Исследование влияния работы уплотнения на закономерности деформации и уплотнения при горячей штамповке
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ УПЛОТНЕНИЯ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИИ И УПЛОТНЕНИЯ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКЕ
Цель работы: установить закономерности уплотнения и деформации пористой порошковой заготовки при её горячей штамповке в жесткой матрице.
Пояснения к работе
уплотнение деформация порошковый заготовка
Для получения низкопористых порошковых и композиционных материалов разработаны различные способы горячей обработки давления: статическое прессование, изостатическое и квазиизостатическое прессование, одно- и двухосная ковка, штамповка, прокатка, экструзия пористого тела, штамповка свободно насыпанных порошков и др.
При статическом горячем прессовании (активированное спекание) совмещаются процессы прессования и спекания. Этот метод широко применяется при формовании плохо прессуемых композиций на основе боридов, карбидов, силицидов и др. По характеру явлений, происходящих при горячем прессовании, этот процесс стоит ближе к спеканию, чем к прессованию. Уплотнение металлических порошков при высоких температурах прессования обусловлено процессами вязкого течения компактного материала частиц порошка, окружающего пору. В зависимости от величины приложенных давлений в основе изменения плотности могут лежать процессы пластической деформации, нестационарного и стационарного диффузионного крипа. На скорость уплотнения пористой заготовки при горячем прессовании оказывают влияние температура нагрева, давление и длительность выдержки. Обычно давление при горячем прессовании не превышает , а время выдержки составляет несколько минут, но в отдельных случаях они могут иметь более высокие значения. Однако невысокая производительность процесса и довольно сложное оборудование ограничивают применение горячего прессования. Горячее выдавливание металлических порошков и спеченных заготовок применяют при производстве изделий сложного состава. Процесс позволяет изготавливать трубки, пластины, низкопористые порошковые длинномерные заготовки различного сечения.
Горячее квазиизостатическое прессование порошковых материалов осуществляется путем штамповки в жидкой матрице на кузнечно-прессовом оборудовании. При этом в металлической матрице размешаются вставки из компактного несжимаемого материала (например, ), в которой имеется полость соответствующей конфигурации, заполненная порошком. При температуре прессования материал вставки размягчается и передает внешнее давление, уплотняемому порошковому материалу. Другим вариантом квазиизостатического прессования является процесс, включающий формование порошковой заготовки, ее спекание, предварительную засыпку нагретого керамического порошка передающей среды в жесткую матрицу (или контейнер), установку в ней нагретой порошковой заготовки, окончательную засыпку нагретого керамического порошка с последующим прессованием. По технологии получают порошковые заготовки, требующие дополнительной механической обработки.
Одним из наиболее перспективных способов получения горячепрессованных низкопористых материалов является динамическое горячее прессование порошковых заготовок в жесткой матрице, разработанный в ЮРГТУ (НПИ) и названный позже горячей штамповкой . включает операции приготовления порошковой шихты требуемого состава, её дозировки и холодного прессования, кратковременного нагрева заготовок в различных средах (при отсутствии необходимости в гомогенизации материала), их допрессовки в закрытых или открытых штампах на быстроходных прессах и молотах, выбивки и охлаждения с требуемыми скоростями. При реализации технологии , наряду с процессами формообразования изделий и уплотнения пористого материала, обеспечиваются сращивание частиц на контактных поверхностях и структурообразование порошкового материала с повышенными функциональными свойствами. С целью получения порошковых низкопористых изделий с заданным распределением плотности по их высоте разработаны различные схемы горячего доуплотнения: одно и двухсторонняя штамповка; штамповка с плавающей (или подвижной) иглой и плавающей (или неподвижной) матрицей.
В ЮРГТУ (НПИ) предложены перспективные способы горячей штамповки, обеспечивающие расширение номенклатуры горячепрессованных порошковых изделий: горячее уплотнение пуансонами, незаходящими в полость плавающей матрицы, позволяющее получать плоские изделия при снижении усилия штамповки; горячая штамповка с элементами экструзии, обеспечивающая формообразование элементов деталей сложной формы, отсутствующих на спеченных заготовках простой формы, а также формирование структуры горячедеформированных порошковых материалов с повышенными свойствами; зонная штамповка, при которой заготовка подвергается неравномерному нагреву; горячая штамповка по схеме вдавливания, предусматривающая полный и непрерывный контакт поверхностей заготовки и формующего инструмента, обеспечивающий получение детали с продольными пазами; горячая поперечная штамповка, при которой уплотнение осуществляется в направлении, нормальном осевому перемещению инструмента в виде дорна. С целью изготовления длинномерных трубчатых деталей из труднодеформируемых материалов (например, высокомарганцовистой порошковой стали ) с повышенными физико-механическими свойствами разработаны