автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Технологические аспекты повышения качества порошковых изделий сложной конфигурации

Р^ Государственный комитет Российской Федерации

'10 1 ШЗ™ высшемУ образованию Но^вЛеркасский государственный технический университет

На правах рукописи

ГУСЕЙНОВ Шакир Сурхай оглы

УДК 621.762.4.016

Технологические аспекты повышения качества порошковых изделий сложной конфигурации

Специальность 05.16.06 — «Порошковая металлургия

и композиционные материалы»

Автореферат диссертации на соискание, ученой степени кандидата технических наук

НОВОЧЕРКАССК 1993

Работа выполнена в Новочеркасском государственном техническом университете (г. Новочеркасск) и научно-производственном объединении «Баккопдиционер» (г. Баку).

Научные руководители: заслуженный деятель наук» к

техники РФ, доктор технических паук, профессор Дорофеев Ю. Г.;

доктор технических наук Мамедов А. Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Жердицкий Н. Т.; кандидат технических наук, доцент Дреев Г. А.

Ведущая организация: Акционерное общество «Сулнн-скнй металлургический завод «СТАКС».

Защита диссертации состоится ^ (^С^^с^г-^Л^ 1993 г. в часов на заседании диссертационного совета

К 063.30.10 при Новочеркасском государственном техническом университете по адресу: 346400, г. Новочеркасск Ростовской обл., ГСП-1, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан« / » // 1993 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к. т. н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОМ

Актуальность темы. Реализация известных возможностей, технологии порошковой металлургии может быть осуществлена при обеспечении двух основных условий: использование методов бездефектного формования изделий к формирование материала с требуемым урорнем скотств. Встолнение первого, не вкзываацее заметных затруднений при производстве несложных изделий, приводит к необходимости использования особых мер, если их конфигурация откосится к повышенным степеням слокнсстк. Наиболее распространенной их группой являются ступенчатое изделия, а специфика напряженно-деформированного состояния Поропжсвого материала в их переходной зоне обусловливает появление разнообразных дефектов ~ чаше всего трещин.

В свою очередь, качество формируемого порошкового материала определяется действием ряда внешних и внутренних факторов, проявляющихся на всех стадиях производства изделий. К числу пэтаейЕИх из них на стадии прессования формовок относятся внешнее и межчаотичное трение, противодавление захлошвае-Ю1Х в порах газов, деформация деталей инструментальной оснастки и многие другие. Их влияние приводит к необходимости повышения давления прессования, неравноплотности формовок и других их дефектам.

Баяным аспектом повышения качества порошковых изделий сдогкноГ! конфигурации является обеспечение высокой прочности в переходах ступенчат! к зон материааа, не прибегая к повышения давления холодного прессования выше установленных в литературе норм. При использовании традиционной технологии холодного формования полное удовлетворение этого требования невозможно из-за неизбежного появления раэноплотности и высокого напряженного состояния материала в переходных зонах, вызывании* разрушение образцов на этих местах после спекания.

Знание причин, ограничивающих возможности холодного формования, позволит получить высококачественные изделия сло:глоЯ конфигурации.

Цель и задачи работа. Целью работы является создание тех-

нологических процессов, обеспечивающих повышение качества порошковых изделий сложной конфигурации. В этой связи поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать методику и технологическую оснастку для оценки возможности бездефектного формования ступенчатых изделий. ' .

2. Определить влияние внешнего трения в составных частях ступенчатых деталей на их свойства и установить условия равнопрочно -.ти.

3. Изучить влияние технологических факторов - морфологии поропковых частиц, кратности прессования, содержания пластификатора и скорости прессования на процесс дренажирования газов при прессовании и свойства получаемое изделий.

4. Сформулировать научно обоснованные рекомендации, обеспечивающие внедрение результатов исследований в производство применительно к деталям сложной конфигурации бытовой техники..

Научная новизна таботы. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы с использованием специально разработанных методик :: инструментальных оснасток принципа обеспечения возможности бездефектного формования ступенчатых крупногабаритных порошковых деталей сложной конфигурации, сводящиеся к исключению "перетекания" материала в их переходных зонах и об- ' легчению условий дегазации шихты в процессе её прессования или аккумулирования ввделязкцихся при ото:.: газов в порах специальных вставок пресс-форм.

Осуществлена комплексная оценка с помощью У -фактора.составляющих давления прессования порошка,' вклачаздих интеграль-' ные его "потери": преодоление внешнего трения к сопротивления захлопываемого в порах зоздуха,'компенсации упругих дефоржидлП инструментальной оснастки и различного рода неоднородной в объеме формовки, а также многие другие. Созданы математический аппарат л методика для определения V -фактора,.выведена формула и предложена номограмма для оценки соотношений между давлениями в полостях матрицы ступенчатых образцов, обеспечивагацих бездефектное формование их переходной зоны.

На осноэе анализа механизма дегазации порошкового материала при его прессовании из насыпного состояния вццелены характерные этапы процесса, выведена формула, выбраны методики к устройства для оценки его эффективности. Показана целесообразность использовант известных способов повышения эффективности дегазации и разработано новое направление такого повышения, основзнное на аккумулировании части удаляемых газов' в пора:? специальных элементов пресс-формы.

Определены -зависимости эффективности Дренажирования и внутрипорового давления газов в прессовках от технологических параметров: морфологии частиц порошка, конфигурации и размеров фсрмотзок, скорости и кратности прессования, содержания смазки в "тосте.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанные методы дренажирования газов из пресс-формы при прессовании впервые позволили при однократном холодном прессовании пол,учить заготовки с повышенной и равномерной по всему объему плотностью, высокими физико-механическими и антифрикционными свойствами, близкими к свойствам беспористых' материалов. Определены факторы, позволяющие оценивать качество холоднопрессованнкх порошковых неспечешшх ступенчатых образцов, разработаны методика и инструментальная оснастка для их испытаний, а такие технология-формования на одноходовом гидравлическом прессе.

Огуцествлена отработка опытной технологии формования заготовок особо сложной конфигурации детали "рама." бытового кондиционера, выпускаемой НПО "Баккондмционер", на однсходовом гидравлическом прессе усилием 1000 тонн с использованием последовательной поэтапной осадки сверху и снизу, имитирующей работу многоходового пресса с регулируемой скоростью движения пуансонов. Разработанная .ехнология позволяет обеспечить получение бездефектных заготовок, избежав "перетекание" материала в переходных зонах, а дополнительная вьщержка под давлением после окончания каждого этапа, обеспечивая релаксацию напряжений на межчастичных контактных поверхностях и улучшение ус-

ловий дегазация, приводит к существенному повышении плотности формовок.

Установлена целесообразность изготовления детали "рама" кз материала на основе порошка железа с введением в состав сихти мае.?: карандаяюго графита - С,5-1,0*, меди - 2,5-3,0; серы - 0,2-1,0, стеарата цинка - 0,5. Получены уравнения регрессии, представляющие собой зависимости механических и три-ботехничееккх свойств материала ЖГр1ДЗК1 от давлений прессования пга^ы и трения, позволявшие прогнозировать свойства образцов и изделия.

Разработана технология изготовления порошковой детали "рама" на шогоходовых прессах в условиях Кировского завода порошковой металлургии и НПО "Еакковдиционер".реализация которой позволят получить годовой экономический эффект около 10 млн. рублей (в ценах 1991 года) при выпуске 600 тес. стук з год.

Апробация работа. Основ;ае положения диссертационной работу долонски и обсутденн на международное симпозиуме трибологии фрикционных материалов (г.Ярославль, 1991 г.) и Всероссийской республиканской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии производства, структура и свойства псросксЕщ: изделий, копоэициошшх материалов а (г.Волгоград, 1992 г.).

Публихасни. По уатериала.-.«. диссертационной работа овуйзи-ковано четыре печатные работы.

Об-ьем работы. Диссертация состоит из введения» четырех разделов, обгих выводов и приложений и содержит 142 страницы мааинописного текста, 24 рисулка, 7 таблиц, 125 библкографяче-ских ссылок ка работы российски и зарубежных авторов.

0СН0ЕН0Е СфЕШНИВ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш исследования содержится храткое описание выполненной работы.

В первом разделе приведен литературный обзор работ, посвященных способам повышения качества порошковых изделий ело»

гной конфигурации. '

Несмотря на наличие многочисленных публикаций по вопросам, касавцимся технологических аспектов повышения качества пороа-ковых изделий сложной конфигурации, некоторые из них остаются недостаточно раскрытыми. Прелде всего это относится к такпи направлениям, как определение влияния внешнего трения на свойства изделий ступенчатой формы и возможность возникновения в их переходной зоне трещин или расслоений, а также газоввделе-ние из фор?,'овок в процессе прессования. Значимость постановки таких исследований определяется тем, что эксплуатационные характеристики изделий зависят не от некоторых усредненных по объему показателей, а свойствами в локальных, наиболее ослабленных зонах. Кроме того, несомненное наличие влияния газовыделения на характеристики получаемых холодным прессованием формовок ставит в разряд первоочередных задачу ведеяения основных факторов, влияющих на этот процесс, и определения соответ-ствувдих количественных зависимостей.

В практическом плане высказанные соображения когут быть отнесены, гтрегде всего, к проблемам, касагаимся разработки технологии производства деталей особо слохной конфигурации, характеризующихся наличием многочисленных переходов в сечении, нормальном к направлению прессования, и относящихся к числу, так называемых, ступенчатых. В современных условиях среди них наибольший интерес представляют детали, предн значенные для изделий бытовой техники. Характерам их представителем может служить детали "рама" бытового кондиционера, выпускаемого НПО "Баккондицконер". Сочетая в себе повышенные требования к материалу, который должен обладать достаточной прочностью, повышенной износостойкостью, газонепроницаемостью и другими характеристиками, эта деталь должна быть достаточно технологичной при производстве методом порошковой металлургии и конкурентно-способной по сравнению с полученными методами литья или обработки давлением компактных материалов.

Во втором разделе разработана конструкция и произведен расчет захватного устройства для испытаний ступенчатых образ-

цов на растяжение.

Для улучшения захвата гладкой бесступенчатой поверхности стержня образца мевду контактирующими поверхностями введена влкфовальная пкурка. При этом обеспечивается надежный захват за счет сил трения, возникающих на этой поверхности яри её схватывании раздавливаемым при осевом нагружении эластичным элементом. С целью предотвращения разрушения образца и обеспечения работоспособности устройства при испытаниях на растяжение выведены соответствующие формулы.

Кроме того разработана конструкция инструментальной оснастки и технология изготоалеиия ступенчатых образцов. Выявлены факторы, обуславливающие требования к конструкции ступенчатых образцов: а) обеспечивающие надежную информативность о результатах формования; б) позволяющие моделировать условия формования ступенчатых образцов в затрудненных условиях; в) технологические, то есть такие, реализуя которые мокно получать образцы, не имеющие дефектов.

Разработана методика определения потерь усилия прессования на преодоление внешнего трения к других потерь." Для этой цели определена схема прессования образцов и давлений» Введены аналитические зависимости, позволяющие определять потери усилия прессования на преодоление скезиего трения и другие по-. тери для образцов слог-чой конфигурации Тфп различна условиям формования. " ■ ' -

На основе известных формул М.Ю.Балыпкна и круизе авторов предложена обобщенная формула в следующем вида:'

■р.Л-'"'*^,- • ' "а,-

где Рк й - давление или усилие на нижнем и згугаэа пуансонах я - коэффициент трения; ^ коэффициент Зодозого давления ; Я 31 3) - высота к диметр прессуемого .образца;

К - ксо^щп^гг-, учитнггйщий влияние упругой деформацкц и других бастров на потери усилг.я прессования.

Введено понятие о комплексной .факторе, учитывающем все виды потерь усилия при прессовании н названном Ц/ -фактором тогда формулу (I) ыозяо записать в следувдеы

- ?. -

вцде

Потери давления при уплотнении прессовок высотой Н^ и можо определить из равенств,соответственно

р^-Р;, 1 о)

Тогда с учетом (2) получим

р'хрДье"4'"?), . (•Ье"4'^).".

(4)

Увеличение усилия прессования с увеличением высоты прессоБки от Но до Нт определится из выражения

р>(р;-рг)-р;-е . <5>

Введем понятие о степени увеличения такого усилил а обозначим его как ,т -фактор. Его значение, определяемое экспериментально простой фиксацией показаний датчика пресса, можно получить тагсте из зависимости

с'. ' Р 2 ^^ *

т=_Е«_ = --—. -е (6)

Произведём логарифмирование

= ■ . ' (7)

Отсвда получим формулу для определения Ц/

Таким образом, У -фактор, комплексно учитывавший потери давления прессования по высоте прессовки, моэто определять как произведение логарифма силового гп -фактора на геометрический фактор, равный отношению диаметра прессовкч к расстоянии до исследуемого её сечения. Разработана методика для экспериментального определения данных, необходимых для расчета ц/ -фактора по предложенной формуле, основывекзейся на фиксации усилий, необходимых для оседкя разных навесок порошка до

-в -

одинаковой плотности в одной и той же пресс-форме.

Еыведена формула для определения соотнопения между Давлениями на торцах пуансонов при. прессовании порошка а полостях матрицы для ступенчатых образцов или изделий, обеспечивающих бездефектное формование их переходной зоны, по известной величине У -фактора и геометрических параметров ступеней. Предложена номограмма для определения логарифма этого соотношения, в которой обобщены накопленные автором экспериментальные данные.

В'третьем разделе произведен анализ кинетики процесса дегазации, которая происходит при движении пуансонов из всего объема прессовки до момента начала образования закрытых пор, в которых сжимается газы вплоть до окончания процесса. Использовав приведенные в таблице данные по кинетике изменения параметров, связанных с количеством газов, содержащееся в формовках на разных этапах формования, и их давлениях в формируемых порах, можно получить Еырахения для определения эффективности дегазации. Коэффициент эффективности дегазации, определяемый как отношение объемоь удаленного из пор газа к содержащемуся в них в качало процесса, на момент начала образования закрыты?; пор составляет:

(9)

а в период от начала образования закрытых пор до окончания процесса формования:

3'1=1^-к' (Ю)'

Суммарный коэффициент определяется из выражения:

I ' и

где V) - объем закрытых пор; V» - объем схаткх газов; V» -

- объем пор; V - объем цор на начало образования закрытых

пор; V - объем пор на конец формования; V,,, - объем откры-

тых пор; Кк и к" - коэффициенты, отрааавдио превышение давления газов открытых пор в соответствующие моменты формования.

Поскольку промежуточный этап формования зафиксировать сложно, целесообразно представить уравнение для д в ином виде,' Еыразив V, через V" и степень повшения давления в закрытых порах к концу процесса формования

э. - (12)

где Р. и Р4 - давление газов в открытых и закрытых порах, соответственно.

Таблица

Кинетика изменения параметров порошковых объектов з процессе формспения

г* з п/п Параметр Этапы формования

Насыпное : Начало образо- : Конец состояний : зания закрытых : формования : пор - :

I. Пористость п. гьп3+-По-« n'-n'j+n;«

2. Объем пор V„ v-vj+vi« v^vvö,* *

3. Давление в порах открытых р„»0,1 ИПа Р^-к'-Р. С =

закрытых. нет, p;-p;'|r

4. Количество оставаего-ся в порах воздуха при Р*0,1 Ша открытых закрытых Ii tt i ,/ к «Vor* Lfl.wl К • v<TT* Va K'-v; к'-vi

5. Количество удаленного из пор воздуха нет './SV„-kV ' v;-f<V-KV^KV3'

- ю -

Помимо описанных мер г.э облегчении условий истечения газов, вытесняемых при прессовании поропков из пресс-формы, нами предложен способ, основанный на аккумулировании части удаляемых из прессовку газов в специальных пористых элементах пресс-формы. Практически зтот способ можно представить как вариант прессования в "потещей" матрице. Однако, если в последнем случае через поры на поверхность матрицы подаётся смазка, то в предлагаемом способе в о та порт "Ьеретекает" часть удаляемых из прессовки газоа, удаляющихся из них после ее выбивки. Особенно эффективно это сказывается для зон прессовки, наиболее удалённых от дрениругцих зазоров. Их примером может служить переходная зона ступенчатых изделий, которая удалена от зазоров " катркца-пуексоны как большего, так и меньшего сечения. Сплошная пористая матрица в этом случае может быть заменена невысокой пористой вставкой, а ее работоспособность обеспечивается практически полны.! отсутствием перемещения частиц поропка относительно поверхности матрицы в отой зоне.

Произвести количественную оценку повьпения эффективности дренелкрования д 9 в зтом случае можно, приняв, что оно пропорционально уыеньсенив количества уделяемых из пор газов ду, , а последнее обеспечивается повыпением их давления в порах матрицы Рп , которое одинаково с давлением в межчас-ткчных порах прессуемого пороика Ра . Обозначим диаметр меньшей ступени образца с!, , наружный диаметр пористой вставки матрицы - её высоту - Ь . Тогда определяется объем газа, подлегшего удалению из переходной зоны матрицы

• -'Ь-АП. (13)

объем газа, аккумулируемого в порах вставки

и повшение эффективности дренажирования

В этих-выражениях: дП - изменение пористости в формовке от наивного состояния лорсазка 0,6) до конечной (П^

0,1) ; Пд^, - пористость вставки матрицы (П^ » 0,2); Ра - атмосферное давление; (?м « 5 ЫПа).

• Оценив эта валлчины значениями, приведенными з скобках и приняв = 20 1т, 60 - Ю ку, получим дЭ~60 %, что обеспечивает удовлетворительный уровень дегазации в этой зоне дале при практически полном отсутствии удаления газов через дренирующие зазоры. Выполненные оценочные эксперименты подтверз-деот эти выводы.

Результаты этой серии исследований сводятся к следующего. Выполнен анализ механизма дегазации порозкового материала в процессе его прессования из насыпного состояния, на его основе ввделены-этапы формования, определены характеризуйте эти этапы количества оставшегося и удаленного из пор воздуха з связи с издснлвдимся объеиом пор и давлением в них, вю'раны методики и устройства для экспериментальной оценки этих величин.

Установлено алиякис морфологии частиц железных порсзкпв, полученная методом восстановления и распыления, на эффективность дреккзровгнкя газов из пресс-формы и внутрипоровое давление газоз з греееогках. Показано, что гаси из распыленного порсп:а- со сфэр»тгстоп/я частицами интенсивно уд а." яхт с я до давления 600 1£Па, а затем эффективность дренажирования несколько снижается. Восстановленный пороаок, таеющий частицы с развитой поверхностью, дегазируется хуже. В прессоэках из этого порошка, получении при давлении' 1000 МПа, внутрипоро-'вое давление газов достигает 15" МПа, что приводит к их разрушения псс.тз вкпрессозки.

Определены зависимости эффективности дренажирования и внутряпорозого даалекия газов в прессовках от технологических • параметров; кон&гурации и ратагрэв прсссопок, скорости и кратности -прессования, количества смазки. Величины повша-гтся, а Р| стааэтся ¡три:

- увеличении отношения площади дренирующих зазоров, а объему прессовок, что достигается (при одинаковой величине

технологических зазоров между элементами пресс-формы, сыеща-ющииися относительно друг друга) уменьшением высоты и объема прессовок и увеличения числа подвижных пар (пуансон-матрица, пуансон-пуансон, игла-иатрица или пуансон) ;

- уменьшении скорости прессования, приводящем к возрастанию времени к облегчению условий дегазации до момента образования закрытых пор (третий этап) ;

- увеличении кратности прессования, поскольку дегазация, прошедшая на предыдущих этапах, позволяет уменьшить объем сжимаемых газов при повторных допреесовках;

- уменьшении количества технологической смазки в шихте в связи с "обволакиванием" ев частиц порошка и сокращением сечения ыежчастичных поровых каналов.

Экспериментально подтверждена целесообразность использования известных способов повышения эффективности дегазации, в частности, пресс-форм с дополнительными дренирующими зазорами, при всех испольэовакных условиях; разработано новое направление такого повышения за счет аккумулирования части удаляемых газов в порах специальных элементов пресс-форм.

В четвертом разделе осуществлена отработка опытной технологии формованил заготовки детали "рама" бытового кондиционера, выпускаемого НПО "Баккондиционер", на одноходовом гидравлическом прессе усилием 1000 тонн с использованием экспериментальной пресс-форда, оснащенной одним верхним и тремя нижними пуансонами. Использование последовательной поэтапно? осадки сверху и снизу, имитирующей работу многоходового пресса с регулируемой скоростью движения пуансонов,позволило обеспечить формование бгздефзктных заготовок, избегав "перетекания" материала в переходных зонах.

На основе выполненного анализа условий эксплуатации детали "рама" установлена целесообразность использования для её изготовления материала на основе железа, как наиболее дешевого, и его легирования с целью повышения прочности, триботехнзгаес-ких я антизадирных свойств, что достигается введением в шихту порошков К8рандеашого графита (0,5-1,0 %), меди (2,5-3,0 %) и

серь; (0,2-1,0 %). Для улучшения форыуёмости при минимальном ухудшении дегазации шихты в процессе прессования э неё веоди-ли 0,5 % стеарата цинка.

С помощью математического планирования экспериментов получек уравнения регрессии, представляющие собой зависимости механических и триботехническнх свойств материала 5Тр1ДЗК1 от давления прессования шихты и нагрузки трения при триботехни-ческих испытаниях в состоянии после спекания, спекания и па-рооксидирования, а также спекания, закалки и отпуска при разных температурах, позволяющие прогнозировать свойства образцов и изделий.

Разработана технология изготовления порошковой детали "рама" на многоходовых прессах и условиях Кировского завода порскковой металлургии и НПО "Бадкондкционср", реализздия которой позволит получить годовой экономический эффект около 10 млн. рублей (в ценах IS9I года).

На основании опытных д ai ток полнено квадратное ypasH-з-im, олисизоящес зазиагмость механических свойств ( 6"s , , КС и НВ) от д.1В"01Ш прессования шихты

у = пхг vox , (16)

гдо у. - свойства; х - давление прессования 400-1000 МПа; а, Ь , с коэффициенты уравнеггий.

В зависимости от веда обработки образцов получены также уравнения, устанавливающие связь метду износом, с одной стороны, давлением прессования и нагрузкой при трении - с другой. Эта связь опиеняачтся следующими уравнениями для спеченных- и ■спй'ктагс и парооксидированннх образцов

для спеченных, закаленных и отпущенник вря 200 °С

для спеченных, закаленных и отпущенник при 400 °С

¿t s&x'+dx* hy*+ m, (19)

а для спеченных, закаленных и отпущенных при 600 °С, а также для спеченных, закаленных и парооксидировакнкх

¿л ж сх2 + ку>- т , (£0)

где: , , и - износ, мкм/кы ; х - давление прессования в интервале 400-1000 МПа; у - нагрузка при трении 2-10 МПа ;а,В»с,с!,Ь«к,гл - коэффициенты уравнений.

Установленные зависимости позесляют прогнозировать свойства материала образцов и изделий, получаемых при различных давлениях.прессования и подвергнутых различной обработке после спекания.

ощие вывода

1. Разработаны принципы обеспечения возможности бездефектного формования ступенчатых крупногабаритных пороаковых деталей сложной конфигурации, сводящиеся к исключения перетекания материала в их переходных зонах и облегчению условий дегазеции шихты в процессе её прессования или аккумулирования выделяющихся при этом газов л порах специальных вставок прссс-форл.

2. Определены факторы, позволяющие оценивать качество холоднопрессованнкх порошковых неспе«енных ступенчатых об-раецов по соог'опекию ггрстюстшл характеристик в различных зеках, разработаны методика и инструментальная оснастка для их испытаний, выведет-' аналитические зависимости для получения данных, обеспечивших её работоспособность. Разработаны варианты технологии формования ступенчатых образцов на одно-ходовом гидравлическом прессе, основывающиеся на варьировали; давлений в переходной зоне, пропорциональном дроблению осадок порошка в полостях, и фиксации каэдый раз либо их абсолютной величины, либо давлений, создаваемых в момент их окончания.

3. Предложен критерий для комплексной оценки составляющих потерь давления прессования порошка на преодоление внешнего трения, сопротивления захлопываемого в порах воз-

духа, компенсации упругих деформаций инструментальной оснастки и др., названный -фактором. Создан математический аппарат и разработана экспериментальная методика для определения У -фактора з конкретных условиях формования изделий. Выделена формула для оценки соотношений мезду давлениями в полостях матрицы ступенчатых образцов, обеспечивающих бездефектное формование их переходной зоны. Предложена номограмма, позволяющая находить логарифмы этой величины, в которой обобщены накопленные автором экспериментальные данные.

4. На основе теоретического и экспериментального анализа механизма дегазации порошкового материала при его прессовании из насыпного состояния выделены.характерные этапы процесса ; выведена формула, выбраны методики и устройства для оценки его эффективности, показана целесосбразность использования известных способов повышения эффективности дегазации и разработано нозое направление такого повыиения, основанное на аккумулировании части удаляемых газов в порах специальных элементов пресс-формы.

5. Определены зависимости эффективности дренажирования 9 и Енутрипорового давления в прессовках Р от технологических параметров: морфологии частиц порошка, конфигурации и размеров формовок, скорости и кратности прессования, со-"ержания смазок в ¡пихте. Величины повышаются, а Р снижаются при:

- переходе от восстановленного порошка с частицами, ш.;е-

кщнми развитую поверхность, к распыленному со сферическими частицами ;

- увеличении отношения площади дренирующих зазоров к объему прессовок, что достигается уменьсением высоту я объема прессовок, увеличением шгсла подвижных пар инструментальной оснастки и величины, зазоров мезду их элементами ;

- уменьшении скорости прессования, приводящем к возрастанию времени и облегчению условий дегазации до момента образования закрытых пор; ;

- увеличении кратности прессования, поскольку дегазация, прошедшая на предыдущих этапах, позволяет уменьшить

объём сжимаемых газов при повторных допрессовках;

- уменьшении количества технологической смазки в шихте в связи с "обволакиванием" ею частиц порошка и сокращением сечения меячастичних пороьых каналоЕ.

6. Осуществлена отработка опытной технологии формования заготовки особо сложной конфигурации детали "рама" бытового кондиционера, выпускаемой ПО "Баккондиционер", на сдноход -вон гидравлическом прессе усилием 1000 тонн с использованием экспериментальной пресс-йюрмы, оснащенной одним верхним

V. тремя нижний: пуансонами. Показано, что применение последовательной поэтапной осадки сверху и снизу, имитирующей работу многоходового пресса с регулируемой скоростью движения пуансонов, позволяет обеспечить получение бездефектных заготовок, избежал "перетекания" материала в переходник son ах, а дополнительная вьдержка под давлением после окончания каждого этапа, обеспечивая релаксацию напряжений на ыежчастич-ных контактных поверхностях и улучшение условий дегазации, приводи? к существенному повышенно плотности формовок.

7. Установлена целесообразность изготовления детали "рама" из материала на основе порошка железа с- введением в состав шихты, наскарандашного графита - 0,5-1,0; меди -2,3-3,0; серы - 0,2-1,0; стеарата цинка - 0,5.. Получены уравнения peí рессии, тедстолп.чхщие cotí о!' зависимости механических и триботехнических свойств материала ЕГр1ДЗК1 от даьяекий прессований шихты и трения при испытаниях b состоянии после спекания, спекания и парооксидировзккя, спекания, закалки и отпуска при разных температурах, позволяющих про-гноьировать свойства образцов и изделий.

8. Разработана технология изготовления порошковой детали "рама" на многоходовых прессах в условиях Кировского заводь порошковой металлургии и НПО "Баккондиционер", реализаций которой позволит получить годовой экономический эффект около 10 ылн. рублей (в ценах 1991 года) при выпуске бООтыс. штук в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Технологические особенности получения композиционных порош--ковых материалов и анализ нх работоспособности /А. Т. Мамедов, Н. А. .Алиев, А. А. Гулпев, Ш. С. Гусейнов, Е. В. Кулаковская, С. А. Джафа-■роза: Обзорная информация, серия «Межотраслевая»; АзНИИНТИ. — Баку. — 1992. — 26 с.

2. J. Q. Dorofeev, А. Т. Mamedov, Sii. S. Qiiseynov. Efficiency of Gas Drainage at Pressing the Blanks of Powder Friction Products / Proceedings of the International Simposium on the Tribolo gv of. Friction -Materials Varofri — 91. 10—12 September, 1991, Volume'l, Yaroslavb USSR.

3. Дорофеев IO. Г., Гусейнов Ш. С., Симилейскнн Б. М. Условия бездефектного формования порошковых заготовок высшей степени сложности /Термическая обработка стали (теория, технология, техника эксперимента). Межвузовски!! сборник научных трудов. — Ростов-на-Допу.— 1992. — С. 111 — 114.

4. Дорофеев Ю. Г., Гусейнов Ш. С., Мамедов А. Т., Снмплей-ский Б. М. Принципы повышения качества формования изделий сложной конфигурации. — Тезисы докладов Всероссийской республиканской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии производства, •структура и свойства порошковых изделий, композиционных материалов ц покрытий». — Волгоград. — 1992. — С. 28—29.

Подписано к печати 28.10.93 г. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз.. Зак. 1350.

Типография НГТУ, ул. Просвещения, 132.