Особливості отримання видовжених порошкових заготовок методом пресування із обертанням пуансона
Анотація
Кузьмов А. В., Штерн М. Б., Кіркова О. Г. Особливості отримання видовжених порошкових заготовок методом пресування із обертанням пуансона. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). С. 202-209.
Опуклість поверхні навантаження як необхідна термодинамічна умова в сумі із асоційованим законом пластичної течії прогнозує ефект зменшення середнього тиску внаслідок збільшення інтенсивності зсувних деформацій. Стосовно практики порошкової металургії вищезгадане явище цікаве тим, що наявність зсувних деформацій, обумовлених взаємним обертанням елементів прес-інструменту, дозволяє знизити величину тиску під час пресування порошків, необхідного для одержання однієї і тієї ж густини. В той же час, зміцнення матеріалу твердої фази пористого тіла, обумовлене додатковими зсувними деформаціями, призводить до зростання робочого тиску. Також за аналогією з процесом кручення під тиском для компактних матеріалів важливий вплив на процес пресування повинен надавати ступінь витягнутості заготовки. Для більш витягнутої заготовки зсувні деформації можуть не передаватися більш чи менш рівномірно в об’єм заготовки, а локалізуватися в деякій вузькій області, по суті поверхні локалізації пластичної течії, на якій спостерігається стрибок поля швидкостей. Робота присвячена дослідженню цих вищезгаданих факторів шляхом чисельного моделювання методом скінчених елементів. Проведене чисельне моделювання дає відповідь на питання щодо впливу таких технологічних параметрів як кутова швидкість обертання циліндричного пуансона і ступінь витягнутості циліндричної заготовки, а також ступеню деформаційного зміцнення матеріалу порошку на робочий тиск пресування. Традиційно під час осьового пресування порошків металів і кераміки важливу роль відіграє тертя між заготовкою та матрицею. Наявність такого тертя суттєво обмежує можливість застосування осьового пресування в закритих прес-формах для витягнутих виробів внаслідок суттєвого недопресування в місцях, віддалених від пуансона. Однак при наявності обертання пуансона суттєву роль відіграє також тертя між заготовкою і пуансоном, оскільки обертання від пуансона до заготовки передається за допомогою тертя. Тому в цій роботі окремо досліджувався також вплив тертя заготовки як з матрицею так і з пуансоном.
Посилання
Stern M.B. Development of the theory of pressing and plastic deformation of powder materials. Powder Metallurgy. 1992. 9, pp. 12–24. (in Russian).
Mikhailov O.V., Stern M.B. Intrusion of porous workpieces at the openings in closed stamp. Mathematical models and descriptive experiment in materials. Kyiv: IPM named I.M.Frantsevich of NAS Ukraine. 2013. 15, pp. 81–85. (in Ukrainian).
Beigelzimer Y.E., Varyukhin V.N., Orlov D.V., Synkov S.G. Screw extrusion is the process of strain accumulation. Donetsk: TEAN. 2003. 85 p. (in Russian).
Valiev R.Z., Aleksandrov I.V. Nanostructured materials obtained by intensiv plastic deformation. Moscow: Logos. 2000. 271 p. (in Russian).
Segal V.M., Reznikov V.I., Kopylov V.I., Pavlik D.A., Malyshev V.F. Processes of plastic structure formation of metals. Minsk: Science and technology. 1994. 232 p. (in Russian).
Bridgman P.V. Research of large plastic deformations and rupture. Moscow: Publishing house of foreign literature. 1955. 444 p. (in Russian).
Varyukhin V.N., Beygelsimer Y.Y., Synkov S.G., et al. Consolidation of amorphous Al86Ni6Go2Gd6 melt spun ribbons by twist extrusion. Material Science Forum. 2006. 503-504, pp. 699-704.
Xiang S., Matsuki K., Tahatsuju N., Tokizawa M., et al. Microstructure and mechanical properties of PM 2024Al - 3Fe - 5Ni alloy consolidated by a new process, equal channel angular pressing. Journal of Materials Science Letters. 1997. 16, pp. 1725-1727.
Xia K., Wu X. Back pressure equal channel angular consolidation of pure Al particles. Scripta Materialia. 2005. 53, pp. 1225–1229.
Kuzmov A.V., Shtern M.B. Analysis of the influence of the rotation of the press tool on the decrease in working pressure during cold pressing of metal powders. Mathematical models and descriptive experiment in materials. Kyiv: IPM named I.M.Frantsevich of NAS Ukraine. 2018. 20, pp. 98–103. (in Ukrainian).
Kuzmov A. V., Shtern M. B. Reducing pressure by rotating the press tool during radial pressing of tubular billets of metal powders. Materials working by pressure. 2019. 2 (49), pp (in Russian).
Tóth L.S., Arzaghi M., Fundenberger J.J., Beausir B., et al. Severe plastic deformation of metals by high-pressure tube twisting. Scripta Materialia. 2009. 60, pp. 175–177.
Kulagin R., Zhao Y., Beygelzimer Y., Toth Laszlo S., Shtern M. Modeling strain and density distributions during high-pressure torsion of pre-compacted powder materials. Materials Research Letters. 2017. 5. 3, pp. 179–186.
