|
Читайте также: |
Полусухое прессование – наиболее простой и экономичный способ формования несложных и изометричных заготовок, так как он требует минимальных затрат на оснастку, временную связку и на ее удаление перед обжигом.
Одно и двуступенчатое прессование.
Конструкция пресс-форм определяется формой изделия и величиной давления прессования. Материалом для пресс-форм в большинстве случаев служат износоустойчивые инструментальные стали марок ШХ-15, ХВГ, У10, У8 и другие; реже используются конструкционные стали (иногда с вкладышами из инструментальной стали и даже из твердого сплава). В прецизионных работах для пресс-форм изредка используют твердые сплавы типа ВК6, Т15К6 и др. Размеры прессовок и пресс-форм должны иметь припуски на величину линейной усадки и последующую механическую обработку спеченных изделий. Кроме того, размеры рабочих поверхностей пресс-форм должны иметь припуски на износ в пределах допуска на колебания усадки для периодической их подшлифовки. Разъемные пресс-формы дороже неразъемных, однако качество прессовок в первых выше.
Для получения необходимой высоты изделия применяются два метода: прессование при определенном давлении и прессование с ограничителем высоты (с упором). При постоянном давлении, а следовательно, и плотности прессовок (для одинаковых навесок шихты) получаются изделия одинаковой высоты. Во втором случае давление не измеряется, однако постоянство и наличие упора обеспечивают прессовкам одинаковую высоту и плотность.
Высота матрицы пресс-формы должна быть, по крайней мере, в 2,5 - 3,0 раза больше высоты брикета. Если учесть, что высота вкладышей и пуансонов должна быть не менее посадочного диаметра, то отношение высоты матрицы к высоте спрессованного изделия для диаметров от 10 до 100 мм принимают равным от 3,5 до 4.
Как правило, в лабораториях для исследовательских работ по прессованию устанавливают гидравлические прессы, отличающиеся широким диапазоном давлений и плавно регулируемой скоростью изменения давления при прессовании. Однако они малопроизводительны и тихоходны. Для ускорения процесса прессования в условиях массового производства используют механические прессы (эксцентриковые, коленно-рычажные и фрикционные), для которых изготовляются автоматические и полуавтоматические устройства загрузки порошка, выемки, контроля размера или массы спрессованных изделий.
Существенный недостаток прессования – последействие находящегося в смеси сжатого воздуха. При снятии прессующего усилия воздух стремится расширить свой объем, воздействуя на еще не имеющую достаточной прочности и не способную из-за потери воды к пластическим деформациям смесь, что может привести к образованию трещин. Чтобы уменьшить возможность такого нарушения структуры, применяют двухступенчатое прессование при небольшом давлении с последующим его снятием для выхода защемленного воздуха и при максимальном давлении.
Горячее прессование
Метод изготовления изделий путем прессования порошков при их одновременном нагреве получил название горячего прессования. В нем совмещаются операции прессования и спекания материала. Этот метод имеет ограниченное распространение, и применяют его для получения изделий с высокой плотностью из тех материалов, которые при обычном спекании (<без давления) не образуют плотного тела. К таким материалам относятся карбиды кремния и бора, нитрид бора и др. Однако иногда горячее прессование применяют для изготовления керметов, оксидной и других видов керамики.
Достоинством горячего прессования является возможность проведения процесса при температурах более низких, чем температура спекания в свободном ненагруженном состоянии. При таких пониженных температурах горячего прессования активный процесс рекристаллизации, т. е. роста зерен спекаемого вещества, не происходит. В результате спекания изделие имеет мелкозернистую структуру и высокую относительную плотность. Метод горячего прессования ограничивает возможности изготовления изделий разнообразной формы. Можно лишь прессовать изделия простейшей формы, которая впоследствии может быть изменена путем механической обработки. Для горячего прессования используют установки (рис. 20) с графитовой формой и прессующим графитовым пуансоном. Необходимую температуру формы и прессуемого порошка создают индукционным нагревом. Прессование в графитовой форме обеспечивает слабовосстановительную среду, необходимую при спекании некоторых видов керамики.
В отдельных случаях применяют корундовую матрицу и пуансон, а также жаропрочные сплавы. Горячее прессование осуществляют при температуре, зависящей от свойств прессуемого материала, которая колеблется от 1200 до 2000°С. Этот метод малопроизводителен, так как затрачивается время на нагрев формы и выдержку при прессовании, но в ряде случаев он незаменим.
Изостатическое прессование.
Для повышения плотности прессуемых изделий помимо двустороннего приложения давлений можно использовать и всестороннее. При этом прессование производится в среде жидкости или газа, в которую помещается порошок в эластичной, например, резиновой оболочке. Поскольку давление в жидкости или газе передается по закону Паскаля, то сжатая жидкость или газ в компрессоре, насосе или мультипликаторе уплотняет порошок в эластичной оболочке равномерно со всех сторон. Этот способ формования называется изостатическим прессованием. Для холодного прессования применяется преимущественно изостатическое прессование в жидкой среде, т.е. гидростатическое прессование. Основные преимущества его состоят в том, что пресс-порошок может быть оформлен в изделия очень больших размеров (до 3 м в диаметре и 2 м высотой) и сложной формы: трубы, тигли, чехлы и т.п. Процесс прессования складывается из следующих этапов: 1) растягивание резинового чехла с помощью сжатого воздуха; 2) засыпка пресс-порошка в пресс-форму; 3) вакуумироваие засыпки; 4) подача давления гидрокомпрессором (прессование); 5) растягивание резинового чехла; 6) выемка изделия.
Прессование при сверхвысоких давлениях.
В практике технологии прессования давления, соизмеримые с давлениями, необходимыми для пластической деформации, называют сверхвысокими. Величины этих давлений должны быть примерно равны твердости прессуемых материалов. В частности, для уплотнения металлических порошков достаточны давления порядка единиц ГПа. Порошки вольфрама и молибдена, помещенные в резиновые оболочки и спрессованные в стволах орудий при давлениях 470 МПа методом изостатического прессования в жидкости, на которую воздействуют газы – продукты сгорания пороховых зарядов, уплотнялись до пористости 20 %. При давлениях порядка десятков гигапаскалей в этих же условиях относительная плотность порошков Al2O3, BeO, MgO, WC достигала порядка 96-97 % от теоретической, что позволяло в последующем спекать их при сравнительно низких температурах. При давлениях порядка 40-70 ГПа, полученных за счет взрывной волны такого вещества, как гексоген (со скоростью детонации 6,2 км/с), можно изготовить прессовки из всех тугоплавких и твердых веществ с пористостью не более 2-5 %. В то же время для карбидов и боридов переходных металлов при изостатическом прессовании под давлением 12-20 ГПа существенного уменьшения пористости прессовок не наблюдается из-за отсутствия пластической деформации. При температурах порядка половины температуры плавления и давлениях 2-12 ГПа наблюдаются высокие скорости уплотнения за счет резкого уменьшения концентрации вакансий. Полученные таким образом образцы небольших размеров отличаются чрезвычайно мелкозернистой структурой и повышенной твердостью. Методами взрывного прессования сейчас получают небольшие пластины, трубки, тигли, однако дороговизна метода препятствует его широкому распространению.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 121 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |