![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Формообразования заготовок
Наряду с плотностью материала качество СВС-прессованного изделия определяется его размерной точностью, которая, в свою очередь, определяет трудоемкость последующих операций механической обработки. Вот почему практический интерес представляет исследование закономерностей формообразования. Для проверки предположения о влиянии реологических свойств материала заготовки на формообразование анализировался процесс формообразования для двух типов материалов – с низким и высоким сопротивлением деформации [162, 210]. Низкопрочным материалом служил сплав TiC-20% Ni с температурой Т к = 2270 оС, начальной плотностью r 10 = 0, 5 и объемной долей жидкой фазы mL = 0, 27. Карбид титана TiC выступал в роли модельного высокопрочного материала. С целью повышения сопротивления деформации для карбида TiC принимались следующие параметры: температура прессования Т к = 1730 оС, т.е. на 540 oС ниже, чем для сплава TiC-20% Ni; начальная относительная плотность твердой фазы rS = 0, 53, что соответствует теоретическому значению насыпной относительной плотности, и отсутствует жидкая фаза (mL = 0). На рис. 5.6 приведены результаты расчета формы сечения заготовок после прессования при давлении q = 120 МПа. Эти данные показывают, что в СВС-прессованной заготовке формируются две зоны– центральная и периферийная. Центральная зона имеет одинаковую высоту и, следовательно, деформируется однородно. Вокруг однородно деформируемой центральной зоны находится неоднородно деформируемая периферийная зона. При прессовании сплава TiC-20% Ni высота заготовки в периферийной зоне увеличивается при приближении к ее боковой поверхности. Сама боковая поверхность искривляется и становится вогнутой. Плотность материала при приближении к боковой поверхности уменьшается (рис. 5.6, а). В случае прессования карбида титана TiC при приближении к боковой поверхности высота заготовки уменьшается, а плотность материала увеличивается (рис. 5.6, б). Неоднородный характер формообразования и распределения плотности по объему заготовки при изотермическом прессовании с однородным начальным распределением температуры и реологических свойств следует связать с различием реологических свойств продуктов синтеза и материала оболочки. Рассмотрим более подробно механические свойства деформируемых материалов.
Сопротивление деформации литых несжимаемых материалов оценивается, как правило, по результатам испытаний на растяжение. Сопротивление деформации порошковых сжимаемых материалов характеризуют кривые уплотнения, связывающие деформирующее напряжение s с относительной плотностью порошка r. Экспериментальное построение кривых уплотнения осуществляют по результатам одностороннего прессования в закрытой пресс-форме или при изостатическом прессовании. Уменьшение объема и уплотнение порошков происходят при отрицательном значении шаровой части тензора напряжений, поэтому для теоретической оценки сопротивления деформации порошковых материалов по теории течения сначала получают зависимость гидростатического напряжения s = 1/3 sijdij от скорости объемной деформации е = eijdij. Затем по зависимости s (е) строят кривую уплотнения s (r). Дисперсные материалы имеют различную начальную (насыпную) плотность, поэтому для сопоставления кривых уплотнения s (r) удобно рассматривать относительную плотность для нелинейно-вязких продуктов СВС
для сыпучего материала оболочки
Для склерономного материала сыпучей оболочки с пороговым механизмом пластической деформации величина деформирующего напряжения s инвариантна к скорости деформации и непосредственно определяется функциями плотности a 2(r), y (r) и прочностью частиц tb (формула (5.6)). Для реономного вещества продуктов СВС согласно (5.5) сопротивление деформации зависит от скорости объемной деформации е, поэтому зависимость s (
Выше уже отмечалось, что уплотнение заготовки происходит в основном за счет осевой деформации. Совместно с осадкой заготовки происходит осадка и уплотнение оболочки. Рассмотрим процесс формообразования при совместном деформировании заготовки и оболочки. В деформируемом объеме выделим заготовку 1 и кольцевую зону оболочки К с высотой h К, которая равна высоте заготовки: h К = h 1 (рис. 5.8, а). При прессовании общая высота деформируемого объема уменьшится на D h. При этом высота заготовки h 1 уменьшится на D h 1, а высота элемента К – на D h К. Если сопротивление деформации материала оболочки будет выше, чем продуктов СВС, то кольцевой элемент оболочки К 1 будет осаживаться в меньшей степени, чем заготовка: D h К < D h 1 (рис. 5.8, б). И, наоборот, если прочность заготовки выше, чем оболочки, то деформация элемента оболочки К будет больше деформации заготовки: D h К > D h 1 (рис. 5.8, в). В силу неразрывности поля скоростей осевая деформация боковой поверхности заготовки будет определяться осевой деформацией сопряженной с ней кольцевой оболочки. При низкой прочности в продуктах синтеза, когда D h К < D h 1, осадка боковой поверхности заготовки будет меньше, чем осадка центральных объемов заготовки, и опорные поверхности становятся вогнутыми. Именно этот случай имеет место при прессовании в песчаной оболочке сплава TiC-20% Ni. Аналогичным образом объясняется и вогнутость боковой поверхности заготовки, формообразование которой определяется величиной радиальной деформации. В случае прессования высокопрочной заготовки из карбида титана TiC при D h К > D h 1 боковая поверхность заготовки осаживается в большей степени, чем центральные объемы, и ее опорные поверхности получаются выпуклыми. Таким образом, различие реологических свойств деформируемых материалов приводит к возмущению поля скоростей на границе заготовки и оболочки и к неоднородному деформированию и уплотнению прилегающих к границе объемов.
а б в Р и с. 5.8. Схема формообразования заготовки
|