Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Кроме того, динамическое уплотнение — холодное и горячее, и его разновидность — вибрационное уплотнение имеет большое практическое значение [33, 34].
Пусть производится динамическое уплотнение порошка, объем твердой фазы которого равен единице. В этом случае работа уплотнения w равна приведенной работе. Приблизительно по аналогии со статическим уплотнением уравнение w—f> имеет степенной характер':
wfwK «. ®{m~l) — NwJNzW1 = NJNK «
dwjw -ч df}/f}(m-1), dftjftdw = l/(m — 1) w;
dd/ddtf— l/(m-~ l)N, dbftdb - l/(m — 1)/, (VII, 19)
где щ = const — энергия удара за один цикл; N—число циклов (ударов); шк—работа уплотнения до 0=1; Nx- число циклов (ударов) для уплотнения до
* Степенная зависимость для динамического Уплотнения впервые была предложена в работах (7, 22], затем Ю. Г. Дорофеевым.
255
f}=t; если за единицу бремени производи, ся одинаковое и постоянное число циклп: (ударов), то время динамического vn^vrL? ния t~~w~N; уплотне-
(к—время достижения Ф=1; dft/ft= ef?/?=dL/L — объемная или линейная мгно венная деформация.
В уравнении (VII, 19) величина W1 сокращается По этому, если принять шк=const, а при статическом прессовании порошков для данного порошка шк~ всегда конечная константа, то с увеличением W\ значения JV / NK и tK будут уменьшаться обратно пропорционально W1. Из формул (VII, 19) вытекают следующие основные зависимости кинетики динамического уплотнения при постоянстве работы на цикл:
1. Скорость уплотнения dft/ft=ef?/? обратно пропорциональна числу циклов JV (времени уплотнения t).
2. При N=const, г=const скорость уплотнения dblbdN = 1 / (т— 1) N = const, d&/&du = 1 / (т— I) t=cosnl.
При выдержке оловянного порошка под давлением кинетика уплотнения не отличалась от кинетики по формуле (VII, 19). Это же показывают примеры спекания под давлением, приведенные в следующем разделе. Такое совпадение вряд ли случайно, хотя механизмы деформации при динамическом холодном прессовании и при спекании различны. Наиболее вероятное объяснение—'Одинаковая зависимость во всех случаях между необратимо сместившейся долей атомов ю, необратимым смещением частиц Д6\ необратимой деформацией ДО/0 и критическим сечением а.
Из формулы (VII, 19) следует также, что
A&/&AN = IjN (т — 1), Aft/Mft = l/t(m — 1). (VII,19a)
В табл. 69 приведены расчетные данные по ударному динамическому прессованию при комнатной температуре двух одинаковых навесок (объем твердой фазы око ло 0,79 см3) электролитического медного порошка при комнатной температуре. В обоих случаях ударное прессование производилось путем падения груза с одинаковой высоты 10 см. Однако в одном случае приведенна работа каждого удара W1=0,907 кГм/см*=0,907 Ki мм, в другом о>!=0,396 кГі'мм2.
256
„ _ Таблица 69
"-"-—» -—' - »Р«»-У -Fm«. Мйга
1
2
4
в J6 32 64 12S 256
I
аГ S:
1 2
4
8
16
32 64 128
36,3 40,6
45,2
51,4
56,7
61,1
63,9
65,4
67,9
Я*
< 1
10,6 10,2
12,0
9,35
7,2
4,38
3,82
3,68
А»
•100
10,6 10,2_
2 12,0
4 9,35
8 7,2
16
4,38
32 3,82
64
3,68 128
100 » при !»!=0,907 кГ/мм*
40,3
45 Д 51,7
58,2
63,4
67,7
71,0
74,0
76,5
11,8 11,6
11,2
8,20
6,34
4,65
4,05
3,28
0длг
100
11,8
-1LfL
2
11,2
4
8,20
8 6,34
16 4,65
32 4,05
64 3,28 128
Из данных, приведенных в табл. 69, можно сделать следующие заключения:
1. До 8-го удара включительно скорость деформации АФ/дД# обратно пропорциональна числу ударов N. Однако в дальнейшем скорость деформации падает быстрее. Со 128-го удара скорость приблизительно в три раза меньше расчетной по уравнению (VII, 19а)*
2. Независимо от энергии единичного удара Wi и количества ударов N, при N = const скорости деформации dN/Ndt, ANJNAt одинаковы в соответствии с формулами (VII, 19) и (VII, 19а). Из этого следует, что тормозящие полезное действие динамического уплотнения потери пропорциональны работе единичного удара Wi. Поэтому
17—1098 , 257
й число ударов для достижения практически поспела для данной величины W1 плотности одинаково» А ЬНого Впервые анализ потерь при динамическом (удаонліл прессовании был произведен в работах [35, 36] Пои выяснилось, что достигнуть значений 0-^1 можно тол? ко начиная с некоторых пороговых значений W1 Пои значении Wi меньше этого порога достигается значение соответствующего потолка относительной плотности Фі<1. Работа (приведенная) уплотнения при динамическом прессовании до этого потолка равна без учета потерь по степенному уравнению:
w шт ptJ(m — I) O1 = OiPK/(m — 1) O1. (VII,20)
Работа за один цикл
W1 = w/a = Ot1PJa (т — I)O1 = pxja (т — 1) O1, (VII,21)
где а>1 — безразмерное число.
Работа затрачивается, кроме уплотнения, также на трение порошка о стенки матрицы — wT, а также на один цикл (Ші)т, на упругую деформацию самой прессовки w7* (wi)j и на демпфирование упругих колебаний в прессовке и инструменте ади, (Wi)n.
Потери работы на трение, как правило, составляют одинаковый процент от работы Wi = const любого цикла. Поэтому (Wi)1IWx = const и можно предусмотреть эффект этой потери, соответственно повысив расчетное значение рк в формулах (VII, 19) и (VII, 20).
