для стержней и 5 - 6-му для пуансонов. Параметр шероховатости поверхности матриц должен быть не выше Ra = 0,16 + 0,02 мкм, а параметр шероховатости стержней - не выше Ra = 0,08 + 0,02 мкм или Tfe = ОД + 0,05 мкм.

Сопрягающиеся поверхности пуансонов также должны иметь низкий параметр шероховатости, так как в противном случае на поверхностях инструмента могут появиться задиры, что в дальнейшем приводит к разрушению поверхностей. Рекомендуемые посадки, предельные отклонения и зазоры для инструмента пресс-форм, обеспечивающие надежную работу его без задиров и заклинивания, приведены в табл. 5.6.

При расчете пресс-форм на прочность сначала из конструк-

тивных соображений выбирают размеры матрицы, пуансонов, стержней и других деталей, а затем проверяют их на прочность. Размеры деталей пресс-форм зависят от осевого и бокового давлений. На практике наружный (Z) и внутренний {D диаметры цилиндрической матрицы обычно определяют из соотношений />н / > 2 при боковом давлении р< 200

МПа и / /\ = 3 при /?б> 200 МПа.

Расчетная толщина стенки должна обеспечивать матрице не только требуемую прочность, но и достаточную жесткость. В противном случае возникающие деформахщи будут нарушать правильную работу пресс-форм, что может привести к появлению трещин в заготовках во время выталкивания. В связи с этим после расчета толщины стенки из

5.6. Посадки, предельные отклонения и зазоры (мм) для инструмента, используемого при прессовании заготовок диаметром 1 - 100 мм

Диаметр заготовки, мм

Посадки и предельные отклонения размеров деталей инструменга

Dm/Dh5

/>пН6 >сЬ5

Предельные отклонения

Зазоры А

1 - 3

-ьО,006

(м-0,02Цооб

с -0,006

0,032 - 0,020

3 - 6

-ьО,008

(м-0,02Ц,

,008

чО,008

с -0,008

0,036 - 0,020

6 - 10

чО,009

(м-0,03)

-0,009

,40,009

с -0,009

0,048 - 0,030

10 - 18

40,011

(м Лоз)

-0,011

(/>с+0,03)

40,011

с-0,011

0,052 - 0,030

18 - 30

40,013

(м-0,04Ц,

,013

(/>с+0,04)

40,013

с -0,013

0,066 - 0,040

30 - 50

40,016

(м~ао4) ,о1б

40,016

с -0,016

0,072 - 0,040

50 - 80

40,022

(м~0,0б)

-0,022

40,022

с -0,022

0,088 - 0,050

80 - 100

40,022

(м~0,0б) ,

,022

40,022

с -0,022

0,104 - 0,060

Примечание. д4,ДИ/>с- диаметры соответственно матрицы, пуансона и стержня.

условия прочности необходимо определить прогиб стенки, который должен быть не более 0,2 % ширины прессуемого изделия. Подробные данные о проектировании пресс-форм и их конструкции для получения заготовок различных групп сложности, а также методики расчета на прочность приведены в работах [5, б, 11].

Материалы деталей пресс-форм должны обладать высокой износостойкостью, твердостью, достаточным сопро-

тивлением усталостным напряжениям, сопротивлением растягивающим нагрузкам при приложении давления. Кроме того, материал прессового инструмента должен хорошо обрабатываться и иметь минимальные объемные изменения при термической обработке, что позволяет добиться высокой точности при его изготовлении. Указанным требованиям удовлетворяют некоторые марки инструментальных сталей (табл. 5.7).

5.7. Материалы пресс-форм для холодного прессования порошков

* 1 - закалка с отпуском; 2 - борирование и закалка; 3 - закалка и азотирование; 4 - диффузионное хромирование и закалка.

Матрицы простой формы, предназначенные для прессования мелких заготовок, допускается изготовлять из сталей У10 и У12. Применение этих сталей для матриц сложной формы нецелесообразно из-за больших внутренних напряжений при закалке.

Для- матриц больших рмеров, работающих при тяжелых условиях абразивного износа, применяют стали ЗХ2В8Ф и 4Х2В5ФМ после термической обработки и азотирования.

Матрицы, имеющие сложный профиль, изготовляют из сталей ХВГ и 9ХС, мало деформирующихся при закалке. Для матриц, испытывающих большие напузки и требующих повышенной твердости 62 - 63 HRC, применяют стали Х12М, Х12Ф и Х12Ф1.

Для стержней используют те же стали, что и для матриц. Однако материал стержня должен обладать еще и вязкостью в тех частях, которые находятся вне области действия порошка, с тем, чтобы предотвратить поломку стержня при продольном изгибе. Поэтому нижнюю часть стержня, не подвергающуюся абразивному износу, закаливают до меньшей твердости 45 - 50 HRC. Стержни диаметром менее 4 мм и большой длины рекомендуются изготовлять из пружинных сталей 50С2А и 50ХВА.

Пуансоны меньше матриц и стержней подвержены абразивному износу и в основном работают на сжатие. Поэтому их материалы должны обеспечивать достаточную вязкость и усталостную прочность, а затем и твердость для сопротивления смятию и износу. Материал для изготовления пуансонов выбирают в основном тот же, что и для матриц.

В условиях массового производства спеченных деталей с жесткими допусками целесообразно применять твердосплавной прессовый инструмент. Для изготовления твердосплавного инструмента применяют твердые сплавы ВК20, ВК11, ВК8 и ВК6. Стойкость твердосплавных матриц в 15 - 20 раз вьппе стойкости матриц из инструментальных сталей.

Твердосплавные матрищл обычно делают составными - в стальную обойму запрессовывают с определенным натягом твердосплавную вставку. Методика расчета наружного диаметра твердосплавной вставки и величины натяга приведена в работе [6].

ШтамШ1 для динамического горячего прессования. При выполнении операций горячей допрессовки (штамповки) порошковых заготовок основной технологической оснасткой являются штампы.

В технологии ДГП применяют в основном закрытые штампы различных конструкций, которые можно классифицировать по следующим признакам [1, 3]: степени автоматизации и механизации подачи заготовки и удаления изделия, а также подцержания температуры;

способу крепления на столе пресса (стационарные и подкладные); для спехщализирован-ных и неспециализированных прессов (штампы, штамповые блоки); схеме приложения давления на заготовку (одно- и двухстороннего прессования); количеству рабочих формующих гнезд (одно- и многоместные); конструкции матриц (разъемные, цельные, составные); способу охлаждения и смазки штампового инструмента (охлаждаемые, подогреваемые, с принудительной смазкой); характеру деформирования заготовки в матрице (с пуансонами, заходящими и не заходящими в полость матрицы).

Конструкции любых штампов для ДГП должны содержать устройства для точной ориентации заготовок при загрузке в полость матрицы, быстрое извлечение сформованного изделия из матрицы и съем его со стержня, равномерное уплотнение заготовок для обеспечения одинаковой плотности по объему изделия, устройства для охлаждения и смазывания рабочего штампового инструмента, а также выталкиватели, которые по периметру должны быть меньше, чем формующие пуансоны, с целью предотвращения образования задиров на стенках матриц из-за облоя между пуансоном и матрицей.

Схема штампа для одностороннего прессования приведена на рис. 5.27. Штамп состоит из корпуса 1, верхней плиты 2, к которой крепят направляющие 12, пуансон 5 и стакан 7, нижней плиты 3 со стержнем 11. В корпусе крепят матрицу 4, в которой формуется деталь 6. В верхней части корпуса находится специальная плита 8, обеспечивающая точное фиксирование заготовки на верхнем торце выталкивателя при загрузке ее в матрицу. Средняя часть корпуса имеет прорезь, в которой нахо-

2 8 S

Рис. 5.27. Схема штампа апя одностороннего прессования