Основные закономерности прессования

Усилие прессования определяется зависимостью

где p – давление прессования, МПа;

F – площадь поперечного сечения.

Под давлением (при одноосном сжатии) порошок, засыпанный в пресс-форму, растекается в стороны, в результате чего возникает боковое давление Pбок, кН/м2, действующее на стенки пресс-формы

где µ – коэффициент Пуассона металлического порошка.

Или Рбок= ε ·Р, где ε – коэффициент бокового давления.

Свойства некоторых порошковых материалов и значения коэффициентов бокового давления приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Свойства порошков

Величина бокового давления не является постоянной по высоте прессуемых изделий, а уменьшается (при одностороннем прессовании) от верха прессформы, т.е. места приложения давления к нижней части пресс-формы.

Понижение бокового давления объясняется падением общего давления прессования по высоте заготовки, вызываемого трением частиц друг о друга и о

стенки матрицы. Вследствие снижения давления прессования по высоте прессуемого изделия возникает неравномерная плотность спрессованной заготовки по её объему.

После выпрессовки изделий из пресс-формы размеры их под действием внутренних напряжений увеличиваются. Это явление называется упругим последействием. Обычно упругое последействие сильнее проявляется по направлению прессования, чем перпендикулярно ему. Если по направлению прессования δ п = 5-6 %, то перпендикулярно ему δ Д = 2-3 %.

Величина упругого последействия определяется по формулам

где D₀; h₀ – диаметр и высота брикета, находящегося в пресс-форме под действием давления прессования;

D₁; h₁ – после выпрессовки из матрицы.

Объемная величина упругого последействия (%) определяется по аналогичной зависимости

Установление величины упругого последействия имеет большое значение при проектировании пресс-формы для учета возможного изменения размеров изделия после выпрессовки.

Для получения достаточно прочных заготовок при холодном прессовании применяются значительные давления, которые в зависимости от требуемой плотности и свойств порошковой шихты могут колебаться от 50 до 150 МПа для твердосплавных смесей с пластификатором и от 500 МПа до 800-1000 МПа для железных и стальных порошков.

Спекание порошковых заготовок

Холодное прессование не обеспечивает механической прочности прессовок. Для повышения механических свойств и придания порошковым изделиям необходимых физико-химических свойств заготовки подвергают спеканию. Спекание производится при температуре 0, 7-0, 9 от абсолютной температуры плавления основного компонента в многокомпонентной порошковой смеси.

В процессе спекания за счет качественного и количественного изменения контактов, связанных с большой подвижностью атомов при повышенных температурах, увеличивается поверхность зацепления частиц, повышаются плотность и прочность изделия, достигаются необходимые физико-химические свойства.

Спекание производится в вакууме или контролируемой атмосфере (восстановительной – водород, диссоциированный аммиак, конвертированный газ, нейтральной – аргон, гелий и др.) Длительность выдержки при температуре спекания в зависимости от состава шихты может быть до нескольких часов (таблица 4.2).

В результате спекания прочностные свойства σ В; σ Т железографита увеличиваются от 100 МПа до 300 МПа (в зависимости от материала, режимов процесса, пористости), твердость увеличивается от 60 НВ до 100 НВ.

Плотность изделий возрастает с повышением температуры спекания и давления прессования. Для получения порошковых беспористых или малопористых изделий применяют многократное прессование и спекание или горячее прессование.

Точность размеров изделий после спекания соответствует 12-14 квалитету, шероховатость поверхности 10-5 мкм. Калибровка повышает точность до 8-11 квалитета, снижает шероховатость до 5 -2, 5 мкм.

Таблица 4.2 - Ориентировочные режимы прессования и спекания порошковых антифрикционных материалов

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 Следующая ⇒