки при заполнении, при этом защитная оболочка выполнена в виде рукавного элемента из пленочного или пленкоподобного материала.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оболочка выполнена по меньшей мере с одним слоем пленкоподобного упаковочного материала, помещенного внутри нее.

8. Устройство по пп. 6 и 7, отличающееся тем, что пресс-форма выполнена в виде разъемных сегментов, соединенных между собой.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что сегменты установлены с возможностью углового перемещения от центра к периферии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к способам гидростатического прессования и может быть использовано при производстве графитов, огнеупоров, сплавов и др. порошкообразных материалов.

Известен способ получения гидропрессованных изделий, включающий укладку смеси в форму, виброуплотнение и гидропрессование, осуществляемое одновременно с калибровкой.

Недостатком этого способа является неоднородность получаемого материала по свойствам, т.к. гидростатическое давление прикладывается только в радиальном направлении и не обеспечивает равномерного всестороннего обжатия.

Известен также способ гидростатического прессования, включающий загрузку защитной оболочки в пресс-форме порошком, уплотнение порошка, герметизацию оболочки, гидростатическое прессование и извлечение заготовки из пресс-формы.

Недостатки: запыление атмосферы при загрузке порошком и предварительном уплотнении, а также длительность подготовительных операций по герметизации и разгерметизации оболочки.

Известно также устройство для гидростатического прессования, содержащее пресс-форму в виде перфорированной гильзы, защитную оболочку из эластичного материала, гидростат и питатель.

Однако указанное требует дорогостоящей оснастки для изготовления оболочки и устройства для ее герметизации.

В основу изобретения положена задача улучшения экологии производства, повышения качества прессованного материала и снижения трудоемкости.

Решение задачи обеспечивается тем, что загрузку порошка производят в оболочку из пленочного или пленкоподобного материала в виде рукавного элемента, закрытую горловину которого и донную часть предварительно герметизируют. При этом устройство оснащено загрузочной трубкой, соединенной с питателем, на которой фиксируется горловина рукавного элемента.

Таким образом исключается распыление пресс-порошка и контакт заготовки с окружающей средой от момента ее изготовления до использования на других операциях. Кроме того, обеспечивается сокращение продолжительности цикла изготовления заготовок за счет сокращения длительности вспомогательных операций, а также снижения затрат на производство конечного продукта за счет снижения стоимости оболочек.

Данная технология позволяет использовать оболочку после цикла прессования в качестве защитного упаковочного материала.

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации серии циклов прессования; на фиг.2 фрагмент реализации способа при раздельных циклах изолированного прессования (момент загрузки пресс-порошка); на фиг.3 фрагмент, показывающий заполненную пресс-форму в гидростате.

Устройство для гидростатического прессования порошкообразных материалов (см. фиг. 2) состоит из перфорированной пресс-формы 1, загрузочной трубы 2, соединенной с питателем, вибровозбудителя 3 и гидростата 4 (питатель на рисунке не показан).

Пресс-форма 1 (см. фиг.1, 2, 3) выполнена из разъемных сегментов, установленных с возможностью углового перемещения от центра к периферии и соединенных между собой скобами 5. Загрузочная труба 2 установлена стационарно над пресс-формой.

Устройство содержит также эластичный рукав из пленочного или пленкоподобного материала, горловина которого закреплена на загрузочной трубе 2.

Способ непрерывного изолированного прессования серией циклов реализуется следующим образом.

Пресс-форму 1 в собранном виде устанавливают на вибровозбудитель 3 (фиг. 1). На загрузочную трубу 2 надевают гармошкой рукав 6, выполненный из пленочного материала, например, полиэтиленовой пленки. Горловину рукава фиксируют на загрузочной трубе, в верхней части, например, хомутом 7 и (фиг.1) герметизируют проволочным зажимом 8 его донную часть (на фиг. не показано). Включают вибровозбудитель 3 и подают пресс-порошок из питателя через загрузочную трубу 2 в донную часть рукава 6, при этом заполнение рукава порошком начинается на весу. По мере поступления порошка рукав 6 вместе с порошком опускают в полость пресс-формы 1. Под давлением поступающего порошка и вибрации рукав выстилает внутреннюю поверхность пресс-формы, после окончательного заполнения объема пресс-формы порошком и виброуплотнения горловину рукава предварительно герметизируют разовыми проволочными зажимами 8 в двух отметках по высоте (фиг. 1), а затем отделяют от части, надетой на загрузочную трубу, путем разрезания по линии "а-а" между двумя отметками герметизации. Пресс-форму устанавливают в гидростат 4 (см. фиг.3) и прессуют порошок давлением жидкости. Как показали эксперименты, использование гибких элементов обеспечивает надежную герметизацию оболочки, так как при подаче давления происходит зажим узла оболочки, благодаря чему жидкость не попадает в порошок.

После гидростатического прессования пресс-форму извлекают из гидростата и дают выдержку для стекания рабочей жидкости с поверхности. Затем снимают скобы 5, скрепляющие сегменты пресс-формы, разводят их к периферии и извлекают заготовку с оболочкой. Заготовка в таком виде может храниться или транспортироваться для проведения последующих технологических операций.

При прессовании (изолированном) раздельными циклами горловину рукава или каждой оболочки из этого рукава фиксируют на нижней части загрузочной трубы (напр. кольцом 9, фиг.2) и цикл повторяется, с той разницей, что перед загрузкой пресс-порошка оболочка помещается в пресс-форму 1.

При таком прессовании могут быть использованы оболочки с внутренним слоем пленкоподобного материала с тем, чтобы после цикла прессования в качестве упаковки использовать этот слой, а не саму внешнюю оболочку. При этом внешняя оболочка может быть использована многократно.

Благодаря выполнению оболочки из дешевого пленкоподобного материала, а также упрощению средств герметизации снижается стоимость оболочки и всего процесса. Не требуется специальной упаковки, что также снижает затраты.

Благодаря тому, что оболочка помещается в пресс-форму свободно, без фиксации ее относительно пресс-формы, сжатие оболочки давлением рабочей жидкости происходит равномерно по всей поверхности, в результате чего обеспечивается получение равномерной плотности по всему объему заготовки.

Осуществление загрузки порошка в оболочку, герметично соединенную с загрузочной трубой, обеспечивает экологически чистое производство.

Описанный способ и устройство для его осуществления реализованы на опытно-промышленной установке гидростатического прессования и показали положительные результаты: повысилось качество заготовок, резко сократилась запыленность атмосферы, снизилась себестоимость продукции.