3.3.4. Прессование брикетов повышенной плотности

За рубежом значительное внимание уделяется совершенствованию технологии прессования в направлении повышения плотности сырых прессовок. В частности, для повышения плотности прессованных брикетов широко применяется теплое формование. Например, плотность брикета из железного порошка можно повысить на 2,5 %, если порошок перед прессованием нагреть до 180^оС. В большинстве случаев при теплом формовании в порошок добавляют нагретую полимерную жидкость с клеящими свойствами для лучшего сцепления порошковых частиц. Это повышает не только плотность, но и прочность сырого брикета. На практике обычно температура предварительного нагрева порошка и инструментальной оснастки составляет 150 ºC и давление прессования 700 МПа. Нагрев осуществляют с использованием микроволновых устройств или масляных нагревателей. При теплом формовании необходим тщательный контроль температур, поскольку прессовка становится неоднородной по плотности при слишком горячей полимерной добавке. Повышение сырой плотности брикета сопровождается некоторым повышением плотности и спеченного материала, однако если исходные значения сырой плотности одинаковы, то и плотность спеченного брикета существенно не различается.

Для повышения плотности прессовки применяют также повторное прессование с приложением ударной нагрузки. Дополнительное уплотнение создается ударной волной. Повторное ударное прессование повышает однородность плотности и, в конечном счете, снижает коробление брикета при спекании.

Особо высокие давления применяются при прессовании некоторых материалов для получения практически беспористых сырых брикетов. К прессовому оборудованию и оснастке предъявляются повышенные требования, поскольку для достижения особо высокой плотности необходимы очень большие давления (1 – 3 ГПа) и высокие скорости приложения нагрузки. При формовании с высокими давлениями в состав порошка не вводят смазку, поскольку она занимает значительный объем. Ограничиваются смазкой стенок пресс-формы. Соответственно высокие требования предъявляются к чистоте прессуемых порошков, чтобы обеспечить высокий уровень чистоты прессованного брикета.

Большая часть исследований по получению беспористых сырых брикетов не вышла за рамки лабораторий, однако некоторые из них имеют и промышленное значение. Сначала формованием при высоких давлениях получали брикеты простейшей формы, но в последние годы стали получать и более сложные прессовки, например заготовки шестерен. Пуансоны для формования при высоких давлениях должны быть короткими во избежание изгиба. Твердые сплавы на основе карбида вольфрама не применяются для инструментальной оснастки, поскольку после прессования инструмент должен сохранять способность к обработке резанием.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение понятий «прессование порошка» и «прессовка».

2. Нарисуйте простейшую схему пресс-формы и назовите ее детали.

3. Изобразите идеализированную кривую уплотнения порошка при прессовании и охарактеризуйте ее стадии.

4. Объясните причину неоднородной плотности прессовок.

5. Какова количественная зависимость плотности прессовки от давления прессования, предложенная М.Ю. Бальшиным?

6. Нарисуйте диаграмму прессования в логарифмических координатах и проанализируйте ее.

7. Что такое коэффициент бокового давления, какова его величина и от каких факторов он зависит?

8. Что такое давление выталкивания, от каких факторов оно зависит?

9. Что такое упругое последействие, какова его величина?

10. Какие добавки, и с какой целью вводятся в порошок перед прессованием?

11. Практика прессования порошка.

12. От чего зависит прочность прессовок?

13. Какие виды брака при прессовании Вы знаете?

14. Какие материалы применяются для изготовления деталей пресс-форм?