рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Поведение заготовок после снятия давления

Поведение заготовок после снятия давления - раздел Промышленность, Технология и свойства спечённых твердых сплавов Рассматриваемый Вопрос Имеет Большое Практическое Значение, Так Как От Поведе...

Рассматриваемый вопрос имеет большое практическое значение, так как от поведения заготовок после снятия давления и при извлечении их из пресс-формы в значительной степени зависит как успех операции прессо­вания, так и количество брака. Известно, что после снятия давления проявляется так называемое упругое последействие, приводящее к увеличению размеров заготовки, что в свою очередь может приводить к разруше­нию или появлению в ней «расслойных» трещин.

М.Ю. Бальшин указывает, что появлению трещин в заготовке под влиянием внутренних напряжений (упругое последействие) способствуют все факторы, ослабляющие ее прочность. Чрезмерное давление при прессовании также вызывает явление «расслоя», так как упругое последействие растет пропорционально прилагаемому при прессовании давлению, в то время как прочность заготовки возрастает при высоких давлениях медленнее. При прессовании в неразъемных пресс-формах наблюдаются поперечные расслойные трещины, которые образуются при выталкивании заготовки из пресс-формы: это можно объяснить тем, что в некоторые моменты одна часть заготовки находится вне пресс-формы и свободно расширяется, тогда как другая еще остается в прессформе.

Ослаблению явлений разрушения брикета при извлечении из прессформы способствует выдержка под давлением при прессовании, приводящая к релаксации напряжений, возникающих в прессуемой заготовке. Упругое расширение пропорционально приложенному давлению, но меняется нелинейно(Рнорм).

Изменение количества кобальта в смеси с карбидом вольфрама оказывает существенное влияние на упругое расширение брикетов – с повышением содержания кобальта упругое расширение возрастает.

Г.П. Злобин определил, что величина упругого расширения прессовки по высоте (табл. 8.1), примерно в 20 раз больше, чем в поперечном направлении (на специально сконструированной им пресс-форме).

Таблица 8.1. Упругое расширение прессовок из ВК20 (по Злобину).

Масса прессовки, г     Плотность прессовки, г/см3   Упругое расширение, % Давление выпрессовки, МПа    
по диаметру по высоте
    в матрице общее
7,43 0,2 3,3 5,1 3,0
7,35 0,2 3,0 4,4 4,8
7,30 0,2 2,9 4,1 9,5

 

С увеличением навески порошка упругое расширение по высоте снижается, что объясняется тем, что средняя плотность прес­совки падает с увеличением высоты прессовки при одном и том же приложенном давлении.

Давление выталкивания увеличивается с ростом давления прессования.

Жесткость матрицы также влияет на давление выпрессовки. Отношение давления выпрессовки к давлению прессования мало меняется с ростом последнего для прессовок одинаковой массы. Следует также иметь в виду, что для твердосплавных смесей давление выпрессовки после прессования в 3–5 раз меньше потерь на трение, в то время как для медных порошков оно составляет почти 90 %.

 

6.2. Пластифицирующие добавки к смесям

Пластифицирующие вещества, вводимые в смесь перед прессованием, с одной стороны, облегчают скольжение частиц порошка относительно друг друга и стенок пресс-формы, повышая тем самым степень уплотнения смеси, а с другой, придают заготовкам некоторую дополнительную проч­ность за счет клеющей способности пластификатора.

Помимо этого, применяемые в производстве твердых сплавов пласти­фикаторы, должны удовлетворять следующим основным требованиям: легко удаляться из заготовок при сушке или низкотемпературном спекании; не оставлять примесей. Известно несколько веществ (и растворите­лей для них), применяющихся в качестве пластификаторов при прессова­нии смесей в производстве спеченных твердых сплавов.

В отечественной промышленности используют, в основном, синтети­ческий каучук, который вводят в смеси в виде раствора в бензине. Судя по опыту зарубежной промышленности, можно применять гликоль в виде спиртового раствора, камфору в виде раствора в бензине, ацетоне или эфире, смолу (глипталь), растворенную в бензине или ацетоне. Широкое распространение в последнее время получили: парафин, поливинил ацетат, поливинилгликоль, полиэтилен гликоль, поливиниловый спирт.

Сравнение поведения смесей с одинаковым количеством (1 %) разных пластификаторов показывает, что степень уплотнения, характеризуемая давлением прессования, необходимым для достижения определенной плотности, для смесей, содержащих каучук, выше, чем для смесей с гликолем и парафином. Такая прочность при равных количествах пластификаторов оказалась очень низкой для заготовок из смесей с гликолем и значительно более высокой для смесей с каучуком и парафином, причем наименьшую потерю массы при обкатывании имели брикеты с каучуком.

При наличии в прессуемых порошках па­рафина, градиент напряжений в полученном брикете существенно выше, чем в брикете, содержащем каучук. Упругое расширение за счёт градиента напряжений для брикетов, содержащих парафин, также выше при снятии давления и выталкивании брикета из прессформы. по склонности к образованию расслойных трещин. Если в брикетах из смеси WC + 6 % Со с каучуком трещин не наблюдалось при давлениях прессования до 200,0 МПа, то в брикетах с парафином трещины появлялись уже при давлении 160,0 МПа, а при 260,0 МПа все брикеты с парафином имели трещины.

Оценивая свойства каучука и парафина в качестве пластификаторов, предпочтение следует отдать каучуку, особенно, если учитывать, что из изделий с парафином последний должен быть удален перед окончательным спеканием, для чего требуется специально оборудованные печи. Изделия же с каучуком можно подвергать спеканию в одну стадию. Кроме того, для прессования смесей с парафином необходимо иметь пресса, конструкция которых позволяет осуществлять выдержку под давлением.

Недостатком каучука является свойство не полностью удаляться из за­готовки при спекании; этот пластификатор частично обугливается, что приводит к появлению в сплаве свободного углерода и увеличению его общего содержания.

В то время как парафин можно вводить в количестве до 11 %, так как он удаляется нацело.

При введении в смесь ~ 1 % каучука содержание общего углерода в готовом сплаве повышается на 0,1...0,2 %. При недостаточно равномер­ном распределении каучука в смеси в готовом (спеченном) изделии обна­руживается некоторое изменение характера микроструктуры, вследствие местных включений графита. Однако это явление легко устраняется, если обеспечить равномерное распределение каучука. Процесс смешивания порошка с раствором каучука (в бензине) и последующая сушка осуществляется в одном и том же аппарате (двухяросном смесителе).

В настоящее время пластификатор рекомендуется вводить в раз­мольный агрегат. После отгонки размольной жидкости (сушки) сразу по­лучают готовую для прессования смесь с пластификатором. Целесообразно использовать пластификатор, растворимый в размольной жидкости, или подбирать жидкость для размола, в которой может раствориться заранее выбранный пластификатор. Каучук в спирте не растворяется.

Следует указать на влияние условий прессования на свойства. При использовании гранулированных смесей, особенно с повышенной прочностью, жесткостью (пересушенных) в наименее уплотненной части изделия относительно сложной формы давление оказывается недостаточным для раздавливания гранул, что приводит к образованию между гранулами больших пор, которые при спекании могут «не захлопываться» из-за недостаточного капиллярного давления. Такие дефекты, являясь концентраторами напряжений, могут быть причиной поломок твердосплавных изделий.

 

6.2.1. Условия прессования

От степени уплотнения смеси при прессовании зависит степень усадки полученной заготовки при последующем спекании. Чем выше пористость брикета, тем больше изменение его размера после спекания (не путать с относительной плотностью). Если заготовка имеет различную плотность в разных местах, то, естественно, вследствие различной усадки этих мест спеченное изделие будет иметь искаженную форму. Следует учитывать, что при выпрессовке изделия из прессформы возможно разрушение или появление «расслойных» трещин в заготовке из-за проявления упругого последействия, не всегда определяемых, но приводящего также и к увеличению ее размеров. Это особенно характерно для мелкозернистых порошков. Навеска и давление прессования для каждой марки твердого сплава устанавливается опытным путем (подбором).

На основании вышеизложенного можно, подводя итоги прессования твердосплавных смесей в стальной прессформе отметить следующие особен­ности: 1) применение малых давлений 50-200 МПа; 2) обязательно прессование с введением пластификатора, а отсюда требования к нему; 3) давление выталкивания заготовки из пресс-формы в 3–5 раз меньше потерь давления на трение; 4) малая текучесть порошка требует проведения операции гранулирования – получения гранул; 5) большая неравноплотность по высоте и ширине изделия; 6) большое упругое последействие, что требует примене­ния спецоборудования; 7) степень уплотнения заготовок после прессования мало влияет на его окончательные свойства.

Для повышения прочности спрессованных изделий и их транспортировки, после прессования проводят сушку изделий в сушильных шкафах или спецсушилках с лампами инфракрасного света (лучами). Температура » 150-200 °С. При этом улетучивается бензин и происходит вулканизация (или полимеризация) каучука, что повышает прочность прессовок. Для этих процессов нельзя забывать о соблюдении правил охраны труда и техники безопасности.

 

9. Раздел VII. Различные методы формования твердосплавных смесей

7.1. Последовательно-цикличное прессование.

По этому способу прессовку получают не сразу во всем объеме, а после­довательным уплотнением порошка за несколько циклов работы пресса. Особенностью всех видов последовательного прессования является отсут­ствие зависимости между общими габаритами изделия и усилием пресса, которое прикладывается на относительно небольшом участке поверхности прессуемого тела

К последовательному прессованию в принципе можно отнести прокатку и мундштучное выдавливание, но из-за отсутствия цикличности работы оборудования их рассматривают отдельно от недавно предложенной технологии последовательно-поперечного прессования. По этой технологии изделия в виде полых цилиндров получают двумя операциями: сначала из порошка прессуют заготовку методом подвижной иглы, затем в этой же пресс-форме дополнительно уплотняют пуансоном-протяжкой. Операцию выполняют на горизонтально-протяжном стане, получая трубы длиной до 2 м, толщиной – 1 мм (плотность равномерно распределена по всей длине).

На пресс-автомате из твердого сплава получают стержни ø 15 мм и длиной 220 мм.

Последовательное прессование является в настоящее время единственным способом получения твердосплавных стержней длиной более 100 мм и отношением L : D более 4 с различной формой сечения.

(Мундштучное выдавливание не позволяет получить (устойчиво) стержни с диаметром более 5 мм)

Другая область применения этого способа – изготовление цилиндрических прессовок, предназначенных для дальнейшей токарной обработки в пластифицированном состоянии, тогда как в настоящее время получают пластифицированные заготовки только в виде брусков.

7.2. Горячее прессование

Сущность метода – сжатие порошка одновременно с нагревом в широком интервале давления и температуры. Основная технологическая особенность заключается в значительной пластической деформации прессовки в момент спекания. Если при обычном спекании происходит трехмерная усадка изделия, то при горячем – размеры в горизонтальном сечении остаются неизменными, а коэффициент линейной усадки по высоте равен коэффициенту объемной усадки. Получают изделия слож­ной формы и конфигурации с весьма высокой точностью и большой плотностью. Однако, часто поверхность получается неровной из-за взаимодействия кобальта с графитовой пресс-формой.

Недостатки метода: 1) наличие напряжений в заготовке; 2) трудности замера и регулировки температуры; 3) расход пресс-инструмента; 4) низкая производительность; 5) высокая энергоемкость (много потерь тепла); 6) грубая поверхность изделия.

Это делают его не достаточно конкурентноспособным другим способам получения твёрдосплавных изделий

Современная область применения этого метода – получение из твердого сплава крупногабаритных изделий, размеры которых не позволяют использовать обычное холодное прессование; устранения коробления твердосплавных изделий различной формы: кольца, фрезы, резцы и др. Имеется полуавтоматическая установка правки стержней.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Технология и свойства спечённых твердых сплавов

МИСИС.. В С Панов В Н Шуменко Технология и свойства спеч нных твердых сплавов Учебноепособие..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Поведение заготовок после снятия давления

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Технология и свойства спечённых твердых сплавов
    Учебноепособие     УДК 621.762   В пособии рассмотрены физико-химические особенности формования и спекани

Импульсное прессование
Высокая скорость перемещения порошка (нач. V = 200 м/с, в отдельных условиях до 3 км/с) позволяет его называть еще и динамическим прессованием. Источники энергии: взрывчатые вещества (ВВ), сжатые г

Прокатка порошков
Суть заключается в том, что порошок из бункера под действием собственной тяжести подается к вращающимся в разные стороны валкам, захватывается ими за счет сил трения и, уплотняясь, формуется в лент

Мундштучное выдавливание
Впервые метод начал применяться в твердосплавной промышленности для изготовления сверл (З.А. Гольдберг). Суть способа – нагретую до пластического состояния спецзаготовку (с пластификатором) продавл

О влиянии газовой атмосферы и засыпки при спекании на свойства сплавов
Одной из технологических задач в ходе операции спекания является со­хранение заданного состава сплавов, который может при этом изменяться главным образом по содержанию углерода. Нарушение состава п

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги