3 сем / лабы холодный цех / Lab3

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО __________________ ИНСТИТУТ МАШИНОСТРОЕНИЯ, МАТЕРИАЛОВ И ТРАНСПОРТА Высшая школа машиностроения

Студент: Гричачина А.А. Институт: ИММиТ Группа: 3331505/10001 Работа принята________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Исследование свойств изделий из порошковых материалов

1. Цель работы: Знание области применения порошковой металлургии и последовательности технологического процесса; умение выбирать режимы формования деталей и прогнозировать механические свойства спеченных изделий.

2. Сущность порошковой металлургии, последовательность технологического процесса и область применения изделий из порошковых материалов

Сущность порошковой металлургии заключается в производстве порошков и изготовление из них изделий, покрытий или материалов многофункционального назначения по безотходной технологии. Технологический процесс изготовления деталей включает производство порошковых материалов, приготовление требуемых композиций, формование и спекание. Полученный полуфабрикат иногда подвергают дополнительно объемному деформированию, пропитке специальными составами. Из порошковых компонентов успешно могут быть получены композиционные материалы для деталей машин и приборов; антифрикционные и фрикционные материалы; пористые, фильтрующие элементы, режущий инструмент.

3. Эскиз пресс-формы для двухстороннего формования.

Рисунок 1 Схема пресс-формы:1, 4 – пуансоны, 2 – матрица, 3 – порошковый материал

4. Усилие пресса Р, параметры образца (диаметр d и высоту h) и диаметры отпечатка d_отп. Расчеты абсолютной r и относительной плотности ρ/ρ_к порошковых брикетов, пористости П и твердости HB спеченного материала, предел прочности спеченного образца s_по отношению к пределу прочности компактного материала соответствующего химического состава s_вк.

Таблица результатов измерений и расчетных данных.

Номер образца	Давление р, МПа	Усилие Р, кН	Параметры образца						Относительная плотность ρ/ρк		Пористость П, %		Диаметр dотп, мм		Твердость HB, МПа		σв/ σвк
			Диаметр d, мм	Высота h, мм	Объем V, см3	Масса m, г	Плотность r, г/см3
1	0	0	25,4	18,7	9,47	26,5	2,80	0,36		64		-		-		-
2	100	32,67	20,4	20	6,53	26,5	4,06	0,52		48		7,1		215		0,20
3	200	64,70	20,3	18	5,82	26,5	4,55	0,58		42		6,2		296		0,27
4	300	98,01	20,4	17	5,55	26,5	4,77	0,61		39		5,4		402		0,37
5	400	130,67	20,4	13	4,25	26,5	6,24	0,79		21		3,8		850		0,77

Пример расчета:

Усилие P:

Объём V:

Плотность r:

Относительная плотность ρ/ρ_к :

Пористость П:

Твердость HB:

Относительный предел прочности σ_в/ σ_вк :

5. График зависимости относительной плотности  /_к от удельного давления p. (Выполните экстраполяцию кривой  /_к до значений давления p = 600−700 МПа.)

6. График зависимости относительной прочности _в /_вк от пористости П спеченного материала.

7. Сделайте выводы о минимальном давлении формования, когда брикет сохраняет свою форму; о влиянии пористости на прочность спеченных образцов. Укажите предельно возможную относительную плотность и прочность спеченных брикетов по сравнению с компактными сплавами.

Увеличение давление Р закономерно приводит к уменьшению объема V образца. С уменьшением объема и при постоянном диаметре образца изменяется величина пористости П (соответственно уменьшается). Это приводит к увеличению относительной плотности  /к (зависимости №5). При увеличении пористости уменьшается относительная прочность, что видно на зависимости №6. Но получить пористость близкую к нулю невозможно из-за ограничения прочности пресс-формы и разрушения самих частиц материала.