Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Природознавство arrow Теорія і технологія пресування порошкових матеріалів
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Холодне гідростатичне пресування

Цей вид пресування в основному належить до холодного ізостатичного пресування. Процес пресування можна здійснювати за методом "мокрого" і "сухого" чохла (еластичної оболонки).

У разі пресування за методом мокрого чохла (рис. 60) порошок засипають в еластичну оболонку, виконану за формою деталі, що виготовляється, герметизується і поміщається в робочу камеру установки (рис. 60, 5). Іноді перед герметизацією порошок можуть ущільнювати вібрацією і дегазувати вакуумуванням. При пресуванні складних за формою та великогабаритних деталей для збереження форми оболонки при засипці в неї порошку її часто розміщують усередині перфорованої металевої обичайки (рис. 59).

Після завантаження оболонки в робочу камеру остання закривається затвором і в неї за допомогою компресора закачується рідина. У міру закачування рідини тиск у робочій камері підвищується і порошок пресується. Тиск пресування залежить від виду матеріалу, який ущільнюється, і може становити 100-600 МПа і більше. При досягненні заданого тиску робиться витримка для забезпечення повної рівноваги тиску в рідині і, отже, рівномірного розподілу щільності в пресовці. Після витримки рідину спускають з робочої камери, що приводить до поступового зниження тиску до нуля. Після цього затвор відкривають і виймають пресовку з еластичною оболонкою. Тривалість циклу пресування залежить від розміру робочої камери, продуктивності компресора, тиску пресування і може становити від 5 до 60 хв.

Схема установки для гідростатичного пресування за методом

Рисунок 60 – Схема установки для гідростатичного пресування за методом "мокрого" чохла

При пресуванні за методом "сухого" чохла (на відміну від методу "мокрого" чохла) еластична оболонка залишається в ємності високого тиску протягом усього циклу пресування. Схема установки для пресування за методом "сухого" чохла показана на рисунку 61. У такій установці рідина в камері високого тиску ізолюється від робочої зони. У зв'язку з цим через необхідність ізоляції рідини від робочої зони, а також унаслідок використання відкритого з одного кінця інструмента, такий процес гідростатичного пресування є не строго ізостатичним. Це особливо посилюється в тих випадках, коли при пресуванні використовуються пуансони і спеціальні облямовування (оправки) у вигляді центрального стрижня. Завантаження і вивантаження при пресуванні за методом "сухого" чохла відбувається через верхню частину ємності. Одна з головних переваг такого методу полягає в порівняно простій автоматизації і, отже, вищій продуктивності.

Схема установки для пресування за методом

I – система керування заглушкою; 2 – заглушка піднята; 3 – заглушка опущена; 4 - верхній пуансон; 5 – манжет для герметизації рідини; б – встановлений у контейнер чохол; 7 – ємність високого тиску; 8 – отвір для впускання рідини; 9 – нижній пуансон

Рисунок 61 – Схема установки для пресування за методом "сухого" чохла

Важливим при гідростатичному пресуванні є вибір робочої рідини. Однією з головних властивостей рідини повинна бути відсутність затвердіння за високого тиску, яке зумовлюється зчепленням молекул. Це явище може порушувати рівномірність розподілу тиску. Про відповідність рідини цій вимозі можна судити за залежністю тиску на поверхню оболонки р0 від прикладеного тиску р (рис. 62). Виходячи з цієї залежності, можна зробити висновок, що з розглянутих рідин якнайповніше відповідає цій вимозі рідина, що складається з 80 % гліцерину і 20 % етиленгліколю.

Поряд з розглянутою вимогою важливе значення при виборі робочої рідини мають її вартість і доступність. У цьому відношенні найприйнятнішою є вода. Проте в цьому випадку для запобігання корозії контактуючих із нею металевих поверхонь у воду додають інгібітори корозії або розчинні мастила в пропорції 1:40, які утворюють з нею емульсії.

Окрім розглянутих вимог, робочі рідини повинні бути сумісними з матеріалом камери установки й оснащенням. Наприклад, при використанні еластичних оболонок з гуми або з матеріалів на основі поліхлорвінілу застосування мастил як робочої рідини неприпустиме.

Важливою властивістю рідини є її здатність до стиснення. Для рідин, які використовують у гідростатах, вона має бти якомога меншою. Збільшення здатності до стиснення значно збільшує час накачування до заданого тиску. Також зі збільшенням здатності до стиснення робочої рідини значно збільшується запас її енергії, що посилює небезпеку обслуговування установок, особливо при виникненні течі. Навіть вода, яку часто вважають нездатною до стиснення, при стисненні накопичує значну кількість енергії (рис. 63). При цьому кількість енергії зростає зі збільшенням об'єму стискуваної рідини і тиску. Ця енергія може бути визначена за формулою

(4.1)

де – енергія, накопичувана контейнером за рахунок пружної деформації;

– енергія стислої води;

V – об'єм води;

Характеристики рідин для передачі тиску при гідростатичному пресуванні

Рисунок 62 – Характеристики рідин для передачі тиску при гідростатичному пресуванні

D – діаметр контейнера: р – внутрішній тиск:

Е – модуль подовжньої пружності матеріалу контейнера:

- товщина стінок контейнера:

- модуль об'ємного стиснення води (при помірному тискуГН/м1 і збільшується з тиском і температурою).

При гідростатичному пресуванні важливе значення має вибір матеріалу еластичної оболонки. Правильний вибір матеріалу оболонки може істотно вплинути на результати пресування. Матеріат оболонки повинен мати такі властивості: низький модуль пружності; низьку адгезію до порошку: високу ударну в'язкість; велику усадку при стисненні: добру технологічність і зносостійкість: сумісність з робочою рідиною: опірність до видавлювання через малі отвори. до просочування; опір до старіння: здатність до лиття і пресування.

У цілому властивості матеріалу оболонки повинні забезпечувати їй добру еластичність, щоб витримувати великі зміни об'єму при пресуванні порошку. Оболонка також повинна бути достатньо жорсткою, щоб не взаємодіяти з порошком у процесі його ущільнення (інакше буде утруднене відділення оболонки від пресовки), забезпечувати зручну і надійну герметичність; витримувати без зовнішнього навантаження невеликий внутрішній

Залежність накопичуваної водою енергії при стисненні від об'єму і тиску (МПа)

Рисунок 63 – Залежність накопичуваної водою енергії при стисненні від об'єму і тиску (МПа)

тиск, що може бути викликаний стисненням газу на межі оболон- ка-пресовка у тих випадках, коли пресування здійснюється без попередньої дегазації.

Характеристики деяких матеріалів, які можуть бути використані для виготовлення оболонок, наведені в таблиці 28.

Різновиди прес-інструмента для пресування за методом "мокрого" чохла показані на рисунку 64, методом "сухого" чохла – на рисунку 61.

При виготовленні еластичних оболонок важливою є оцінка їх розмірів залежно від виду виробу, який пресується, і схеми пресування.

Таблиця 28 – Характеристика матеріалів для виготовлення еластичних оболонок при ізостатичному пресуванні за методом "мокрого" (А) і "сухого" (Б) чохлів

Матеріал

Метод виготовлення чохлів

Придатність до ізостатичного пресування

Сумісність з мастилом

А

В

Натуральний і синтетичний каучук

Занурення

2-3/0-2

0/0

н/с

Натуральний і синтетичний каучук

Г аряче лиття

2-3/1-3

2-4/1-2

н/с

Неопренова гума

Занурення

2/0-2

0/0

с

Неопренова та нітрилова гума

Гаряче лиття

2-4/1-3

3-4/1-2

с

Силіконова гума

Литво

0-1/0

0/0

-

Полівінілхлорид

-

1-2/1-2

0/0

с

Однокомпонентний

поліуретан

Гаряче лиття

2-3/1-2

0-2/0-1

с

Д во ко мпо нентний поліуретан

Холодне

лиття

1-2/0-1

0-1/0

с

Багатокомпонентний поліуретан

Гаряче лиття

3-4/3-4

3-4/3-4

с

Примітки: 1. 0 – не рекомендується; 1 – погана; 2 – задовільна; 3 – добра; 4 – відмінна.

2. У чисельнику – порошків з високою текучістю; у знаменнику – порошків з малою текучістю (твердих порошків із частинками неправильної форми).

Різновиди прес-інструмента для пресування за методом

Рисунок 64 – Різновиди прес-інструмента для пресування за методом "мокрого" чохла

У разі пресування заготівок у вигляді стрижня або циліндра постійного перетину за методом "сухого" чохла має місце співвідношення

(4.2)

де D – діаметр оболонки; к – коефіцієнт ущільнення порошку:

. або, або;

- об'єм оболонки;

- об'єм спресованого виробу;

-щільність пресування;

- насипна щільність порошку;

d – діаметр спресованої заготівки.

При пресуванні стрижнів і масивних циліндрів сталого поперечного перерізну за методом "сухого" чохла без осьового стиснення справедливі співвідношення

(4.3)

де L – довжина оболонки;

- довжина пресовки;

- осьова усадка.

Для випадку пресування циліндрових труб з відкритими торцями за методом "мокрого" або "сухого" чохла з використанням жорстко закріплених заглушок торців, справедливі такі співвідношення:

(4.4)

де в – внутрішній діаметр трубної заготівки;

- діаметр центрального стрижня;

- усадка по діаметру.

При пресуванні циліндрових труб за методом "мокрого" чохла з використанням ковзаючих або деформівних заглушок і пуансонів справедливе співвідношення (4.2), а для тонкостінних труб

(4.5)

де - допуск на осьове стиснення (залежить від відношення , коефіцієнта , жорсткості чохла і коефіцієнта тертя між порошком і центральним стрижнем).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси