Исследование влияния работы уплотнения на закономерности деформации и уплотнения при горячей штамповке - Производство и технологии лабораторная работа
Главная
Производство и технологии
Исследование влияния работы уплотнения на закономерности деформации и уплотнения при горячей штамповке
Установление закономерности уплотнения и деформации пористой порошковой заготовки при ее горячей штамповке в жесткой матрице. Обобщение способов горячего квазиизостатического прессования порошковых материалов. Процесс прессования порошковых заготовок.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ УПЛОТНЕНИЯ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИИ И УПЛОТНЕНИЯ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ШТАМПОВКЕ
Цель работы : установить закономерности уплотнения и деформации пористой порошковой заготовки при её горячей штамповке в жесткой матрице.
уплотнение деформация порошковый заготовка
Для получения низкопористых порошковых и композиционных материалов разработаны различные способы горячей обработки давления: статическое прессование, изостатическое и квазиизостатическое прессование, одно- и двухосная ковка, штамповка, прокатка, экструзия пористого тела, штамповка свободно насыпанных порошков и др.
При статическом горячем прессовании (активированное спекание) совмещаются процессы прессования и спекания. Этот метод широко применяется при формовании плохо прессуемых композиций на основе боридов, карбидов, силицидов и др. По характеру явлений, происходящих при горячем прессовании, этот процесс стоит ближе к спеканию, чем к прессованию. Уплотнение металлических порошков при высоких температурах прессования обусловлено процессами вязкого течения компактного материала частиц порошка, окружающего пору. В зависимости от величины приложенных давлений в основе изменения плотности могут лежать процессы пластической деформации, нестационарного и стационарного диффузионного крипа. На скорость уплотнения пористой заготовки при горячем прессовании оказывают влияние температура нагрева, давление и длительность выдержки. Обычно давление при горячем прессовании не превышает , а время выдержки составляет несколько минут, но в отдельных случаях они могут иметь более высокие значения. Однако невысокая производительность процесса и довольно сложное оборудование ограничивают применение горячего прессования. Горячее выдавливание металлических порошков и спеченных заготовок применяют при производстве изделий сложного состава. Процесс позволяет изготавливать трубки, пластины, низкопористые порошковые длинномерные заготовки различного сечения.
Горячее квазиизостатическое прессование порошковых материалов осуществляется путем штамповки в «жидкой» матрице на кузнечно-прессовом оборудовании. При этом в металлической матрице размешаются вставки из компактного несжимаемого материала (например, ), в которой имеется полость соответствующей конфигурации, заполненная порошком. При температуре прессования материал вставки размягчается и передает внешнее давление, уплотняемому порошковому материалу. Другим вариантом квазиизостатического прессования является процесс, включающий формование порошковой заготовки, ее спекание, предварительную засыпку нагретого керамического порошка передающей среды в жесткую матрицу (или контейнер), установку в ней нагретой порошковой заготовки, окончательную засыпку нагретого керамического порошка с последующим прессованием. По технологии получают порошковые заготовки, требующие дополнительной механической обработки.
Одним из наиболее перспективных способов получения горячепрессованных низкопористых материалов является динамическое горячее прессование порошковых заготовок в жесткой матрице, разработанный в ЮРГТУ (НПИ) и названный позже горячей штамповкой . включает операции приготовления порошковой шихты требуемого состава, её дозировки и холодного прессования, кратковременного нагрева заготовок в различных средах (при отсутствии необходимости в гомогенизации материала), их допрессовки в закрытых или открытых штампах на быстроходных прессах и молотах, выбивки и охлаждения с требуемыми скоростями. При реализации технологии , наряду с процессами формообразования изделий и уплотнения пористого материала, обеспечиваются сращивание частиц на контактных поверхностях и структурообразование порошкового материала с повышенными функциональными свойствами. С целью получения порошковых низкопористых изделий с заданным распределением плотности по их высоте разработаны различные схемы горячего доуплотнения: одно и двухсторонняя штамповка; штамповка с плавающей (или подвижной) иглой и плавающей (или неподвижной) матрицей.
В ЮРГТУ (НПИ) предложены перспективные способы горячей штамповки, обеспечивающие расширение номенклатуры горячепрессованных порошковых изделий: горячее уплотнение пуансонами, незаходящими в полость «плавающей» матрицы, позволяющее получать плоские изделия при снижении усилия штамповки; горячая штамповка с элементами экструзии, обеспечивающая формообразование элементов деталей сложной формы, отсутствующих на спеченных заготовках простой формы, а также формирование структуры горячедеформированных порошковых материалов с повышенными свойствами; «зонная» штамповка, при которой заготовка подвергается неравномерному нагреву; горячая штамповка по схеме вдавливания, предусматривающая полный и непрерывный контакт поверхностей заготовки и формующего инструмента, обеспечивающий получение детали с продольными пазами; горячая поперечная штамповка, при которой уплотнение осуществляется в направлении, нормальном осевому перемещению инструмента в виде дорна. С целью изготовления длинномерных трубчатых деталей из труднодеформируемых материалов (например, высокомарганцовистой порошковой стали ) с повышенными физико-механическими свойствами разработаны комбинированные способы , сочетающие осадку и поперечное уплотнение по внутренней и наружной поверхностям нагретой заготовки.
В общем случае уравнение баланса работ имеет вид
где - приведенная (удельная) работа единицы объема порошкового материала, ;
- потери удельной работы, связанные с неоднородностью распределения плотности порошкового материала;
-удельная работа формоизменения и уплотнения.
При оптимальных значениях геометрического фактора зоны деформации порошковой заготовки (где - высота и диаметр изделия) потери на трение и связанные с неоднородностью распределения плотности минимальны. Без учета потерь на трение в условиях равномерной деформации уравнение (1.1) примет вид
В процессе пористой заготовки (рис. 1.1)при наличии технологического зазора схема деформированного состояния изменяется от одноосного до одностороннего сжатия. По мере заполнения полости штампа коэффициент бокового давления увеличивается от , при наличии технологического зазора, до на заключительном этапе . Среднее значение составляет 0,94 и напряженное состояние близко к изобарическому. В процессе горячего уплотнения уменьшается высота заготовки от до за счет её осадки и увеличивается диаметр заготовки за счет заполнения технологического зазора и упругой деформации матрицы.
Рисунок 1.1.- Схема порошковых материалов. -давление ; - боковое давление; 1-матрица; 2, 3- нижний и верхний пуансоны; 4-нагретая пористая порошковая заготовка; 5- горячедеформированная заготовка.
Для определения среднего напряжения и объёмной деформации рассмотрим напряженно-деформированное состояние порошкового материала в процессе без учета сил трения, описываемое тензорами напряжений и деформаций :
где-радиальная; -высотная деформации.
а объёмная деформация определяется как сумма диагональных членов тензора деформаций:
где и - объём порошковой заготовки до и после деформации.
С учетом реологического уравнения состояния (, где - коэффициент сжимаемости, МПа)сжимаемой пористой среды выражение для приведенной работы уплотнения единицы объема запишется в виде
В процессе осевой порошковых изделий цилиндрической формы можно принять, что при отсутствии технологического зазора форма тела не изменяется, а происходит только уплотнение порошкового материала. При в условиях изобарического напряженного состояния и равен изотропной части тензора напряжений
а девиатор тензора напряжений равен нулю (). Тогда значения приведенных работ деформирования и уплотнения равны и уравнение (1.2) с учетом зависимости (1.3) примет вид
На основе результатов экспериментальных исследований влияния приведенной работы на объёмную деформацию определим коэффициент сжимаемости:
Для описания закономерностей уплотнения нагретой пористой заготовки в процессе проф. Ю.Г. Дорофеевым предложены политропические, экспоненциальные и логарифмические уравнения. Экспериментальные закономерности могут быть описаны уравнениями уплотнения:
где - максимальная приведенная работа уплотнения, обеспечивающая получение беспористого материала;
- суммарная работа деформации единицы пластически смещенного объёма частиц;
- максимальная доля объёма частиц, пластически деформированных в течение всего процесса уплотнения;
- исходная плотность порошковой заготовки;
- относительная плотность горячедеформированного порошкового материала ();
Уравнения (1.4),(1.5) могут быть представлены в виде линейных функций
позволяющих определить параметры уравнений уплотнения на основе экспериментальных данных.
Используя континуальную модель пористого тела, проф. Л.И. Тучинским получено энергетическое уравнение уплотнения композиционных материалов, упрочненных дисперсными сферическими частицами или хаотично ориентированными волокнами, а также неармированных порошковых материалов при горячей штамповке в жесткой матрице:
где -сопротивление пластической деформации компактного материала;
- исходная пористость порошковой заготовки.
Выполнение практической части работы
- весы аналитические электрические;
- пресс-формы для холодного прессования и горячей штамповки;
- спрессовать формовки при постоянном давлении ;
-измерить высоту и диаметр , определить массу , объем , и плотность формовки , ;
- нагреть пористую холоднопрессованную формовку в течение при температуре ;
- провести при различных значениях , м;
- определить объём и плотность , высотную , радиальную и объемную деформации; и относительную плотность ;
- результаты расчета занести в таблицы 1.1-1.4;
- рассчитать параметры уравнений уплотнения, приведенных к линейным функциям :
используя метод наибольших квадратов
Таблица 1.1 - Размеры, плотность и пористость формовок
Таблица 1.2.- Размеры, плотность и пористость ГДПМ
Таблица 1.3.- Значения высотной, радиальной и объёмной деформаций заготовки при
Таблица 1.4.- Вспомогательные данные для расчета параметров уравнений уплотнений
Прессование как одна из ключевых операций технологии получения изделий из металлических и других порошков. Аппроксимирующие кривые уплотнения порошков железа и меди. Метод горячего прессования. Методика определения кривых уплотнения порошковых материалов. контрольная работа [750,4 K], добавлен 21.02.2010
Порошковая металлургия. Основными элементами технологии порошковой металлургии. Методы изготовления порошковых материалов. Методы контроля свойств порошков. Химические, физические, технологические свойства. Основные закономерности прессования. курсовая работа [442,7 K], добавлен 17.10.2008
Специфика поведения порошковых материалов типа гафний-бор под действием ударного импульса. Модель физико-химических процессов в реагирующей порошковой среде гафний-бор. Рекомендации к промышленному производству диборида гафния с заданием формы детали. курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.08.2012
Технический процесс, применение, спекание и окончательная обработка порошковых изделий. Технология производства и свойства металлических порошков. Особенности формования заготовок из порошковых материалов. Сущность и эффективность порошковой металлургии. контрольная работа [871,3 K], добавлен 30.03.2010
Классификация бетонов. Компоненты для приготовления бетонной смеси. Контроль качества. Физико-механические основы формования и уплотнения. Статическое прессование. Влияние состава смеси и продолжительности прессования на плотность и прочность материала. курсовая работа [158,5 K], добавлен 09.04.2012
Выполнение инженерных расчетов по технологии прокатного передела на примере определения показателей деформации листового проката. Вычисление геометрических размеров полосы по клетям при горячей (холодной) прокатке. Расчет показателей деформации. курсовая работа [84,6 K], добавлен 17.12.2013
Металлофизическая характеристика и поведение обрабатываемых сплавов при пластической деформации. Технико-экономическое обоснование технологии и оборудования цеха. Расчет термомеханических и энергосиловых параметров горячей обработки усилия прессования. курсовая работа [610,3 K], добавлен 08.06.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Исследование влияния работы уплотнения на закономерности деформации и уплотнения при горячей штамповке лабораторная работа. Производство и технологии.
Реферат: Трудовое правоотношение понятие, субъекты и содержание
Реферат по теме Буддизм в Китае и Японии
Сочинение по теме Творчество Чингиза Айтматова
Эссе Алкоголь Состав
Шпаргалки: Социология
Темы Дипломных Работ По Менеджменту Организации
Организация Управления Проектами Курсовая
Сочинение По Роману Тургенева Дым Сочуна
Конспекты лекций: Экономический анализ
Дипломная работа по теме Управление ценными бумагами
Реферат по теме Понятие истины в философии
Дипломная работа по теме Параметры и характеристики емкостных охранных устройств
Реферат: История Севастополя
Реферат: Товароведение и экспертиза однородных групп товаров 2
Курсовая работа: Рекреационные ресурсы Королевства Испания
Реферат: Public Service Essay Research Paper Public service
Сочинение На Тему Почему Базаров Умирает
Курсовая работа по теме Исследование и расчет виброопор трубопроводов
Реферат по теме Мачок желтый (глауциум желтый)
История Создания Антибиотиков Реферат
Автоматизация газоперекачивающего агрегата дожимной компрессорной станции "Газпром добыча Уренгой" - Производство и технологии дипломная работа
Особенности и эффективность маркетинга транспортных услуг - Маркетинг, реклама и торговля дипломная работа
Маркетинг на рынке труда - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа