Оценка результатов динамического формования

Г.М. Жданович предложил оценивать плотность заготовок, полученных динамическим формованием, по следующей формуле

где: P_к – давление истечения материала порошка; S_н – номинальное сечение заготовки; h₀ – начальная высота заготовки (в случае порошка – высота свободной насыпки); b₀ – начальный относительный объем; Э_к – энергия, сообщенная порошку; K_Д – динамический коэффициент, равный отношению работы динамического формования к работе статического формования (1 £ K_Д £ s_тд/s_т, s_тд и s_т – соответственно пределы текучести материала порошка, определенные при динамическом и статическом испытаниях); n – показатель из интерполяционного уравнения Ждановича.

Величина коэффициента n₁ рассчитывается по формуле:

Данная формула справедлива для постоянной величины S_н.

При динамическом формовании скорость нагружения порошка играет большую роль: с ее увеличением ухудшается развитие пластической деформации, возрастает упругая деформация межчастичных контактов и на 40 – 50% увеличивается упругое последействие.

Существует вероятность того, что при одинаковых относительных плотностях заготовка, сформованная динамическим методом, будет иметь меньшие площади контактов, чем заготовка, сформованная традиционным статическим методом. При этом во многих случаях ее прочность будет напротив более высокой благодаря микросварке частиц.

Динамическое формование оказывается наиболее выгодным при формовании порошков с большой насыпной плотностью и высокой твердостью. Оно обеспечивает высокую концентрацию дефектов в кристаллической решетке, что благоприятно сказывается на последующем спекании.

СПЕКАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Спекание порошковой формовки – нагрев и выдержка порошковой формовки при температуре ниже точки плавления основного компонента с целью обеспечения заданного уровня механических и физико-химических свойств.

Спекание – третья основная технологическая операция, которая в большинстве случаев формирует готовое изделие. В реальных условиях она является очень сложным физико-химическим процессом, сопровождающимся целым комплексом взаимосвязанных явлений.

Как и в случае формования, простые зависимости предполагают слишком серьезные допущения и упрощения, а сложные, физически обоснованные зависимости с трудом могут применяться на практике. Общие закономерности, например, температурный диапазон твердофазного спекания, имеют определенные диапазоны величин (Т_сп = 0,7 – 0,95 Т_пл), но даже в них реальные значения технологических параметров будут сильно зависеть от свойств конкретного материала. Так для чистого железа достаточно использовать Т_сп = 0,7 – 0,75 Т_пл, а для коррозионно-стойких сталей Т_сп = 0,95 – 0,97 Т_пл. Скорее всего, это связано со сложным химическим составом таких сталей, в которых поведение каждого конкретного элемента многократно усложняется взаимодействием с остальными..

Определение спекания с наиболее общих позиций было дано С.М. Солониным и В.В. Скороходом: спекание – термически активируемый процесс, самопроизвольный или инициируемый внешним воздействием переход системы контактирующих твердых тел или пористой среды в термодинамически более устойчивое (равновесное) состояние путем уменьшения площади свободной поверхности. Однако следует заметить, что переход в более устойчивое состояние сопровождается уменьшением свободной энергии, в которую поверхность вносит хотя и большой вклад, но не единственный.

Исходя из приведенного определения, при спекании допускается образование жидкой фазы, но полное расплавления материала не допускается. ТВЕРДОФАЗНОЕ СПЕКАНИЕ

Дата добавления: 2015-12-08