Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 98 Однако, при осуществлении прессования порошка полимерной МК, используемого для получения ПМ, в ряде случаев, образуются области неравномерного уплотнения с различным упругим последействием, что ведет к снижению РГТ прессовок. Так, материал периферийных участков ПМ после снятия нагрузки более подвержен обратным упругим деформациям, чем в центральных участках. В результате неравномерности уплотнения и упругого последействия более плотных участков ПМ, в большинстве случаев, после получения отливки требуется их механическая обработка. Важной задачей при применении процесса прессования таких порошков является получение ПМ с равномерным распределением физико-химических и физико-механических свойств. Идеализированный процесс уплотнения выражается зависимостью плотности прессовки от давления прессования и характеризуется тремя основными стадиями: уплотнением порошкового тела, связанным с разрушением «арок» - структурной деформацией порошкового тела; повышением плотности упаковки частиц порошка, оказывающих сопротивление сжатию, при котором давление прессования возрастает - пластическая деформация в приконтактной зоне носит ограниченный локальный характер; когда пластическая деформация охватывает весь объем каждой частицы, смещение межчастичных контактов прекращается и они фиксируются. На практике, в процессе прессования порошков происходит взаимное наложение указанных стадий порошкового тела, т.к. они протекают одновременно. Деформация отдельных частиц начинается уже при малых давлениях прессования (например: частиц ПС 50/50), в то время как скольжение некоторых частиц наблюдается и при высоких давлениях. Поэтому преимущественное значение для уплотнения порошка имеет перемещение частиц на первой стадии (чем пластичнее материал, тем при более низких давлениях начинается уплотнение, связанное с деформацией частиц). Для материалов с относительно высоким пределом текучести начальная и конечная стадии уплотнения резче разграничены. При прессовании однородных по химическому и гранулометрическому составам пластичных МК значение пористости зависит от фракции ее частиц и давления прессования [2, 5]. Влияние фракции МК на величину упругого последействия обусловлено абсолютной величиной деформации материала, компенсируемой его пористостью и плотностью ее распределения по объему ПМ. При адекватной степени сжатия объема ПМ крупной фракции материала соответствуют большие упругие деформации, чем мелкой, кратные размерам частиц. Такой механизм упругого последействия влияет и на остальные физико- механические свойства ПМ. Экспериментально установлено, что распределение плотности в структуре ПМ при одностороннем прессовании однокомпонентной МК соответствует распределению плотности, адекватному двустороннему приложению прессующего усилия; прессовки, полученные из МК большей фракции обладают большей поверхностной твердостью; на конечную плотность ПМ более выраженное влияние имеют плотности исходных компонентов смеси, подвергаемой деформациям, чем усилие деформации этой смеси; при равной степени сжатия объема ПМ крупной фракции материала соответствуют большие упругие деформации, чем мелкой кратные размерам гранул, что оказывает влияние на НДС прессовки и, следовательно, на остальные физико-механические свойства ПМ [6]. Равномерность распределения физико-механических свойств в структуре ПМ предположительно может быть обеспечена использованием частиц МК в виде сферических гранул. Таким образом, изучение условий и механизма формирования структуры ПМ с равномерным распределением напряжений в объеме представляется актуальным. Для этого требуется определить характер взаимодействия между элементами системы - гранулами, расположенными в ближнем порядке при возрастании прилагаемой к системе нагрузки. Под системой в данном случае понимается совокупность находящихся в замкнутом объеме гранул, которые изменяют свою геометрию вследствие прилагаемого давления (сокращения