РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМОВАНИЯ НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРЕССАХ С ПОСЛЕДУЮЩИМ СПЕКАНИЕМ ВЫСОКОПЛОТНЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ОСНОВЕ

А. М. Дмитриев, Н. В. Коробова, А. Ж. Бадалян

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 текст:

PDF PDF (English)

Литература


Valiev R.Z., Aleksandrov I.V. Bulk nanostructured metallic materials: production, structure and properties. Мoscow: Akademkniga, 2007, p. 398 (in Russian).

Greshnov V.M., Golubev O.V., Rtishchev A.V. New technological scheme of pressing metals. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. 1997. N 2 , p. 8-12 (in Russian).

Dmitriev A.M., Stupnikov V.P. Increasing the density of powder blanks during molding on presses. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. 2001. N 1, p. 24-28 (in Russian).

Korobova N.V., Dmitriev A.M. Determination of the accumulated deformations during the grinding of the grains of powder blanks by pressure treatment. Metalloobrabotka. 2008. N 6 (48), p. 44-49 (in Russian).

Dmitriev A.M., Korobova N.V., Tolmachev N.S., Aksenenko A.Yu. Domestic development and solution of the problem of stamping hollow cylindrical parts that have a conical bottom area. Izvestiya Tul'skogo gosudar-stvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. Iss. 10: v 2 ch. Ch. 2. 2014, p. 3-18 (in Russian).

Segal V.M., Reznikov V.I., Kopylov I.I., Pavlik D.A., Malyshev V.F. Processes of plastic structuring of metals. Minsk: Navuka i tekhnika, 1994, p. 232 (in Russian).

Stepanov B.A. Specialized equipment for stamping axisymmetric large-sized forgings. Tekhnologiya metallov. 2012. N 1, p. 41-45 (in Russian).

Subich V.N., Ganago O.A., Stepanov B.A. Punching of forgings of thin-walled disks with upsetting rotating tool. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo. 1981. N 6, p. 31-34 (in Russian).

Dal'skii A.M., Barsukova T.M., Vyazov A.F., Gavrilyuk V.S., Dmitriev A.M. et al. Technology of construction materials. Мoscow: Mashinostroenie. 2005, p. 592 (in Russian).

Prokoshkin S.D., Khmelevskaya I.Yu., Dobatkin S.B., Trubisyna I.B., Stolyarov V.V., Prokofiev E.A. Alloy Composition, Deformation Temperature, Pressure and Post-Deformation Annealing Effects in Severely Deformed Ti-Ni Based Shape Memory Alloys. Acta Materialia. 2005. Vol. 53. N 9, p. 2703-2714.

Senkov O.N., Senkova S.V., Scott J.M., Miracle D.B. Compaction of Amorphous Aluminum Alloy Powder by Direct Extrusion and Equal Channel Angular Extrusion. Materials Science and Engineering: A. 2005. Vol. 393. N 1-2, p. 12-21.

Gubicza J., Chinh N.Q., Laʹbaʹr J.L., Hegedus Z., Dobatkin S., Langdon T.G. Correlanion between microstructure and mechanical properties of severely deformed metals. Journal of Alloys and Compounds. 2009. Vol. 483. N 1-2, p. 271-274.

Dmitriev A.M., Korobova N.V. Expanding of Application of Cold Die Forging by Inducing Active Contact Friction Forces. Journal of Friction and Wear. 2013. Vol. 34. N 3, p. 232-237.

Zhilyaev A.P., BaroʹM.D., Nurislamova G.V., Kim B.-K., Szpunar J.A., Landon T.G. Experimental Parameters Influencing Grain Refinement and Microstructural Evolution during High-Pressure Torsion. Acta Materialia. 2003. Vol. 51. N 3, p. 753-765.

Iron and Steel Powders for Sintered Components / Нӧganӓs. URL: https//www.hoganas.com/pmc (date of access 15.09.2018).

Macsarov V.V., Olt J. Managing the Process of Chip Formation by Preliminary Local Action on the Worcable Surface of the Worcpiece. Journal of Mechanical Engineering. 2008. N 6, p. 45-49.

Madissoo M., Rassner A., Maksarov V. Testing of the External Tool Holder Equipped with Alternate in its Construction. Material Science. 2015. Vol. 21. N 3, p. 391-395.

Senkov O.N., Froes F.N., Stolyarov V.V., Valiev R.Z., Liu J. Microstructure of Aluminium-Iron Subjected to Severe Plastic Deformation. Scripta Materialia. 1998. Vol. 38. N 10, p. 1511-1516.

Olt J., Liyvapuu F., Madissoo M. Dynamic Simylation of Chip Formation in the Process of Cutting. International Journal of Materials & Product Technology. 2016. Vol. 53. N 1, p. 1-14.

Rosochowski A. Processing Metals by Severe Plastic Deformation. Solid State Phenomena. 2005. Vol. 101-102, p. 13-22.

Segal V.M. Engineering and Commertialization of Equal Channel Angular Extrusion (ECAE). Materials Science and Engineering: A. 2004. Vol. 386. N. 1-2, p. 269-276.

Segal V.M. Materials Processing by Simple Shear. Material Science and Engineering: A. 1995. Vol. 197. N 2, p. 157-164.

Segal V.M. Severe Plastic Deformation: Simple Shear Versus Pure Shear. Materials Science and Engineering: A. 2002. Vol. 338. N 1-2, p. 331-344.

Segal V.M. Slip Line Solution, Deformation Mode and Loading History During Equal Channel Angular Extrusion. Materials Science and Engineering: A. 2003. Vol. 345. N 1-2, p. 36-46.

Semiatin S.L., Delo D.P., Shell E.B. Effect of Material Properties and Tooling Design on Deformation and Fracture During Equal Channel Angular Extrusion. Acta Materialia. 2000. Vol. 48. N 8, p.1841-1851.




DOI: http://dx.doi.org/10.31897/pmi.2019.2.216

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.