Чем прессовать мягкий легко ломающийся металл в форму, похожую на большую таблетку

Добрый день,

имеется мягкий и довольно хрупкий металл - легким постукиванием молотком можно расплющить шарик из этого металла, при средней силы ударе он уже ломается.

Мне из него надобно сформировать что-то типа таблетки, как на картинках с диаметром цилиндра около 24мм. У меня есть лом этого металла. Плавить и формовать пока у меня не получается, выше 150С на воздухе начинает сильно окисляться, размягчается от 500С и плавится при 1100С при этом расширяясь в 2 раза. Я плавил его в вакууме, у меня есть палочки этого металла. Металл затвердевает в тигле с диаметром 18мм и потом ужимается до палочек диаметра 14мм!!!

Хочу по возможности максимально быстро и просто сделать прессформу (пусть пока не долговечную), чтобы получать таблетки как на картинках.

Если полученная таблетка будет состоять из спрессовавшихся кусков - меня это устроит, главное, чтобы внутри практически не было воздуха и минимально держалась и не рассыпалась.

Хочу купить пресс на 20тонн, взять два цилиндра из какого-то крепкого металла, выточить в них формы и взять толстостенную трубку из такого же крепкого металла и зажать этот металл внутри трубки между этими отточенными цилиндрами...

Из того, что есть под рукой или могу быстро заказать - автоматная сталь и нержавейка 304, но, понятно, что автоматная сталь дешевле получается и проще обрабатывается.

Надо сейчас попробовать, возможно немного поиграться формами выступов и углом полусферы, и потом начать прессовать сотнями. Диаметр цилиндра меняться не будет. То есть и рыбку съесть и ... то есть надобно уметь самому делать разные прессформы, и плавно перейти на масспродукцию.

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что нержавейка более крепкая для такого прессования или если сравнивать, что автоматная сталь фрезеруется однозначно проще, и разницы в долговечности и повторяемости будет мало, то взять автоматную сталь?

Спасибо!

мне больше интересно что за металл такой

Если материал такой хрупкий то как вы его из формы будете вытаскивать? Развалится.

мне тоже...

что за сплав...

материал для магнита на основе Mn-Bi и Mn-Al с кучей низкотемпературных присадок типа олова, индия для повышения вязкости. Пока с составом играюсь. Пока металл получается довольно хрупкий, но вроде если взять опилки этого металла и положить в прибор для изготовления таблеток (у меня он на 6мм таблетки) то полученная таблетка форму держит.

 

что за сплав...

Наверняка, ПЛУТОНИЙ

Попробуйте сделать форму из аналогов 40х. У вас в Европе много у кого есть эрозионные станки - закалите кубик, отфрезеруйте из меди электрод и пускай вам эту форму выжгут на прошивном.

> Наверняка, ПЛУТОНИЙ

к счастью - нет, да и не такой у меня хрупкий металл да и полусферы с "ушками" да и на полусферы-то толком не похожи :)

> и пускай вам эту форму выжгут на прошивном.

приветствую земляка (я родом из Магнитогорска). К сожалению, просить кого-то сделать на стороне - в Германии довольно сложно - или у Вас есть знакомая фирма, которая все делает и я бы тогда здесь вопросы не задавал, или ты ждешь по месяцу коммерческое предложение на одну прессформу и потом тебе ее еще пол-года делают. У меня пока связей нет, поэтому все так грустно. Часто проще купить станок и на нем сделать.

Надо определиться с количеством необходимых для прессования. От этого много зависит. Если небольшое количество то взять трубу с внутренним близким к 24 например 32х4 или 33,5х4 ( водогазопроводная труба). и Взять стержни под эту трубу то можно и прессовать и выталкивать из трубы. Если много там уже по другому, возможно автоматизировано.

> Если небольшое количество то взять трубу с внутренним близким к 24 например 32х4 или 33,5х4 ( водогазопроводная труба). и Взять стержни под эту трубу то можно и прессовать и выталкивать из трубы.

правильно - я как раз и думал о том, чтоб взять трубу 30х3, возможно поместить ее в 40х5, и прессовать цилиндрами по 24мм диаметра. Вот пока не могу принять решение какой материал для этого выбрать, нержавей, автоматную сталь или еще что-то, посоветуйте, пожалуйста!

igorchem, То, что Вы описываете, называется порошковой металлургией, причем, в самом примитивном ее варианте. Тем не менее, "с кондачка" такие вещи не делаются, а требуются знания и оборудование. Есть некоторые особенности технологий порошковой металлургии, которые нельзя игнорировать:

1. Основой для производства любого изделия является металлический порошок или смесь порошков со строго постоянными свойствами (про опилки и куски надо сразу забыть). Порошки для разных методов формования используются разные, кроме того, применяют разные органические добавки, улучшающие качество прессовок. Для прессования мягких металлов обычно используют крупнозернистые порошки, полученные раздувом расплава инертным газом или струей воды. В вашем случае изготовление пресспорошка является самой сложной задачей, требующей длительной экспериментальной работы специалиста.
   
2. Прессформы также проектируются и изготавливаются специалистами. Не стоит забывать, что обычные давления прессования в порошковой металлургии составляют не менее 500 МПа (5 тонн на см2), поэтому никакая автоматная сталь или нержавейка здесь не работает. Обычно матрица изготавливается двуслойной, внутри инструментальная сталь, закаленная до 58-60 HRC (еще лучше втулка из твердого сплава), а снаружи инструментальная сталь отпущенная до 40-45 HRC. Толщина стенки матрицы внутренним диаметром 24 мм должна быть не меньше 50 мм. Пуансоны или твердосплавные, или стальные - каленые.
   
3. После прессования необходим обжиг изделий в вакууме или в инертном газе. Для вашей порошковой смеси обжиг также становится крайне сложной задачей, так как компоненты имеют очень высокое сродство к кислороду.
   

Короче говоря, если Вы не собираетесь открывать предприятие, специализирующееся на порошковой металлургии, включая набор специалистов и закупку оборудования от 100 килоевро, то лучше бросить эту затею.

Авас Петяев,

очень благодарен Вам за ответ! К сожалению, я не согласен с ним, как в прочем со многими Вашими предыдущими ответами здесь и на хемпорте.

Вы не обратили внимание на следующие факты:

1. металл мягкий и прессуется даже прессом для таблеток,

2. нужно, чтоб после прессовки заготовка держала форму (я специально уточнил, что требований к дальнейшей механической устойчивости нет).

3. ну а тот факт, что Вы часто бываете на хемпорте говорит о том, что у Вас есть химическое образование, и по озвученному мной составу можно было бы предположить, что материал действительно очень мягкий.

Пробовали прессовать ударом?

Не в смысле молотка, а посильнее?

Просто в качестве околобезумной идеи - некоторые сравнительно хрупкие при "бытовых" нагрузках материалы становятся достаточно пластичными при "промышленных" воздействиях.

Плюс резкий разогрев при ударе и почти герметичная форма - 500 не 500, но может и температуры хватит чтобы слегка размягчить...

Отмечусь в теме, интересно.

Имхо, для прессования нужно делать трёхчастную форму, т.е. матрицу (цилиндрическое отверстие в бруске) нижний пуансон (вогнутой полусферой) и верхний прессующий с ножками. После прессования выталкивать таблетку нижним пуансоном, возможно что и вместе с верхним пуансоном без давления

Если я правильно понял, то тут не порошковая металлургия, Тел не та, а именно прессование по типу пломб.

Огромное спасибо за советы и сочувствие!

Чтоб продуктивнее обсуждать, приаттачил немного фотографий:

<фотка справа> Таблетку, которую я получаю прессовкой китайским пуансоном. Иногда получается красивее, иногда нет. Металл можно растереть в ступе в пыль и потом прессовать, и визуально получается, как-будто оно вылито из расплава.

<фотка слева> тигель, в котором плавил + сам металл, когда он затвердел. Тигель плавился вначале резистивным разогревом, потом индукционно, все в голимом вакууме (около 1Па с суточной выдержкой перед расплавом для отгона остаточных газов). Во время расплава материал занимал полностью этот тигель, а при охлаждении ужался.

<фотка по центру> сосиска слева - это то, что получается после плавки, а справа - демонстрация, как этот металл можно шлифовать или сверлить или крошить.

Под микроскопом видны зерна около одного микрона размеров, более-менее однородные, и желтоватые в УФ в отраженном свете.

Теперь то, что мне надобно.

> Имхо, для прессования нужно делать трёхчастную форму, т.е. матрицу (цилиндрическое отверстие в бруске) нижний пуансон (вогнутой полусферой) и верхний прессующий с ножками.

да, я именно так и хотел, и основной мой вопрос какой материал матрицы и пуансона использовать?

> Просто в качестве околобезумной идеи - некоторые сравнительно хрупкие при "бытовых" нагрузках материалы становятся достаточно пластичными при "промышленных" воздействиях.

да, верно, вещество именно так себя ведет, то есть его можно в тигле в крошку растереть, а потом тем же пестиком тигля так поднадавить, что получится металлический блеск и форма типа пластинки.

Еще рассматриваю вариант прессовать при 150С, когда материал еще не окисляется воздухом.

Понятно, что если ничего не будет получаться, то просто поднажму в вакууме при 500С, но ужасно не хотелось бы это делать, ибо очень не технологично (перед такой прессовкой надо вакуумировать около суток, так как материал на воздухе быстро поглощает газы).

То есть у меня шкурный вопрос, из какого материала делать пуансон, или проверьте, пожалуйста, правильно ли я расположил в порядке убывания твердости следующие подручные материалы

Титан Ti-6al4v

Бронза CuZn39Pb3

V4A

V2A

Алюминий AW-7075 AlZnMgCu1,5

Алюминий AW-2007 AlCuMgPb

автоматная сталь

и, если не правильно, поправьте, пожалуйста!

Спасибо!

Алюминий и бронза всё таки никакие по твёрдости. Автоматная сталь вполне подойдёт для ваших единичных опытов. Твёрдость можете смотреть по интернету.

Список странный, честно говоря, и самой подходящей будет автоматная сталь ( и греть ее при подпрессовке не стоит, красноломкость).

Может вам в DME/fodesco позвонить, взять плиты в качестве заготовок? А если на эрозии делать пуансоны, то можно в качестве них взять колонки (хорошая сталь, календаря, по диаметру уже в размер) и втулку плиты в качестве матрицы

У человека нет возможности заказать оснастку 'на стороне'. Поэтому он и пытается что то подобрать готовое, трубы, автоматку калиброванную и т.д. Судя по его требованиям ему подойдёт практически любое железо доступное на вытянутую руку.

per4ik, понимаю, правда найти будет трудновато, особенно пуансон для "рожек". Так-то втулку и пару пуансонов найти проще, но вот фасонные части..

Мне кстати кажется, или "рожки" на таблетке имеют обратный конус?

Рожки на пуансоне он сделать может сам. Я так понял. Есть вопрос о извлечении таблетки после прессования. Она прилипает к трубе или нет? Поверхность трубы внутри должна быть наверное полированная.

Рожки на пуансоне он сделать может сам

Интересно кстати как. Там или радиус в углах давать, или на эрозию тащить, третьего не дано :) (ну или долбить угол в упор, но это оставим энтузиастам).

третьего не дано (ну или долбить угол в упор, но это оставим энтузиастам)

Скорее всего показана 'идеальная' модель таблетки. Когда дело дойдёт до практической реализации то наверное и скругления могут появиться. Работа пока 'чисто' исследовательная.

А на попробовать ... может гильзу от гидроцилиндра , как раз полированная . Единственно какого они самого малого размера бывают ? Купить можно в магазинах гидравлики и отрежут хоть сантиметр. И штоки там же.... Я так экструдер делал ,там труба нужна была с полированной поверхностью ,гильза от гидроцилиндра подошла идеально.

Да, верно, делать планировал сам. Причины:

1. надо быстро,

2. надо несколько слегка разных форм попробовать,

3. допуски с ножками - да, имеются. У ножек основное требование - более-менее ровная поверхность куда эти ножки ставятся. Мне надобно сделать две такие байды, и поставить их рожками-ножками друг на друга. Если стенки ножек будут слегка не ровными - по первости меня устроит.

Основная проблема - мне надобно быстро переделать (если конечно потребуется) ножки - их длину и возможно ширину и величину верхнего скругления таблетки. Причем желательно так, чтоб по 2-3 эксперимента в день можно было бы пробовать.

Понятно, что когда все по габаритам устаканится, и если технология производства останется такой же, то все это правильно будет заказать из инструментальной стали или еще какой и это я понятно где-то закажу...

Также есть еще проблема - материал сильно липнет.

При высоких давлениях и комнатной температуре я это не оценивал, но вот при 500С он довольно хорошо липнет на автоматную сталь и алюминий, при больших температурах реагирует с титаном и вроде бы не липнет на V2A V4A.

Пробно если кусками всего мною вышеперечисленного ковать, то визуально одинаково липнет ко всему, то есть может получиться таблетка, которая прилипнет к одной стороне, а когда я буду ее отдирать, то она развалится... И это - плохо.

Использовать смазки - не могу, то есть органика тут противопоказана.

Из подручных средств есть трехосевой роутер с самопальным управлением в котором в качестве резака - только дрель, задумываюсь из-за большого числа токарно-фрезерных работ что-то купить, но пока не решил что именно - и денег жалко, и понимаю, что все равно покупать надо, так как иначе все будет ужасно стопориться.

Интересно кстати как. Там или радиус в углах давать, или на эрозию тащить, третьего не дано :) (ну или долбить угол в упор, но это оставим энтузиастам).

в той байде, куда эта таблетка вставляется я сделал ее составной - внутренний цилиндр на 20мм, и трубка 24х2мм в которой аккуратно прорезано то, что мне надо.

Скажите, пожалуйста, это совсем бредовая идея, если сделать пуансон тоже по такому принципу?