Теоретические предпосылки бездефектного холодного и горячего формования пористых заготовок и их реализация

• Автор: Бессарабов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 189 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТОДОВ ФОРМОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК

1.1Л Компактирование порошка при комнатной температуре

1.1.2 Компактирование порошков в горячем СОСТОЯНИИ

1.1.3 Высокоэнергетические методы прессования

1.1.4 Перспективные методы прессования

1.2 АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ СЛОЖНОСТИ В ЖЕСТКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕСС-ФОРМАХ И ШТАМПАХ
1.2.1 Формование пористых заготовок в металлических пресс-формах и обеспечение их качества
1.2.2 Получение высокоплотных порошковых деталей методом ДТП и оценка их качества
1.3 ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ФОРМОВАНИЯ В ЖЕСТКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕСС-ФОРМАХ
1.3.1 Внешнее трение
1.3.2 Боковое давление
1.3.3 Распределение плотности в спрессованных брикетах..
1.4 РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИЕМЫ ФОРМОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.5 ОСОБЕННОСТИ ФОРМОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОРОШКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ С НАКЛОННЫМИ И КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ТОРЦЕВЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
1.6 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
2Л ХАРАКТЕРИСТИКИ ИССЛЕДУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
2.2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА КАЧЕСТВО ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК
2.2.1 Методика исследования распределения плотности образцов холоднопрессованных подвергнутых последующему спеканию и допрессовке
2.2.2 Методика исследования зависимости бокового давления и силы трения от конструктивных особенностей формующего инструмента
2.2.3. Методика исследования процессов, протекающих при изготовлении деталей методом горячего выдавливания материала
2.3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА УПЛОТНЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРЕСС-ФОРМАХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
3.1 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ОБЪЕМЕ ФОРМОВКИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ПОРОШКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
3.2 РАСЧЕТ ПОЛЯ ДАВЛЕНИЙ ПРИ ПРЕССОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРЕСС-ФОРМЕ
3.3 СЛУЧАЙ УСЕЧЕННОГО КОНУСА
3.4. ПРЕССОВАНИЕ ФОРМОВОК С НАКЛОННЫМИ К НАПРАВЛЕНИЮ ПРЕССОВАНИЯ ПЛОСКИМИ БОКОВЫМИПО-ВЕРХНОСТЯМИ
3.4.1 Центральная зона выступов
3.4.2 Концевые участки выступов. Распределение сил на концевых участках выступов
3.4.2.1 Случай плоской торцевой поверхности
3.4.2.2 Случай цилиндрической формы торцевой поверхности
3.5 ЭВОЛЬВЕНТА КРУГА, ВЫВОД ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
3.6 УСЛОВИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОРОШКОВЫХ ФОРМОВОК, ПОЛУЧАЕМЫХ ВЫДАВЛИВАНИЕМ
3.7 ВЫВОДЫ
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПО ВЫСОТЕ ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК
4.1. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПО ВЫСОТЕ КОНИЧЕСКИХ ПОРОШКОВЫХ ЗАГОТОВОК
4.1.1 Изучение закономерностей распределения плотности в теле пористых образцов, имеющих форму усеченного конуса
4.1.2 Оптимизация технологических параметров для обеспечения равномерности распределения плотности в теле пористой заготовки
4.1.3 Использование подвижного нижнего пуансона
4.1.4 Доуплотнение порошковых образцов после спекания

уплотнения. Если необходимые для этого условия не обеспечиваются, то процесс деформации пористого тела прекращается.
Другие способы снижения прочности связи между частицами, правда в меньшей мере, тоже приводят к уменьшению величин давлений прессования. Применяемые при этом технологические приемы обработки порошка могут быть различными, но наибольшее распространение получило введение в шихту различных добавок. Оценка влияния состава той или иной композиции зависит от способности снижать величину К материала во всем диапазоне изменения плотности прессовки.
Анализ метода перекрестного прессования не может быть включен в вышеописанную логическую структуру. Изменение направления прессования не ведет к уменьшению прочностных свойств материала, хотя получаемый эффект снижения давлений прессования и основан на уменьшении сопротивления материала сдвиговым деформациям. Так в [76] было установлено, что наибольшая сдвиговая прочность пористой среды имеет место вдоль ее поверхностей скольжения, которые строго ориентированы по отношению к осям главных напряжений. Поэтому поворот на 90° направления оси максимального главного напряжения, что соответствует принятому в этой схеме прессования изменению направлению движения прессующего пуансона, развивает сдвиговые деформации вдоль новых поверхностей скольжения по направлениям, в которых прочность материала ниже. С ростом плотности пористой среды главные напряжения располагаются более симметрично по отношению к поверхностям сдвига. Поэтому эффект от поворота главного напряжения на 90° уменьшается, так как разница между старым и новым положением этих поверхностей равна углу внутреннего трения.
Таким образом, несмотря на некоторые различия процесса уплотнения при использовании рассмотренных способов формования, снижение давления прессования приводит к уменьшению прочности материала, т.е. его способности сопротивляться сдвиговым деформациям.