Санкт-ПетербургПасмурно+8°C

Разработка и исследование технологии формования на специализированных прессах с последующим спеканием высокоплотных деталей из порошков на железной основе

Записки Горного института
Фото © Форпост Северо-Запад / Андрей Кучеренко

ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА И МАШИНОСТРОЕНИЕ

Александр Дмитриев, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия;

Наталья Коробова, доктор технических наук, заведующая кафедрой, эксперт РАН, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия;

Ашот Бадалян, кандидат технических наук, преподаватель, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия.

Аннотация

Создание в деформируемой заготовке сдвигов ее слоев улучшает качество изготавливаемого обработкой давлением изделия. Схемы равноканального углового прессования и осадки цилиндрической заготовки поворачивающимся бойком были разработаны специалистами ранее и стали базовыми для ученых, занимающихся нанотехнологиями. Одной из наиболее современных схем создания наноструктур обработкой на прессах является схема «Cyclic Extrusion Compression» (в России – «Песочные часы»), имеющая существенные недостатки.

До настоящего времени исследований по созданию сдвигов слоев в уплотняемых металлических порошках существенно меньше, чем при уплотнении компактных заготовок. В статье разработаны схемы уплотнения на прессах заготовок из порошков на железной основе, имеющие некоторую аналогию с «Песочными часами»,
при этом лишенные недостатков, присущих названной схеме, и реализуемые на созданных образцах специализированных гидравлических прессов. Описаны результаты проведенных исследований плотности, прочности и микротвердости до спекания образцов, формованных из ряда отечественных и импортных порошков на железной основе, в том числе легированных углеродом и другими легирующими компонентами.

Установлено, что при применении схем формования порошков, обеспечивающих большие сдвиги между частицами, плотность заготовок повышается в среднем на 10-12 %. При среднем напряжении (16,32 МПа) поперечного среза формованного образца до его спекания формование со сдвигами между частицами увеличивает это напряжение на 78 %. Предел прочности после спекания образцов, изготовленных с применением разработанных авторами статьи схем их уплотнения, увеличивается примерно в 2 раза. Магнитно-импульсная обработка (МИО) формованного образца до его спекания увеличивает его прочность на срез до спекания независимо от схемы формования. При проведении МИО как порошка, так и сформованного образца достигается наиболее равномерное распределение микротвердости в образце, а после последующего спекания – наиболее равномерное распределение механических характеристик изделия. Результаты всех исследований описаны уравнениями регрессии.

Ключевые слова: материалы порошковые; железная основа; формование холодное на прессах; формование со сдвигами слоев; образцы высокоплотные; механические характеристики образцов до спекания; влияние магнитно-импульсной обработки при формовании; исследование.

Полный текс в PDF.

Научный журнал «Записки Горного института» издается Санкт-Петербургским горным университетом с 1907 года как периодическое научное и научно-образовательное издание. Периодичность издания составляет 6 томов в год.