Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
47. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ГОРЯЧЕГО УПЛОТНЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ТЕЛА
В предыдущем разделе были рассмотрены два фактора, интенсифицирующие уплотнение при нагреве: а) снижение начальной кратковременной твердости при нагреве; б) непрерывное снижение при выдержке под постоянным давлением длительной горячей твердости материала частиц. Но имеются и другие факторы, облегчающие уплотнение при нагреве, которые перечисляются ниже:
1. При комнатной температуре внешние слои частиц, которые деформируются в первую очередь, —являются самыми твердыми и трудно деформируемыми участками материи в связи с их окисленностью. Наоборот, по этой же самой причине, а также вследствие высокой подвижности поверхностных атомов, поверхностные слои частиц легче деформируются, чем центральные. Эти же причины содействуют снижению коэффициента взаимного трения частиц.
2. Нагрев вызывает релаксацию остаточных напряжений, снимает механический наклеп, если он имеется, и не дает развиться, этому наклепу, если его не было. Это интенсифицирует уплотнение по 4™™™™*™%: ным прессованием. Нагрев может вызвать также и об ратное явление-своего рода термическийi надел У « Тирньїх порошков, обусловленный падением исходной
249
активности. Не следует, однако, слишком переоцени*, роль термического наклепа. уценивать
3. Уже при холодном прессовании порошков и локна (см. гл. V и VI), в отличие от компактных ті* протекает еще до снятия нагрузки местная разгтД™ как упругая, так и пластическая. Такая разгрузкаі ?™ провождаемая нагрузкой новых участков) всегда спп собствует уплотнению даже при комнатной темпера™ ре. Еще более эффективны местные перераспределения напряжений —локальная нагрузка —разгрузка при на греве. Нагрев ускоряет образование, залечивание и перемещение дефектов. А любой дефект вызывает местную и не малую концентрацию напряжений, В сущности к этому и сводится диффузионный механизм спекания — к непрерывному перераспределению напряжений. Ранее отмечалось, что местная несинхронность концентрации растягивающих напряжений может значительно снизить величину сопротивления разрыву хрупких материалов— для карбида кремния приблизительно на два порядка. Но точно так же местная несинхронность концентрации сжимающих напряжений облегчает уплотнение при нагреве.
4. Большое значение для несинхронности локализации напряжений имеет наложение на спекание под давлением явлений собственно спекания под собственным капиллярным давлением /7кап. Хотя обычно ркап на порядок или даже на два ниже внешнего давления, но оно имеет гораздо более местный, дезориентированный и в то же время избирательный и более быстро меняющий направление и точки приложения характер.
5. Все эти факторы тесно связаны также с тем, что критическое сечение, уравновешивающее (см. гл. I) уплотняющую нагрузку под действием нагрева, меняет уравновешивающую ориентировку. Тем самым нагрев также облегчает деформацию.
Некоторые из этих факторов легче всего выяснип> «в чистом виде», применив после холодного прессования промежуточное спекание и повторное прессование, например под тем же самым давлением. Подобную оп рацию можно повторить многократно. Как пр^ил"' промежуточное спекание скорее повышает, чем ет величину достигнутого при прессовании критического сечения. И тем не менее промежуточный отжиг всегд
Z5Q
Изменение давления и плотности пт. пп Таблица 65
порошкового железа [27] р повторном прессовании
Лавление Прессования р. кГ/мм*
Порошок в! S я и CiJ
СО с
OJ CJ
о Ч о К
о S3
Вихревой 20 20
40 40
60 60
Электроли- 20 20
тический 40 40
60 60
Плотность, г/см'
после первого прессования
5,79 6,51 6,97
5,34 6,35 6,83
od X <и Є и
CU
h
5,67 6,40 6,77
5,44 6,41 6,89
после второго прессования
6,23 6,88 7,26
6,01 6,84 7,25
Давление прессования
Р. кГ/мм', для достижения при первом прессовании той же
плотности, что и после
второго прессования
30 60 90
30 60 90
снижает давление прессования, требуемое для достижения заданной плотности.
В табл. 65 приведены данные работы [27J по влиянию предварительного спекания (1 ч, 85O0C) на уплотнение при повторном давлении железных порошков, отожженных также при 85O0C Поэтому спекание не могло изменить исходной твердости частиц, достигнутой перед прессованием. Но, конечно, оно изменяло твердость частиц, достигнутую в результате прессования. Как видно из табл. 65, промежуточное спекание почти не изменяло плотности прессовок. Но последующее прессование под тем же давлением, что и первоначальное, сильно ее увеличивало. Из табл. 65 видно, что давление однократного прессования было в 1,5 раза меньше, чем для достижения той же плотности при двукратном. Таким образом, промежуточное спекание позволило снизить (за счет снятия наклепа и изменения равновесной ориентации критического сечения) необходимое
Давление в 1,5 раза. готі-л
В табл.. 66 приведены данные этой же работы [27J по влиянию четырехкратного прессования под одним и тем же давлением распыленного порошкового железа дій. Из табл. 66 видно, что давление многократного спека-
