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

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Новочеркасский государственный технический университет

На правах рукописи

ГУСЕЙНОВ Шакир Сурхай оглы

УДК 621.762.4.016

Технологические аспекты повышения качества порошковых изделий сложном конфигурации.

I

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-нро-нзводственном объединении «Баккондицнонер» (г. Баку).

Научные руководители: заслуженный деятель науки и

техники РФ, доктор технических наук, 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 «Сулин-скин металлургический завод «СТАКС».

3|^1та диссертации состоится,, 7 993 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

Горшков С. А.

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОМ

Акт,уачьность теш. Реализация известных возможностей, технологии порошковой металлургии может быть осуществлена при обеспечении двух основных условий: использование методов бездефектного формования изделий к формиросание материала с тре-буешш уровнем сыгл'ств. Выполнение первого, не вызывающее заметных затруднений при произРодстве несложных изделий, приводит к необходимое:™ использования особых мер, если их конфигурация относится к повышенным степеням сложности. Наиболее распространенной их группой являются ступенчатые изделия, а специфика напряненно-дефориировалного состояния Поооексеого материала в их переходной зоне обусловливает появление разнообразных дефектоо - адис всего трещин.

В срою очередь, качество формируемого порошкового материала определяется дейстьием ряда внешних и шугренн'/х факторов, проявляющихся на всех стадиях производства изделий. К числу важнейших из них на стадии прессования формовок относятся внеииее и меичастичное трение, протисодавление захлопываемых в порах газов, деформация деталей инструментально« оснастки к многие другие. Их алигаше приводит к необходимости поаы-гсения давления прессования, неравной л отности формовок и других их дефр*там.

Бали к1; ^ аспектом повышения качества порошкошх изделий сложноЯ конфигурации является обеспечение высокой прочности з переходят ступенчатых зон материала, не прибегая к повышения давления холодного прессования вше установленных в литературе нор:.:. При использовании традиционной технологии холодного формования полное удовлетворение этого требования невозможно из-за неизбежного появления разноплотности и внеокого напряженного состояния материала в переходных зонах, вызывающих разрушение образцов на этих кастах после спекания.

Знание причин, ограничиваших возможности холодного формования, позволит получить высококачественные изделия слоаюй конфигурации.

Цель и задачи работы. Целью работы является создание тех-

нологическлх процессов, обеспечиваящих 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 раВНО-

ПрО^НО "ТИ.

3. Изучить влияние технологических факторов - морфологии порошковых 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 и деталям сложной конфигурации бытовой техника..

Научная новизна паботи. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы с использованием специально разработанных методик и инструментальных оснасток принципы обеспечения возможности бездефектного формования ступенчатых крупногабаритных порошковых деталей сложной конфигурация, сводящиеся к исключении "перетекания" материала в их переходных зонах и ой- ' легчению 2'словий дегазации шихты в процессе её прессования или аккумулирования выделяющихся при отом газов в порах специальных вставок пресс-форм.'

Осуществлена комплексная оценка с помощью V; -фактора составляющих давления прессования порошка,■ вклачазпдах интеграль-' ные его "потери": преодоление внесшего трения к сопротивления захлопываемого в порах воздуха, "компенсаций упруги:-: дефсрп;ц$:й инструментальной оснастки и различного рцца иеоднородной ,в объеме формовки, а также многие другие. Созданы математический аппарат и методика для определения ^ -фактора,.выведена формула и предложена номограмма для оценки соотношений между давлениями в полостях матрицы ступенчатых образцов, ойеспечиваэвдж бездефектное формование их переходной зоны.

На основе анализа механизма дегазации порошкового материала при его прессовании из насыпного состояния вццелсны характерные этапы процесса, выведена формула, выбраны методики и устройства для оценки его эффективности. Показана, целесообразность использования известных способов повчкения эффективности дегазации и разработано новое направление такого повышения, основанное на аккумулировании части удаляемых газ о о в порах специальных элементов пресс-формы.

Определены зависимости эффективности Дреналироьанил и внутрипорового давления газов в прессовках от технологических параметров: морфологии частиц поропка, конфигурации и размеров формовок, скорости и кратности прессования, содержания смазки в '"ихте.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанные методе дренажирования газоз из пресс-формы при прессовании впервые позволили при однократном холодном прессовяиии получить заготовки с повышенной и равномерной по всему объему плотностью, высокими физико-механическими и анти-фрикииош-шми свойствами, близкими к свойствам беспористых материалов. Определены факторы, позволявшие оценивать качество холодногтрессовоиных порошковых неспечешшх ступенчатых образцов, разработаны методика и инструментальная осчастка для их испытан и/1, а такие технология-формования на одноходозом гидравлическом прессе.

Огуцествлена отработка опытной технологии формования заготовок особо сложно:'} конфигурации детали "рама" бытового ксн-д!тционера, выпускаемой НПО "Баккондиционер", на однеходовом 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 ыежчастичных контактных поверхностях и улучшение ус-

ловий дегазация, приводит к существенному повышению плотности формовок.

Установлена целесообразность изготовления детали "рама" из материала на основе порошка железа с введением в состав пахты тс.%: карандашного графита - Q,5-1,0; меди - 2,5-3,0; сери - 0,2-1,0, стеарата цкнка - 0,5. Получены уравнения регрессии, представляя®« собой зависимости механических и три-ботехничесхил свойств материала НГр£ДЗК1 от давлений прессования вихты и трения, позволявшие прогнозировать свойства образцов и изделий.

Разработана технология изготовления порошковой детали "рама" на многоходовых прессах в условиях Кировского завода порошковой металлургии к НПО "Еаккондиционер",реализация которой позволит получить годовой экономический эффект около 10 млн. рублей (в ценах 1991 года) при выпуске 6СО тыс. стук з год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работа доложены и обсузденн на международном симпозиуме трибологии фрикционных материалов (г.Ярославль, 1991 г.) и Всероссийской республиканской научно-технической конференции "Лрсгресс'.!Б!ме технологии производства, структура и свойства nopocxcEWc изделий, копозиционних материадоз и яокритий" (г.Волгоград, 1992 г.).

Публикации. По устериа~г.ч диссертационной работу опубликовано четыре печатные работы.

Обтем работы. Диссертация состоит из введения, четырах разделов, общих еывэдов и приложений и содержит 142 страницы маа'.пюписного текста, 24 рисунка, 7 таблиц, 125 библиографических ссылок ка работы российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования, содержатся краткое описание выполненной работ.

3 первом разделе приведен литературный обзор работ, ао-свяленных способам повышения качества порошковых нздедий ело-

яноЯ конфигурация. '

Несмотря на наличие многочисленных публикаций по вопроса«, касавдикся технологических аспектов повшекия качества пороз-ковых изделий сложной конфигурации, некоторые из них остается недостаточно раскрытии!. Преяде всего это относится к такиы направлениям, как определение влияния внешнего трения на свойства изделий ступенчатой формы и возможность возникновения в их переходной зоне трещин или расслоений, а также газоввдсле-ние из формовок 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 газопц-деления на характеристики получаемых холодным прессованием формовок ставит в разрцд первоочередных задачу выделения основных факторов, влиягаих на этот процесс, и определения соответствующих количественных зависимостей.

В практическом плане высказаише соображения moot быть отнесены, презде всего, к проблемам, касахдимся разработки технологии производства деталей особо сложной конфигурации, характеризующихся наличием многочисленных переходов в сечении, нормальном к направлению прессования, и относящихся к числу, так называемых, ступенчатых. В современных условиях среди ша наибольший интерес представляют детали, предназначенные для изделий бытовой техники. Характерным их представителем мижет слу-яшть детало "рама" бытового кондиционера, выпускаемого НПО "Бакконциционер". Сочетая в себе г.овыаенкые требования к материалу, ьоторый 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 сравнения с получешшми методами лчтья или обработки давлением компактных материалов.

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

дов на растяжение.

Для улучшения захвата гладкой бесступенчатой поверхности стертая образца меэду контактирущиш поверхностями введена ¡мкфовальная шкурка. При этом обеспечивается надежный захват за счет сил трения, возникавших на отой поверхности при её схватывании раздавливаемым при осевом нагруженкя эластичным элементом. С целью предотвращения разрушения образца и обеспечения работоспособности устройства при испытаниях на растяжение выведены соответствующие формулы.

Кроче того разработана конструкция инструментальной оснастки и технология изготовления ступенчатых образцов. Выявлены факторы, обуславливавшие 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 такиз, реализуя которые мозшо получать образцу, но имевшие дефектов.

Разработана методика определения потерь усилия прессования на преодоление внешнего трения и других потерь. Для этой цели определена схема прессования образцов и давяешй. Выведены аналитические зависимости, позволяете определять погерг; усилия прессования на преодоление внешнего трения и другие.по-, тери для образцов слоглой конфнгургт~;: при различна* условиях формования. " ' ■

На основе известных формул М.Ю.Балыпкна п других авторов предложена обойденная формула в следующем виде: '

где Ри й Р* давление или усилие На никнем и зефзгки пуансонах; ~ кой1ф'.циент'^трения; ^ - коэффициент бокового давления ^ г] з-х X) — высота и диаметр прессуемого обряда;

К - учитызаЛдаЯ влияние упругой деформации и

других фаг-троз на потери усилия прессования.

Введено понятие о комплексном .фактора, учитьшагдем все виды потерь усилия при прессовании и названном Ц7 -фактором тогда формулу (I) иохно записать в следующем

виде • ^ '•....

Рн-Л-е"1'*..- • : (2)

Потери давления при уплотнении прессовок высотой Н^ и Ь'2 можно определить яз равенств,соот»етственно

р^рв-рн, р'-р;-р;. о)

Тогда с учетом (2) получим

Р^Р^О-в"^), р'^р;1 (ье"-4'"»)." .

(4)

Увеличение усилия прессования с увеличением высота прессовки от Ко до Нт определится из выражения

Введем понятие о степени увеличена такого усилия :: обозначим его кс:с щ -фактор. Его значение, определяемое экспериментально простой фиксацией показаний датчика пресса, мспт-но получить таете из зависимости

Л,- е т V

Произведём логарифмирование

Отсвда получим формулу для определения ^

Таким образом, У -фактор, комплексно учитывавший потери давления прессования по высоте прессовки, моето определить как произведение логарифма силового т -фактора на геометрический фактор, равны!! отношению диаметра прессозкч к расстоянии до исследуемого её сечения. Разработана методика для экспериментального определения данных, необходимых для расчета Ц/ -фактора по предложенной формуле, основыведаейся на фиксации усилий, необходимых для осадки разных навесок порошка до

-е -

одинаковой плотности в одной и той же пресс-форме.

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

В'третьом разделе произведен анализ кинетики процесса дегазации, которая происходит при движении пуансонов из всего объема прессовки до момента начала образования закрытых пор, в которых сжииаэтся газы вплоть до окончания процесса. Кспользовав 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 выражения для определения эффективнее«: дегазации. Коэффициент эффективности дегазации, определяешь как отношение ооъемоь удаленного из пор газа к содержащемуся в них в начале процесса, на момент начала образования закрытых пор составляет:

(9)'

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

эЧ^-к'-^У^. ' (Ю)'

Суммарный коэффициент определяется из выражения: 9-ЭЧЭ*; = 1007., {П)

где V) - объем закрытых пор; V," - объем сжатых газов; V. -- объем пор; V1 - объем цор на начало образования закрытых пор; V - объем пор на конец формования; V,,, - объем откры-

тых пор; К1 я к" - коэффициенты, отраяавцио превышение давления газов открытых пор в соотвотствуюсрю моменты формования.

Поскольку промежуточный этап формования зафикагровать сложно, целесообразно представить уравнению для Э в ином виде," выразив V} через V" и степень пОЕызения давления в закрытых порах к концу процесса форыоваяия

где Р0 и Р4 - давление газов d откршгпс а закрытых порах, соответственно.

Таблица

Кинетика изменения параметров порошковых объектов з процессе формования

1>» п/п Параметр Этапы Формования

Насыпное 1 Начало сбразо- : Конец состояний вашя закрытых : формования : пср * :

I. Пористость п. гьп^по,.« n\n;+n"DW

2. Объем пор Уо V»Vj + Ve»«

3. Давление а порах открытых Р^О.ШПа Р^-к'-Р.

закрытых. нет. Рз^к'Р, Р3'=Р;-4

4. Количество оставиего-ся э порах воздуха при Р=0,1 121а открытых закрытых ./ к'-V/^e К*' Ver* . w к'-v; ' к' • Vj

5. Количество удаленного из пор воздуха нет V¿»V,-kV '

Помимо описанных «ер пэ облегчении условий истечения газов, вытесняемых при прессовании порошков из пресс-формы, наци предложен способ, основанный на аккумулировании части удаляемых из прессовки газов в специальных пористых элементах пресс-формы. Практически это? способ можно представить как вариант прессования в "лотещей" матрице. Однако, если в последнем случае через поры на поверхность ыатрицы подаётся смазка, то в предлагаемом способе в эти поры "Перетекает" часть удаляемых из прессовки газов, удалящкхся из них после ее выбивки. Особенно эффективно это сказывается для зон прессовки, наиболее удалённых от дрениругцкх зазоров. Их примером может служить переходная зона ступенчатых изделий, которая удалена от зазоров матрица-пуансоны как большего, тис и меньшего сечения. Сплошная пористая матрица в зтоы случае шжет быть заменена невысокой пористой вставкой, а её работоспособность обеспечивается практически полны-', отсутствием перемещения частиц порезка относительно поверхности матрицы в зтой зоне.

Произвести количественнуя оценку повкаения эффективности дренажирования д 9 в этом случае моюто, приняв, что оно пропорционально уменьпег»ш коляяеетва уделяемъзс из пор газов дуг , а последнее обеспечивается повышением их давления в порах матрицы Рп , которое одинаково с давлением в ыежчас-тич1шх порах яреесуеиого порошка Ра . Обозначим диаметр меньшей ступени образца с1, , наружный диаметр пористой вставки матрицы а'^ - её висоту - Ь . Тогда определяется объем газа, псдлегсдйго удалении из переходной зоны матрицы

• V- -ь-дп. Ш)

объем газа, аккумулируемого в порах вставки и повшение эффективности дренажирования

В этих-выражениях: й>П - изменение пористости в формовке от насыпного состояния порозяа Ш0« 0,6) до конечной (П^

« 0,1); Иде,, - пористость сставкл матрицы Швст » 0,2); Ра - атмосферное давление; (Рм » 5 Ша).

• Оцекиз гтл галичикы сначегаиаи, приводенкггя» а скобках л приняв с1{ст = 20 »-!, с!0 - 10 ми, получим дЭ^бО %, что обеспечивает удовлетворительный уровень дегазации в этой зоне дало при- практически полюй отсутствии удаления газов через дренирующие загори. Екполнегалга оценочные эксшэртенти подтверждает эти выводы.

Результаты этой серии исследований сводятся к следующему. Ешолнен анализ механика. дегазг^гн порогового материала в процессе его прессования,из насыпного состояния, на его основа ввделени этапы формования, определены характеризуете эти этапи количества оставшегося и удаленного из пор воздуха в связи с м^ен/хцтася объемом пор и давлением в них, сморгни методики и устройства для экспериментальной оценки этих велн-чин.

Установлено влклзиа морфологии частиц тг.елеэных порошков, полученных истодом оосстснозлегад и распыления, на эф^октив-ность дрскюзрозаннл газов из пресс-формы и внутрипорозое давление гагоз з пргссогках. Показано, что газы из распыленного порсстз.- со сфзротгстсаи частицами интенсивно удаяяггся до дазления 600 ШЗа, а затем эффективность дренатировшшя несколько стекается. Восстановлен«!^ пороаок, имевгций частицы с развитой поверхностью, дегазируется хуже. 3 прессовках из этого порошка, получзнках при давлении'1000 МПа, внутрипоро-'вое дат лени о газов достигает 15" МПа, что приводит к их разрушении посла выпрессозки.

Определены зависимости эффективности дренажирования и внутряперозого давления газов з грэссовках от технологических ■ параметров: -конфигурации и размеров прсссозок, скорости и ¡кратности прессования, количества смазки. Величины повша-втея, а ешшются при:

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

технологических зазоров между элементами пресс-фориы, смещающимися относительно друг друга) уменьшением высота и объема прессовок и увеличения числа подвижных пар (пуансон-матрица, пуансон-пуансон, игла-матрица или пуансон);

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

- увеличении кратности прессования, поскольку дегазация, продедпая на предыдущих этапах, позволяет уменьшить объем снимаемых г асов при повторных допрессовках ;

- уменьшении количества технологической смазки в шихте в связи с "обволакивание,;" ее частиц порошка и сокращением сечения ыежчасгичнкх поровых каналов.

Экспериментально подтверждена целесообразность использования известных способов повшения эффективности дегазации, в частности, пресс-форм с дополнительны.« дренирующими загорали, при всех использованных условиях; разработано новое направление такого повоения за счет аккумулирования части удаляемых газов в порах специальных элементов пресс-форт.

В четвертом разделе осуществлена отработка опытной технологии формования заготовки детали "рама" бытового кондиционера, выпускаемого НПО "Бахкондиционер", на одноходовом гидравлическом прессе усилием 1000 тонн с использование экспериментальной пресс-формы, оснащенной одним верхним и тремя нижними пуансонами. Использование последовательной поэтапной осадки сверху и снизу, имитпрущей работу многоходового пресса с регулируемой скоростью движения пуансонов,позволило обеспечить формование бзздефзктных заготовок, избежав "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 цель» повьпения прочности, триботехничес-ких и антизедирнкх свойств, что достигается введением в шихту порошков караедыпного графита (0,5-1,0 %), меди (2,5-3,0 %) и

серы (0,2-1¿O %). Для улучшения форнуемости при минимальном ухудзении дегазации шихты в процессе прессования в нее веоди-ли 0,5 % стеарата цинка.

С помотцыо математического планирования экспериментов получат! уравнения регрессии, представляющие собой зависимости механических и триботехнических свойств материала ЖГр1ДЗК1 от давления прессования шихты и нагрузки трения при триботехнических испытаниях в состоянии пссле 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 в условиях Кировского завода порошковой металлургии и НПО "Бахкондиционср", реализация которой позволит получить годовой экономический эффект около 10 млн. рублей (в ценах 1991 года).

На основании ояктнкх дзлккх полутга квадратное уравнении, описувзодес з?12ис;шость ыехгшичесмис сеоРств ( 6*s , 6"л , КС % НВ) от дздлс-!г/я прессования ттсгц

где Lj - свойс^са; х. - давление прессования 400-1000 МПа; а, Ь , с -коэффициенты уравнений.

В зависимости от вида обработки образцов получены также уравнения, устакавлпваищие связь ке?ду изкосои, с одной стороны, давлением прессования и натруской при трении - с другой. Эта. связь описуяялтся следующими уравнения«! для спеченных- и епечгкнш: И пароокекдироваиннх образцов

дяя спеченных, закаленных и отпущенних вря ZOO °С

%г - §xsfhy¿ + m, (I8)

для спечвинюс» закатенных и отпущемтх при 400 °С

2, -f¿x*+dx + hyz+ m, (19)

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

сх2-ыxij-rm , (20J

где: ii , , jf и - износ, мкм/км ; 2 - давление прессования в интервале 400-1000 МПа; у - нагрузка при трении 2-10 МПа; a,ê,c,d»h)ii>rn - коэффициенты уравнений.

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

ощяе вывода

1. Разработеш принципы обеспечения возможности бездефектного формования ступенчатых крупногабаритных порошковых деталей сложной конфигурации, сводящиеся к исключению перетекания материала в их переходных зонах и облегчению условия дегазации шихты в процессе её прессования или аккумулирования вццелящихсл при этом газов порах специальных вставок прссс-форм.

2. Определены факторы, позволятоие оценивать качество холоднопрессованных порошковых неспвоенных ступенчатых образов по соотношению прочностных характеристик в различных зеках, разработаны методика » инструментальная оснастка для их испытаний, выведены аналитические заднсимос'и для получения данных, обеспечиваюсь* 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 каждый 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 V7 -фактора з конкретных условиях формования изделий. Выделена формула для оценки соотношений меяду давлениями в полостях матрицы ступенчатых образцов, обеспечизаащих бездефектное формование их переходной зоны. Предложена номограмма, позволяющая находить логарифмы этой величины, в которой обобщены накопленные автором экспериментальные данные.

4. Ка 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 целесообразность использования известных способов повышения эффективности дегазации и разработано нозое направление такого повышения, основанное на аккумулировании части удаляемых газов в порах специальных элементов пресс-формы.

5. Определены зависимости эффективности дренажирования з и шутрнпорового давления в прессовках Р от технологических параметров: морфологии частиц порошка, -конфигурации и размероз формовок, скорости и кратности прессования, содержания смазок в пихте. Величины повышаются, а Р снижаются при:

- переходе от восстановленного порошка с частицами, имеющими развитую поверхность, и распыленному со сферическими частицами ;

- увеличении отношения площади дренирующих зазоров к объему прессовок, что достигается уменьшением высота и . объема прессовок, увеличением числа подвижных пар инструментальной оснастки и величины зазоров мезду их элементами;

- уменьшении скорости прессования, приводящем к возрастании времени и облегченно условий дегазации до мЬмента образования закрытых пор ; :

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

объём сжимаеыьо: газов яри повторных допрессовках;

- уменьшении количества технологической смазки в шихте в связи с "обволакиванием" ею частиц поролка и сокращением сечекия межчасткчных пороьых каналов.

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-формы, сснаданной одним верхним и тремя нижними пуансонами. Показано, что применение последовательной позтап>:ой осадки сверху и снизу, имитирующей работу многоходового пресса с регулируемой скоростью движения пуансонов, позволяет обеспечить получение бездефектных заготовок, избежал "перетекания" материала в переходных зонах, а дополнительная ввдеркка под давлением после окончания каа-дого этапа, обеспечивая релаксацию напряжений на межчастичных контактных поверхностях и улучшение условий дегазации, приводит к существенному повьшенив плотности формовок.

?. Установлена целесообразность изготовления детали "рама" из материала на основе порошка железа с введением в состав шихты, мае.?: караедаиного графита - 0,5-1,0; меди -2,3-3,0; серы - 0,2-I,0j cíe арат а цинка - 0,5.. Получены уравнения peí рессии, представляющие собой зависимости механических и триботехннческих свойств материала ЖГр1ДЗК1 от давлений прессований шихты и трннкя при испые алиях в состоянии после спекания, спекания и парооксидировакия, спекания, закалки и отпуска при разяьзе температурах, поаьоляюцих прогнозировать свойства образцов и изделий.

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

Основные положения диссертации опубликованы в еле дующих работах:

1. Технологические особенности получении композиционных порошковых материалом н анализ их работоспособности /А. Т. Л1а.медов, И. А. .Алиев, А. Л. Гулисв, 1LI. С. Гусе/шоп, F. В. Кулаковская, С. А. Джафа-рова: Обзорная информация, серия «¿Межотраслевая»; АзНИИНТИ. — Баку. — 1992. — 26 с.

2. J. Q. Dorofeev, А, Т. Maniedov, Sit- S. Giisevnov. Efficiency of •Gas Drainage at Pressing Hie 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, Yaroslavl, 'USSR.

3. Дорофеев 10. Г., Гусейнов Ш. С., Сп.милепскнй Б. М. Условия бездефектного формования порошковых заготовок высшей степени сложности /Термически',! обработка стали (теория, технология, техника эксперимента). Межвузовский сборник научных трудов. — Ростов-на-Дону.— 1992. — С. 111-М 14.

4. Дорофеев Ю. Г., Гусейнов Ш. С., Ма медов А. Т., Симилеи-■ский Б. М. Принципы повышения качества формования изделий сложной конфигурации. — Тезисы докладов Всероссийской республиканской на-.учпо-техцмческон конференции «Прогрессивные технологии производства, структура и свойства порошковых изделии, композиционных материалов и покрытий». — Волгоград, — 1992. — С. 28—29.

Подписано к печати 28.10.93 г. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз.. Зак. ¡350'..

'—.—----■-—---1-■---—-■—Ь—

Типография НГТУ, ул. Просвещения, 132.