ОСОБЕННОСТИ УПЛОТНЯЕМОСТИ ДВУХФАЗНЫХ ПОРОШКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Установление зависимости между приложенным давлением и плотностью прессовок - одна из важнейших задач теории и пpaктики холодного прессования порошков, поэтому изучению этого вопроса посвящены многочисленные исследования [1-4]. Уплотнение порошка происходит за счет скольжения частиц относительно друг друга, деформации приконтактных областей частиц объемной деформации; на этом основании в [1,2] предложено процесс уплотнения делить на три стадии.
В настоящей работе исследована зависимость плотности прессовок из различных порошков от давления статического прессования.
Например, двухфазные композиции металл - алмаз широко используются в производстве алмазно-абразивных инструментов на металлических связках. Наличие частиц твердых фаз в пластичной металлической основе затрудняет деформацию и уплотнение порошковых двухфазных смесей [1,4]. По данным [3] введение 10% (объемных) порошка TiC к титановым гранулам замедляет уплотнение в 5...20 раз. Верник Е.Б. установил, что влияние введения алмaзoв на относительную плотность порошкового проката незначительное [2].
В настоящей работе образцы получали прессованием на гидравлическом прессе при давлениях от 200 до 1000 МПа. Использовали смеси порошков электролитической меди, а в ряде опытов восстановленного железа, с введением до 18,83 мас.% углеродсодержащих включений (алмазных синтетических порошков марок от АСМ 5/3 до АСР 80/63, графита), т.е. различной зернистости. Влияние содержания алмазного наполнителя на уплотняемость двухфазных смесей металл - алмаз оценивали по изменению пористости формовок. Изучались порошковые смеси на никелевой основе с твердыми включениями карбидов ниобия, циркония, вольфрама на основании литературных данных [1,4] где представлена зависимость относительной плотности (пористости) от давления прессования.
По уравнениям Бальшина М.Ю. был проведен расчет численных значения фактора прессования (Z), который показывает уплотняемость на этапе перемещения частиц в поры, и показателя уплотняемости (m), хаpaктеризующего уплотняемость на всем пути прессования, включая этапы пластической и объемной деформации частиц, а так же по уравнению К. Конопицкого постоянной (А), показывающей уплотняемость на этапе объемной деформации частиц порошка. Был рассчитан предел текучести для исследуемых смесей по формуле Торре ( постоянная А из уравнения К.Конопицкого). По уравнению И.Д. Радомысельского и Н.Н. Щербаня для трех стадии прессования была рассчитана постоянная n. В логарифмических координатах представлена зависимость, относительной плотности прессовок от давления прессования имеет линейный вид (рис.1).
Данные, полученные в результате аналитических исследований для смесей на медной основе с алмазными включениями марок АСМ 20/14 и АСР 80/63, и на железной основе с графитовыми и алмазными включениями, а так же на никелевой основе с включениями карбидов ниобия, циркония и вольфрама представлены в табл.1.
Анализируя полученные графические данные и численные значения констант уплотняемости, можно наблюдать три стадии прессования.:
- p < p 2 ;
- p2 < p < p3 ;
- p < p3 .
Таблица 1. Влияние твердого наполнителя на уплотняемость
|
Стадии прессования |
Интервалы относительной плотности, г/см2 |
Композиция |
Содержание наполнителя, мас.% |
Постоянная n |
Константы Z |
Константы m /A |
σ0,2, МПа |
|
|
Осно-ва |
Напол-нитель |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
I |
50,12 - 66,07 |
Fe |
Графит |
1,95 |
0,25 |
0,97 |
1,13/- |
50,05 |
|
48,98-61,66 |
АСР 80/63 |
10,34 |
0,21 |
1,19 |
4,38/- |
86,05 |
||
|
64,57-79,43 |
Cu |
АСМ 20/14 |
10,39 |
0,13 |
2,43 |
7,30/ 153,28 |
76,64 |
|
|
67,61-74,13 |
АСР 80/63 |
10,39 |
0,22 |
1,82 |
5,37/- |
32,43 |
||
|
60,26-66,07 |
АСР 80/63 |
5,48 |
0,22 |
1,27 |
3,98/- |
31,39 |
||
|
54,95-79,43 |
Fe |
Графит |
1,00 |
0,27 |
1,04 |
4,26/ |
611,11 |
|
|
57,54-81,28 |
3,00 |
0,25 |
1,28 |
4,69/ |
560,61 |
|||
|
2 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
|
60,26-77,62 |
5,00 |
0,18 |
1,44 |
5,16/ |
521,98 |
|||
|
64,57-75,86 |
10,00 |
0,15 |
1,78 |
5,95/ |
485,00 |
|||
|
69,18-74,13 |
15,00 |
0,06 |
4,43 |
7,23/ |
442,48 |
|||
|
70,79-74,13 |
20,00 |
0,07 |
6,50 |
7,65/ |
- |
|||
|
53,70-75,86 |
Fe |
- |
- |
0,25 |
1,19 |
4,20/ |
809,85 |
|
|
51,29-63,10 |
Ni |
NbC |
2,00 |
0,15 |
1,51 |
4,86/- |
1088,89 |
|
|
50,12-54,95 |
5,00 |
0,08 |
1,14 |
4,35/- |
1775,00 |
|||
|
50,12-54,95 |
10,00 |
0,08 |
1,09 |
4,28/- |
2073,55 |
|||
|
52,48-56,23 |
20,00 |
0,06 |
1,06 |
3,66/- |
2156,25 |
|||
|
51,29-57,54 |
ZrC |
2,00 |
0,10 |
1,04 |
3,79/- |
1260,85 |
||
|
51,29-53,70 |
5,00 |
0,04 |
0,97 |
3,52/- |
1675,70 |
|||
|
50,12-53,70 |
10,00 |
0,06 |
0,87 |
3,30/- |
1847,20 |
|||
|
II |
66,07-77,62 |
Fe |
Графит |
1,95 |
0,32 |
- |
-/100,10 |
|
|
61,66-69,18 |
АСР 80/63 |
10,34 |
0,23 |
- |
-/172,11 |
|
||
|
74,13-87,10 |
Cu |
АСР 80/63 |
10,39 |
0,16 |
- |
- |
|
|
|
66,07-85,11 |
АСР 80/63 |
5,48 |
0,26 |
- |
- |
|
||
|
79,43-89,13 |
Fe |
Графит |
1,00 |
0,17 |
- |
- |
|
|
|
81,28-87,10 |
3,00 |
0,10 |
- |
- |
|
|||
|
77,62-85,11 |
5,00 |
0,40 |
- |
- |
|
|||
|
75,86-87,10 |
10,00 |
0,27 |
- |
- |
|
|||
|
74,13-87,10 |
15,00 |
0,32 |
- |
- |
|
|||
|
74,13-85,11 |
20,00 |
0,11 |
- |
- |
|
|||
|
75,86-79,43 |
Fe |
____ |
____ |
0,10 |
- |
- |
|
|
|
63,10-70,79 |
Ni |
NbC |
2,00 |
0,28 |
- |
- |
|
|
|
2 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
|
54,95-64,57 |
5,00 |
0,23 |
- |
- |
|
|||
|
54,95-63,10 |
10,00 |
0,20 |
- |
- |
|
|||
|
56,23-66,07 |
20,00 |
0,23 |
- |
- |
|
|||
|
57,54-67,61 |
ZrC |
2,00 |
0,32 |
- |
- |
|
||
|
53,70-67,61 |
5,00 |
0,27 |
- |
- |
|
|||
|
53,70-64,57 |
10,00 |
0,27 |
- |
- |
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
III |
87,10-93,32 |
Cu |
АСР 80/63 |
10,39 |
0,33 |
- |
-/64,86 |
|
|
85,11-100,00 |
АСР 80/63 |
5,48 |
0,78 |
- |
-/62,78 |
|
||
|
89,13-93,32 |
Fe |
Графит |
1,00 |
0,40 |
- |
-/1222,22 |
|
|
|
87,10-93,32 |
3,00 |
0,30 |
- |
-/1121,21 |
|
|||
|
85,11-93,32 |
5,00 |
0,13 |
- |
-/1043,96 |
|
|||
|
87,10-95,50 |
10,00 |
0,13 |
- |
-/970,00 |
|
|||
|
87,10-95,50 |
15,00 |
0,01 |
- |
-/884,96 |
|
|||
|
85,11-91,20 |
20,00 |
0,20 |
- |
- |
|
|||
|
79,43-89,13 |
Fe |
____ |
____ |
0,25 |
- |
-/1750,00 |
|
|
|
70,79-74,13 |
Ni |
NbC |
2,00 |
0,17 |
- |
-/2177,78 |
|
|
|
64,57-75,86 |
5,00 |
0,58 |
- |
-/3550,00 |
|
|||
|
63,10-72,44 |
10,00 |
0,50 |
- |
-/4147,10 |
|
|||
|
66,07-70,79 |
20,00 |
0,25 |
- |
-/4312,50 |
|
|||
|
67,61-75,86 |
ZrC |
2,00 |
0,25 |
- |
-/2521,70 |
|
||
|
67,61-72,44 |
5,00 |
0,60 |
- |
-/3351,40 |
|
|||
|
64,57-70,79 |
10,00 |
0,33 |
- |
-/3694,40 |
|
На I этапе деформации сыпучей среды, происходит перемещение частиц порошка в поры, причем с ростом давления прессования плотность прессовок возрастает за счет лучшей укладки частиц, и в меньшей мере, за счет роста их контактной поверхности. Этап II хаpaктеризуется дальнейшим ростом контактной поверхности за счет деформации объема частиц, непосредственно прилегающего к контактам, это - стадия перехода от сыпучей к пористой связной среде. В точках касания частиц порошков развивается смятие. На этапе III развивается пластическая деформация частиц металлической основы - процесс деформации охватывает значительную часть объема частиц. Неперерезаемые частицы наполнителя являются препятствием для перемещения дислокаций. Причем уплотнение всех изученных в данной работе порошков подчиняется общим закономерностям прессования [1-4]: на начальных стадиях интенсивность уплотнения имеет максимальные значения, на последних - минимальные. Для каждого порошка можно выделить несколько линейных участков (интервалы относительной плотности для разных стадий прессования приведены в табл. 1).При повышении давления прессования наблюдается переход к линейным участкам с меньшем угловым коэффициентом, что отражено в численных значениях константы n
Вид, размер и количество частиц наполнителя влияют на движение и торможение дислокаций. Так, для композиций железный порошок - графит при давлении прессования 600 МПа получаются следующие значения плотности ρ образцов при изменении количества графита Гр:
Гр, % ... 0 3 5 10 15 20
ρ, г/см2 ... 6,4 6,3 6,1 5,6 5,0 4,3
У композиций никель - карбид ниобия NbC имеют место следующие данные:
NbC, % ... 2 5 10
ρ, г/см2 ... 6,10 5,60 5,55
Как видно, введение в композицию частиц твердого наполнителя снижает плотность прессуемых образцов.
Литература:
- Андриевский Р.А. Порошковое метериаловедение.- М.: Металлургия, 1991. 154 с.
- Витязь П.А., Капцевич В.М., Косторнов А.Г. Формирование структуры и свойств пористых порошковых материалов - М: Металлургия. 1993. 240 с.
- Скороход В.В., Солонин Ю.М., Уварова И.В. Химические, диффузионные и реологические процессы в технологии порошковых материалов - Киев: Наук. думка. 1990. 248 с.
- Федорченко И.М. Порошковая металлургия. Материалы, технология,свойства, области применения: Справочник. - Киев: Наук. Думка. 1985. 624 с.
Статья в формате PDF
400 KB...
08 12 2024 17:37:32
Проблема формирования здоровья детей в дошкольных образовательных учреждениях (ДОУ) остаётся актуальной до сих пор. На основе применения низкоинтенсивного лазерного излучения ( НИЛИ) были разработаны способы низкоинтенсивной лазерной реабилитации (НИЛР). В результате НИЛР детей достигались снижение показателей респираторной заболеваемости, экстренной медицинской помощи, госпитализации, временной утраты трудоспособности родителей. Рост среднего показателя здоровья и показателя динамичности здоровья отражали повышение уровня здоровья детей. НИЛР доступна, эффективна и безопасна.
...
07 12 2024 19:25:50
В Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам осуществлена государственная регистрация оригинального алгоритма и базы данных «Drug», позволяющих прогнозировать новые виды действия известных лекарственных средств. Программа основана на сравнении набора квантово-химических и геометрических дескрипторов молекул методами многомерной статистики. Результаты работы алгоритма получили пpaктическое подтверждение для четырех препаратов.
...
06 12 2024 2:57:35
Статья в формате PDF
289 KB...
05 12 2024 18:15:58
В статье описывается способ диагностики хронической сердечной недостаточности у больных ишемической болезнью сердца с помощью метода дерева классификации, который позволяет с использованием клинических показателей диагностировать функциональный класс со статистической достоверностью.
...
04 12 2024 0:18:34
Статья в формате PDF
323 KB...
01 12 2024 22:33:54
Статья в формате PDF
117 KB...
30 11 2024 18:32:13
Статья в формате PDF
112 KB...
29 11 2024 5:35:50
Статья в формате PDF
122 KB...
28 11 2024 6:46:54
Статья в формате PDF
122 KB...
27 11 2024 0:25:36
Статья в формате PDF
129 KB...
26 11 2024 12:18:19
Статья в формате PDF
115 KB...
25 11 2024 1:16:17
В работе исследовали влияние этацизина и димефосфона на cмepтность белых мышей и динамику поведенческих реакций в условиях хронического гиподинамического стресса. Показано токсическое влияние этацизина: увеличение cмepтности животных и негативное влияние на поведенческие реакции. Димефосфон не оказывал влияния на летальность и проявлял стресспротекторное
...
23 11 2024 22:36:27
Статья в формате PDF
114 KB...
22 11 2024 3:54:24
Проведен анализ результатов научных исследований об использований труда заключенных филиалов ГУЛАГа в Казахстане для развития народного хозяйства Центрального Казахстана в 30–40-е годы ХХ века. На основе архивных данных были сделаны выводы о том, что заключенные филиалов ГУЛАГа, несмотря на тяжелое социально-экономическое, политически бесправное положение, испытывая все невзгоды, работали на промышленных предприятиях, сельском хозяйстве, на строительстве железных дорог, в голод и холод создавали экономическую базу для укрепления социалистического строя. Из основной категории заключенных выделялись женщины – жены так называемых «изменников Родины». Условия труда и содержание их в лагерях было намного тяжелее, чем у мужчин. Несмотря на это они занимались физическим трудом наравне со всеми заключенными, выполняли норму выработки, повышали производительность труда, не получая за это никаких ослаблении в труде.
...
21 11 2024 16:13:43
Рассматривается проблема организации продуктивной умственной деятельности учащихся общеобразовательных учреждений в системе дидактических принципов современной педагогики. Анализ принципов показывает, что отечественная дидактика в большой мере сохраняет черты традиционной модели обучения и недостаточно учитывает психологическую природу мышления и закономерности продуктивной умственной деятельности при разработке принципов обучения. Выделены основополагающие принципы организации продуктивной умственной деятельности на основе закономерностей развития знания и процесса познания, психологических закономерностей мышления.
...
20 11 2024 7:55:21
Статья в формате PDF
109 KB...
19 11 2024 6:39:47
Статья в формате PDF
120 KB...
18 11 2024 4:10:48
Статья в формате PDF
138 KB...
17 11 2024 23:42:45
На примере самозарастания песчаных карьеров разработана модель, описывающая формирование растительности в ходе первичной сукцессии на территории со сложным рельефом поверхности и соседством контрастных экотопов.
...
16 11 2024 3:14:41
Статья в формате PDF
111 KB...
15 11 2024 3:31:58
Статья в формате PDF
133 KB...
14 11 2024 12:13:29
Статья в формате PDF
109 KB...
13 11 2024 18:22:46
Статья в формате PDF
124 KB...
12 11 2024 14:22:11
Статья в формате PDF
311 KB...
11 11 2024 9:10:34
Статья в формате PDF
119 KB...
10 11 2024 1:11:17
Статья в формате PDF
80 KB...
09 11 2024 11:11:24
Статья в формате PDF
115 KB...
08 11 2024 11:23:54
Статья в формате PDF
132 KB...
06 11 2024 4:37:15
Статья в формате PDF
255 KB...
05 11 2024 0:43:25
Статья в формате PDF
114 KB...
03 11 2024 3:32:41
Статья в формате PDF
109 KB...
02 11 2024 20:34:44
Статья в формате PDF
138 KB...
31 10 2024 21:56:14
Статья в формате PDF 251 KB...
30 10 2024 15:52:36
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
