4. Упругое последействие при прессовании

Упругое последействие – явление увеличения размера прессовки после снятия давления и выпрессовки.

; ;

Величина упругого последействия зависит от характеристик прессуемого порошка (дисперсности, формы и состояния поверхности частиц, содержания оксидов, механических свойств материала), давления прессования, наличие и количество смазки, упругих свойств матриц и пуансонов и других факторов. В направлении прессования упругое последействие всегда больше, чем в поперечном направлении, так как усилие прессование всегда больше бокового давления.

Упругое последействие частично снимает напряжения на контактных участках, что приводит к уменьшению их числа и суммарной площади. Разрыв контактов между частицами на большом протяжении может вызвать нарушение целостности прессовок, называемое расслоем, в том числе появление трещин, а иногда и разрушение брикета.

Применение при прессовании смазок позволяет уменьшить величину упругого последействия. Применение смазки при прессовании – один из лучших способов уменьшения трения и улучшения процесса уплотнения порошка, в результате чего плотность брикета повышается и обеспечивается более равномерное распределение ее по объему, коэффициент бокового давления увеличивается.

Смазки, снимающие трение между порошком и стенками матрицы пресс – формы и не оказывающие какого – либо существенного воздействия на порошок, получили название инертных в отличие от активных смазок, оказывающих влияние на трение между частицами и вызывающие разрушение или облегчающих деформацию за счет адсорбционного понижения прочности.

5. Как определить относительную плотность порошкового объекта? Что она характеризует?

Относительная плотность – отношение насыпной (объемной) плотности к плотности беспористого (истинного) материала; характеризует долю пространства, занимаемого материалом порошка. Максимальная плотность утряски достигается на порошках со сферической формой частиц при минимальной шероховатости их поверхности.

Относительный объем:

Относительная плотность характеризует долю объема, занимаемого в порошке частицами:

Пористость характеризует долю объема, занимаемого в порошке порами:

γ_к – табличная плотность материала порошка

V_к –удельный объем компактного металла

6. Как определить пористость порошкового объекта?

Пористость – это доля объема пор в общем объеме пористого материала (от 0 до 1), часто количественно выражается в процентах (от 0 до 100). Сплошной материал имеет пористость 0 % т.е. без пор, а 100 %-я пористость невозможна, но приближенную к ней имеют пена, аэрогель и т. п. Пористость заключается в том, что твердые тела не является сплошным, а они прорезаны множеством отверстий и ходов между отдельными кусочками (зернами) вещества (т.е. состоят из частиц разделённых ячейками воздуха или другого газа (порами)). Поры бывают разной величины, от крупных, видимых невооруженным глазом, до чрезвычайно мелких, едва различаемых с помощью микроскопа.

7. Уравнение прессования Бальшина и возможные отклонения от него

Количественная зависимость плотности брикета от давления прессования:

lg p = -L (β-1) + lg p_max

и lg p = -m·lg β + lg p_max

или lg p = -m·lg θ + lg p_max

где p – приложенное давление прессования; p_max – давление прессования, обеспечивающее получение беспористой прессовки; L и m – постоянные, учитывающие природу прессуемого материала и называемые соот-но фактором и показателем прессования; β и θ – соот-но относительный объем и относительная плотность прессовки. Первое уравнение часто называют первым уравнением прессования Бальшина (полулагорифмическим), второе и третье принято называть вторым (или логарифмическим) уравнением прессования Бальшина.

Фактор прессования L связан с величиной контактного давления σ_к зависимостью где К' – постоянный коэффициент; h_к – приведенная высота порошкового тела (прессовки), имеющего плотность 100 %; h₀ – первоначальная высота порошкового тела.

Следовательно, L может быть постоянным только при σ_к = const, так как h_к и h_o для отмеренной навески порошка есть величины постоянные. На самом деле σ_к ≠ const и растет как за счет упрочнения материала частицы порошка в процессе прессования, так и вследствие изменения схемы его напряженного состояния.

Для идеального процесса прессования (т.е. при отсутствии внешнего трения) второе и третье уравнения примут вид

p(V)^m = p_max = p_к = const

p(γ)^m = p_max = p_к = const,

где p_к – максимальное (критическое) давление прессования, соответствующее максимальному уплотнению и равное по величине давлению истечения (численно – это твердость материала при максимальной степени его упрочнения).

Показатель прессования т характеризует свойства порошка и может быть определен опытным путем или рассчитан по формуле m = 2 + γ /Δ γ, где Δγ = γ – γ₀, а γ₀ – относительная плотность исходного порошкового тела до приложения нагрузки к нему.