ВПЛИВ ДОДАТКОВИХ ЗСУВНИХ ДЕФОРМАЦІЙ ВНАСЛІДОК ОБЕРТАННЯ ПРЕС-ІНСТРУМЕНТА НА РАДІАЛЬНЕ ПРЕСУВАННЯ ЗАГОТОВОК IЗ ПОРОШКІВ МЕТАЛІВ

Анотація

Розглянуто процес радіального пресування трубчастої заготовки з порошку металу, що супроводжується одночасним обертанням цієї заготовки синхронно із внутрішнім стрижнем відносно зовнішньої стінки прес-форми. Подібна схема пресування компактних (безпористих) матеріалів відома під назвою “high-pressure tube twisting” та використовується з метою покращення структури і конструктивних властивостей трубчастого виробу шляхом накопичення деформацій. На відміну від компактного матеріалу, поведінка порошкової заготовки визначається як зміцненням твердої фази, так і ущільненням за рахунок поступового зменшення об’єму пор. Саме це і визначає своєрідність поведінки пористих матеріалів в умовах, сформульованих вище, що й потребує використання теорії пластичності пористих тіл. Додаткові припущення щодо кінематичних обмежень дозволили знайти явні вирази для зміцнення матеріалу і тиску пресування в аналітичному вигляді. Отриманий аналітичний розв’язок є багатопараметричним і описує вплив, який чинять на величину тиску пресування константи зміцнення матеріалу, початкова та кінцева густина пресовки, ступінь взаємного повороту стінок прес-форми. Проведений аналіз дозволив встановити, що короткочасне прикладання зсувних деформацій, обумовлених взаємним обер-танням елементів прес-інструмента, у будь-якому випадку дозволяє знизити величину поточного робочого тиску в ході пресування. З іншого боку, за умови тривалого пресування зміцнення матеріалу твердої фази пористого тіла, обумовлене додатковими зсувними деформаціями, може призводити до зростання радіального тиску при однаковій кінцевій густині. Момент переходу від стадії зменшення тиску до стадії його збільшення суттєво залежить від того, наскільки зміцнюваним є матеріал порошку. Тобто, обертання матриці доцільно використовувати для порошків, матеріал яких ближче до ідеально-пластичного. У більшості випадків обертання матриці протягом усього процесу пресування доцільно використовувати лише при не дуже значному ущільненні достатньо пористих заготовок. У разі ж ущільнення до малої пористості доцільніше обертати стінки матриці лише в кінці процесу ущільнення.