Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
W
W 20 ЗО
Нетто-давление прессования,кг/гїм2
40 50 60
70
/ООщ
•WM
Il
1
O І O §
І
Рис. 29. Зависимость свойств прессовки от давления на трех стадиях:
/ — относительная плотность; 2-предел прочности при сжатии- 3-™«.-. текучести при сжатии; 4 — предел текучести ш шГЛ^,',, 1^5™ ния; S-расширение по диаметру при сжатии Р И* % °Т иетт°-давле-
ветствии, главным образом, с этой характерной чертой. В данном случае стадии консолидации оценивались преимущественно по отношению предела текучести при сжатии к давлению прессования от/р (рис. 29, кривая4), В первой стадии это отношение увеличивается с ростом давления. Эта стадия заканчивается обычно при р/(рк)о&0,\ -*- 0,2. Напомним, что (рк)0«Я5«# V, т. е. исходной твердости порошков. Вторая стадия соответствует приближенному постоянству отношения Ortp. В данном случае она закончилась при р«24 кГ/мм2, т. е. при /?/(Рк)о«0,6. Наконец, третья стадия характеризуется непрерывным падением отношения От/р.
На кривых 1 и 2 рис. 30 показана [18, с. 12] зависимость отношения Grip от давления для электролитического медного порошка при обычном и гидростатическом: уплотнении. Можно также четко выделить три этапа прессования: 1) низкие давления с пониженной величиной отношения UrIp (для меди р=4 кГ/лш2 при <?6j/W прессовании); 2) средние давления (Pel0~2U„~'JJL при обычном и р-Ю-н 30 кПмм* при изостатотеом* прессовании); 3) высокие давления (P>2?~J"~j7 'ж Для молибденового порошка (криваяJ) -_впл о»д_ давления 60 кГ/жж2 —имеет место первый этап прей, вания—«этап низких давлений.
449
і-обычное прессование межи-2-гидростатическое; З-гидпо статическое прессование „Ж
давления:
30. Зависимость а /р
О
го
W 60
60 100
Более предпочтителен другой принцип деления уплотнения на три стадии [25], основанный на различии количественных закономерностей уплотнения.
Первая стадия уплотнения характеризуется очень значительной ролью упругой разгрузки еще в процессе уплотнения и нагрузки порошковых тел. По меньшей мере на первой стадии прессования нагрузка одних контактов должна сопровождаться местной разгрузкой других контактов. В работах [25, 26] было впервые отмечено, что такая местная упругая разгрузка может активно облегчать уплотнение порошков.
Попробуем рассчитать границы области активного действия местной упругой разгрузки, т. е. границы первого этапа прессования. Для примера возьмем случай уплотнения шаровых частиц одинакового диаметра D. Площадь единичного контакта в этом случае равна nDAD/2, где AD- уменьшение диаметра D вследствие деформации частиц при контакте, максимальная площадь единичного контакта (0==1, а= 1; 12 контактов на частицу) приблизительно равна nD2/12. Поэтому безразмерная площадь единичного контакта ai равна,-
J50
я при увеличении нагрузки. Оно связан* л лечением нагрузки „ри уплотненийнаг^«їЄрАСПр*" контактных участков сопровождает™ пЛ!, РуЗКа, 0Дних Обязательным условием о^т^^Р.Ж»ДДРЗ№. нации является аост>0. Линейная" MaS4S?« ї±?" мация шаровой частицы по диаметру,вьш1ж^ня?1Ф Р' лях диаметра, равна AD/D. Вследствие В Д0"
всех напряжений в области iohtJ^S* tZlTZ Де*ормация по Диаметру будет при люб^раз-мере этого сечения равна (рк)0/Ек. Обязательным у?ло-вием для аост>0 является требование, чтобы линейная пластическая деформация по диаметру ADJD была не меньше линейной упругой деформации (рк)о/?к, т. е.
ADJD > рк[Ек, у щ
или, с учетом формулы (VJ 5),
«1 = 2 = ADJn0 = 6Д DJD > 6рк/?к. (V, 1 T)
Уравнение (V,17) является нижней границей окончания первой стадии. При (рк)о/?к=0,01 минимальное значение Ай/Яо=0,06, при рк1Ек=0,03 0,05, как, например, для карбида титана и некоторых других твердых соединений Дт}/Я0=0,18 -г- 0,30. Однако уравнение (V,17) является только нижней, но не верхней границей первой стадии. Так, например, в первой стадии контакты растут, рвутся, смещаются. В связи с этим появляются все новые контакты.
Поэтому верхняя граница первой стадии, в которой упругая местная разгрузка активно облегчает процесс уплотнения, может сместиться для величины ДФ/Яо почти до 5—10% для наиболее мягких металлов (свинца, олова), до 20% для металлов средней твердости (меди, железа, причем граничное значение ДА/Я0несколько увеличивается с ростом начальной величины A0) и до >ои^ для наиболее твердых соединений. Таким образом есть многочисленная группа материалов, у *°™J^ чески весь процесс прессования ограничивается первой
28] при прессовании совершается работа против сип л. з , затрачиваемая в значительной степени на разпі** наР)шение существующих связей. Работа внутАЛ тр ния при уплотнении в значительной части oacxonvi ся на разрыв и нарушение связей. Поэтому местная vn" р) гая разгрузка в первой стадии прессования cvmect венно снижает работу внутреннего трения. В частности местная упругая разгрузка может снизить иногда даже до н) ля значение межчастичного коэффициента трения и Поэтому н величина Aw^ Дрк в формулах (V,ll), (V 12) и (V,12a) в первой стадии прессования незначительна и величина контактного давления (рк) лишь незначительно возрастает по сравнению с (рк)0 на этой стадии уплотнения. Другими словами, автономность в первой стадии прессования лишь немного уменьшается.
