Теоретично обгрунтовано та запропоновано узагальнену модель незворотної поведінки дисперсних середовищ під дією зовнішнього навантаження та деформування; модель описує як деформацію порошку, який не чинить опір деформаціям розтягу, так і пористого тіла, за деформування якого вказаний опір має місце. Запропоновано модель пластичного деформування порошкових матеріалів, що враховує ефект різноопірності розтягу та стиснення, здатність матеріалу твердої фази до деформування, наявність когезії між частинками, а також критерій руйнування за умов незворотної деформації у макроскопічній формі, який відповідає уявленням про втрату стійкості деформування внаслідок одночасного перебігу процесів зміцнення та знеміцнення. Розроблену модель покладено в основу модифікації методу скінчених елементів стосовно дисперсних середовищ як в порошковому, так і в пористому стані. На підставі розроблених уявлень дано якісне тлумачення, підкріплене безпосередніми обчисленнями, феномену формування розшарувальних щілин за умов пресування в жорсткій матриці виробів, обмежених неплоскими поверхнями. Встановлено зв'язок цього явища зі схемою пресування (включаючи використання активного тертя)та зі ступенем когезії та крихкості матеріалу порошку. Обгрунтовано методику вибору діаграм деформування, які дозволяють уникати руйнування під час пресування.

  Скачати повний текст

Запропоновано уточнене рівняння пресування, яке враховує властивості порошкового матеріалу, його зміцнення в процесі пресування, схему навантаження, що дає змогу достовірно описати деформаційну поведінку матеріалу. З використанням континуальної теорії уточнено модель пластичності порошкових середовищ з урахуванням текучості та у разі поверхні навантаження у вигляді центрального еліпсоїда. Запропонована модель відрізняється тим, що встановлює зв'язок компонент тензора напружень не тільки з густиною та механічними характеристиками матеріалу, але й враховує параметри, які містять інформацію про структурні особливості порошкового тіла та зміцнення порошкового матеріалу в процесі пресування. Показано, що явний вид поверхні навантаження під час пресування порошкових матеріалів може бути визначений на базі аналізу результатів їх статичного та гідростатичного пресування. З використанням уточненої моделі пластичності розроблено принципи визначення напружено-деформованого стану в пресованих деталях для радіальної схеми навантаження, що дає змогу під час проведення розрахунків прогнозувати розподіл фізико-механічних характеристик за об'ємом пресування, а також проводити силовий розрахунок обладнання та оснащення для сухого радіально-ізостатичного пресування (СР-ІП). На підставі результатів теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано нові технологічні схеми, які дають змогу за рахунок створення умов квазіізостатичного пресування та зниження контактного тертя між порошком і елементами оснащення одержувати порошкові вироби простої та складної в поперечному перерізі форми з рівномірним розподілом густини за об'ємом та стабільними експлуатаційними характеристиками.

  Скачати повний текст

Удосконалено процес пресування композиційних порошкових матеріалів, що містять порошок заліза та домішки у вигляді порошків карбідів хрому, молібдену та ванадію, а також підвищення механічних властивостей порошкових виробів. Визначено, що карбід хрому є кращою легувальною домішкою. Встановлено основні закономірності пресування вибраних композиційних матеріалів і видалення пресовань з матриці. З'ясовано вплив вмісту карбіду хрому та тиску пресування на величину пружності післядії. Визначено раціональний тиск пресування, вміст і склад твердих мастил (графіту та стеарату цинку) у суміші, що забезпечують найменше тертя. Встановлено раціональні режими спікання порошкових зразків вибраного складу. Визначено механічні характеристики спечених композиційних виробів, включаючи міцність в процесі розтягання, твердість, ударну в'язкість, а також характеристики зносостійкості. Впроваджено у виробництво рекомендації з застосування технології виготовлення хромистих порошкових виробів на основі заліза.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано науково-технологічні основи формування багатокомпонентних порошкових систем й обгрунтовано шляхи підвищення якості формовок. Вперше оцінено внесок молекулярного, хімічного та механічного компонентів міцності пресовок за різних температурних умов пресування, які створювали за рахунок використання порошків, що за нормальних умов формування моделювали холодні (Mo, FeSi), теплі (Cu, Ni) або гарячі (Sn, Zn) температурні умови. Зазначено про вирішальний внесок у міцність пресовок механічної взаємодії на контактах. Вперше для чистих порошків та їх сумішей розроблено комплексну характеристику формованості, що включає як геометричний критерій - бал формованості, а як міцнісний критерій - показник міцності. Встановлено, що на показник міцності впливають температурні умови формування, матеріал і форма частинок, а на бал формованості - лише відносна насипна густина порошку. Із використанням балу формованості оптимізовано режими обробки порошків для підвищення їх формованості. Теоретично обгрунтовано й експериментально встановлено оптимальні співвідношення між крихкою та пластичною складовими під час виготовлення міцних і технологічних формовок, одержаних з порошків методами пресування та прокатування. Показано, що міцність формовок залежить від об'ємного співвідношення компонентів, які під час формування знаходяться у пружно-крихкому та пружно-пластичному (або пластичному) станах. На підставі розроблених науково-технічних основ формування багатокомпонентних порошкових систем розроблено технологію виготовлення композиційних комплексних модифікаторів нового покоління, що включають легкі компоненти та дозволяють одночасно проводити модифікування, мікролегування та розкиснення сплавів системи Fe - C поза піччю. Досліджено процес прокатування керамічних порошків зі зв'язуючим за умов гравітаційного способу їх подачі. Встановлено, що коефіцієнт сортаменту прокату з таких порошків за інших рівних умов збільшується у 3 - 3,5 раза у порівнянні з коефіцієнтом сортаменту прокату з металевих порошків.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи керування фізичними й експлуатаційними властивостями градієнтних пористих порошкових матеріалів з використанням порошків сталі ШХ15 за рахунок теоретичного, технологічного та інструментального забезпечення технології їх виготовлення. Обгрунтовано й експериментально підтверджено ефективність використання для виробництва фільтруючих пористих проникливих матеріалів (ППМ) порошків сталі ШХ15, що одержані в результаті утилізації шліфувальних шламів підшипникового виробництва. Сформульовано принципи одержання градієнтних прониклих матеріалів як пакета пористих циліндричних шарів, які ущільнюються засобами ізостатичного пресування. На підставі сформульованих принципів удосконалено схему сухого радіально-ізостатичного пресування (СР-ІП) з метою одержання довгомірних градієнтних проникливих матеріалів і запропоновано нові конструкції інструменту для реалізації методу СР-ІП з використанням стандартного пресового обладнання. Вивчено вплив пороутворювача на формування структури градієнтних пористих проникливих матеріалів. Показано, що спрямоване регулювання структури ППМ дає можливість підвищити ступінь очищення за одночасного збільшення проникливості та брудоємності фільтрів.

  Скачати повний текст