Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Способность порошкообразных материалов увеличивать свою плотность при действии давления и образовывать брикеты, таблетки заданной формы и размеров называется прессуемостью. Прессуе-мость порошкообразных материалов определяется двумя основными технологическими характеристиками — уплотняемостью и формуе-мостью.
Уплотняемость — это способность пористого тела изменять свою плотность под действием силы давления прессования. Эта количественная технологическая характеристика определяется зависимостью плотности от давления прессования.
Способность пористого тела сохранять заданную форму при определенном значении плотности называется формуемостью.
Эти технологические характеристики порошкового тела с учетом размеров и конфигураций готовых изделий, физико-химических и механических свойств его структурных элементов — частиц, должны учитываться при выборе способа прессования.
Одностороннее прессование порошков в простейшем случае осуществляется в пресс-инструменте (см. рис. 8.1, а—в), включающем пуансон 7, матрицу 2 и поддон 3. Наиболее часто прессованием получают сплошные цилиндрические изделия. В этом случае прессование ведется в цилиндрической матрице; пуансон и поддон имеют плоские торцы (см. рис. 8.1, а). При получении изделий с центральным каналом поддон или пуансон имеют иглу (см. рис. 8.1, б). При прессовании изделий с центральной воронкой пуансон и поддон имеют выступ, соответствующий очертанию воронки (см. рис. 8.1, в).
Процесс прессования осуществляется в определенной последовательности. Порцию порошка, величина которой определяется заданными размерами изделия и его плотностью, засыпают в матрицу, установленную на поддон. Затем в матрицу вставляют пуансон, к верхнему торцу которого с помощью пресса прикладывается определенное усилие Р. После снятия усилия спрессованное изделие удаляют из матрицы.
По способу удаления спрессованных изделий конструкции пресс-инструментов разделяют на два типа: цельнокорпусный с выпрессов-кой изделия из матрицы после прессования; секционный, из которого
¦271 изделие извлекается в результате разборки пресс-инструмента. При использовании цельнокорпусного пресс-инструмента после прессования изделие выталкивается из матрицы пуансоном или специальным выталкивателем. В некоторых конструкциях пресс-инструмента поддон используют для выталкивания изделия.
В процессе прессования между порошком и стенками матрицы (в случае прессования канальных изделий и стенками иглы) возникают силы трения, которые приводят к перепаду давления по высоте изделия. Особенно наглядно это проявляется при прессовании относительно высоких изделий по отношению к поперечному размеру. Наибольшее давление наблюдается непосредственно вблизи торца пуансона, и ее величина снижается по мере удаления от пуансона. В результате прессованные изделия имеют различную плотность по высоте: максимальную у поверхности торца пуансона и минимальную на противоположном торце поддона. По мере увеличения высоты, например, цилиндрического изделия, по сравнению с диаметром изменение плотности материала по объему изделия увеличивается.
Для прессования изделий с более равномерным распределением плотности применяют пресс-инструмент с двумя подвижными пуансонами.
Двустороннее прессование осуществляется в пресс-инструменте с неподвижной матрицей (рис. 8.1, г). При прессовании в неподвижной матрице усилие P со стороны пресса одновременно прикладывается к двум пуансонам, которые перемещаются навстречу друг другу. В результате более равномерно распределяется плотность по объему изделия — максимальная на торцах и меньшая в центре изделия.
При двустороннем прессовании можно считать, что прессовка в среднем сечении разделена по высоте некоторой условной нейтральной плоскостью. Частицы материала, находящиеся в нейтральном слое, остаются неподвижными относительно матрицы. Со стороны же торцов частицы порошкообразного материала под действием пуансонов перемещаются в сторону нейтрального слоя.
При использовании пресс-инструмента с «плавающей» матрицей (рис. 8.2) преждевременному опусканию матрицы 2 относительно нижнего пуансона 4 препятствует демпфирующая пружина 5, уравновешивающая массы матрицы, верхнего пуансона 1 и навески порошка 3. При приложении усилия к верхнему пуансону начинается одновременное перемещение обоих пуансонов относительно матрицы.
Механизм компактирования давлением сыпучих материалов. В исходном насыпном состоянии у сыпучих тел между частицами, главным образом, действуют силы механического зацепления, а действие связей, определяемых межмолекулярным взаимодействием, часто вообще отсутствует.
¦272 \WW
Рис. 8.2. Схема прессования с «плавающей» матрицей
В процессе механического уплотнения под действием давления наблюдается несколько стадий образования связей между частицами.
На первой, начальной, стадии уплотнения в основном происходят структурные деформации, связанные с ликвидацией пустот и переходом частиц в плотную упаковку. С ростом нагрузки доля структурных деформаций уменьшается, начинают преобладать сдвиговые деформации, сопровождающиеся изменением формы, разрушением частиц и окружающих их оксидных и других пленок. В результате деформации твердых частиц увеличивается число взаимных контактов в поверхностном слое и создаются благоприятные условия для межмолекулярного взаимодействия структурных элементов на последующих стадиях. Обычно на этой стадии сыпучий материал не успевает сформоваться в связное пористое тело, и после снятия нагрузки вновь превращается в несвязное сыпучее состояние. Если технологический процесс необходимо заканчивать на этой стадии, то для получения монолитного пористого изделия в исходный материал надо вносить связующие добавки.
