Исследование и разработка методов изготовления тонкостенных изделий из порошковых материалов
В данной статье рассматриваются современные методы изготовления тонкостенных изделий из порошковых материалов с применением специализированного оборудования. Порошок подвергается прессованию и спеканию для формирования заданных геометрических форм, однако существующие технологии характеризуются рядом недостатков, включая низкий коэффициент выхода готовой продукции, значительные объемы отходов и низкую производительность.
Одной из ключевых проблем является неравномерное распределение порошка в процессе прессования, что приводит к образованию трещин в материале. Это явление обусловлено неоднородностью плотности и пористости на микроструктурном уровне, вызванной локальными изменениями среднего размера пор.
Особенно актуально это для производства тонкостенных изделий из твердых сплавов, таких как фрезы и резцы, которые изготавливаются методом прессования и последующего спекания. Существующие технологии часто приводят к деформации изделий, неэффективному использованию материала и низкой скорости производственного процесса.
Неравномерное распределение порошка в заготовке обусловлено трением частиц о стенки формы, что вызывает градиент плотности: максимальная плотность наблюдается у краев, а минимальная — в центральной части. Анализ работы прессующих машин выявил, что ограничения подвижности инструмента в формах препятствуют внедрению современных технологий, таких как немонотонное деформирование, которые могли бы значительно повысить качество продукции.
Для решения этих проблем предлагается разработка новых форм и методов обработки, обеспечивающих свободу движения инструмента и возможность применения различных режимов деформации порошка.
Разработан инновационный метод, включающий два последовательных этапа: сжатие и сдвиг, что позволяет достичь равномерного распределения плотности и пористости материала. Также созданы специализированные формы для изготовления изделий сложной геометрии, таких как шестиугольные и прямоугольные пластины, которые могут функционировать в различных режимах деформации.
Экспериментальные исследования показали, что применение специальных силовых воздействий при деформации способствует улучшению структуры материала, что приводит к получению высококачественных изделий с однородными характеристиками плотности и пористости.
Заключение
В результате проведенных исследований разработаны новые методы и устройства для производства тонкостенных изделий из порошковых материалов. Использование подвижного инструмента и немонотонных режимов деформирования позволяет значительно повысить качество продукции и расширить функциональные возможности прессующего оборудования.
