Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 7
1.1. Особенности технологии порошковой металлургии при производстве конструкционных изделий 8
1.2. Технологическая схема и характеристика технологических операций МIМ-технологии 9
1.3 Сущность процесса «теплого» прессования 23
1.4. Методы получения метало заготовок непосредственно из оксидов железа 25
1.5 Альтернативные технологии получения фасонных заготовок из порошков железа, его оксидов и связующего 27
1.6. Влияние реологических свойств дисперсной системы на формование фасонных заготовок 29
1.7. Теоретическое определение вязкости наполненных систем 33
1.8. Выводы по литературному обзору и постановка задачи 37
Глава 2 Методика проведения диссертационного исследования 41
2.1 Методика исследования композиций, состоящих из связующего и одно, двух – порошковых наполнителей 41
2.2. Методика изготовления изделий из композиций фенолформальдегидная смола – порошок железа – порошок железа (II, III) окись 56
2.3. Исследование фазового состава композиций 68
2.4. Физико – механические исследования 68
Глава 3. Исследование реологических свойств композиций различного состава 71
3.1 Общие критерии выбора состава композиций и характеристика компонентов 71
3.2 Двухкомпонентные смеси, состоящие из одного связующего и одного наполнителя 76
3.3 Трехкомпонентные смеси, состоящие из одного связующего и двух наполнителей 81
3.4 Четырехкомпонентные смеси, состоящие из одного связующего и трех наполнителей 84
3.5 Теоретическая оценка возможных изменений концентрации твердой фазы при формовании композиций порошок-связующее 89
3.6 Заключение и выводы по главе 3 .93
Глава 4. Эволюция состава и структуры композиций в процессе технологического передела
4.1 Расчетное изменение массы заготовок на каждом этапе технологического передела 95
4.2 Размерная точность заготовок, получаемых спеканием 98
4.3 Исследование структуры материала на каждом этапе технологического передела 104
4.4 Исследование физико – механических свойств материала 107
4.5 Выводы по главе 4 108
Глава 5. Инженерные и экономические аспекты реализации в промышленности результатов исследования 110
Общие выводы 116
Приложения 117
Список литературы 1
- Технологическая схема и характеристика технологических операций МIМ-технологии
- Методика изготовления изделий из композиций фенолформальдегидная смола – порошок железа – порошок железа (II, III) окись
- Четырехкомпонентные смеси, состоящие из одного связующего и трех наполнителей
- Исследование структуры материала на каждом этапе технологического передела
Введение к работе
Актуальность работы. В технологии машиностроения получение высокоточных заготовок с заданными структурой и свойствами материала всегда была одной из важнейших проблем при решении задач повышения технических характеристик машин и снижения затрат при их изготовлении. Поэтому все больший интерес вызывают технологии, основанные на процессах высокоточного литьевого формования, к которым относятся МIМ - технология и другие методы получения металлических заготовок путем формования и спекания композиций из порошков металлов и связующего.
Важнейшим моментом в данных технологиях является применение тонких металлических порошков с размерами частиц менее 30 мкм. Такие порошки в 5-10 раз дороже порошков, используемых в традиционной порошковой металлургии, что определяет высокую стоимость готовых изделий. В результате, представляет большой интерес создание формуемых композиций, в которых значительная доля (более 40%) металлической фазы составляют порошки с преобладающим размером частиц 30^150 мкм. При этом формование изделий сложной формы достигается за счет нахождения в межчастичном пространстве композиции, состоящей из термореактивного связующего и порошков оксидов железа, с заданными реологическими характеристиками. Такая структура формуемой смеси позволяет реализовать большие деформации под действием касательных напряжений при сохранении сплошности заготовок. При последующей термической обработке заготовок оксиды железа восстанавливаются продуктами пиролиза связующего. Реализация указанных положений открывает новые возможности формообразования металлоизделий, уменьшения затрат и получения без механической обработки сложных конструктивных элементов. Кроме того, за счет введения в формуемые композиции волокон и других упрочняющих фаз, открываются перспективы создания новых композиционных металлических материалов.
Цель работы. Разработка технологии получения металлических заготовок сложной формы из композиций, содержащих железные порошки с размерами частиц 30150 мкм, порошки оксидов железа и термореактивное связующее, обеспечивающей требуемые физико -механические свойства материала.
Задачи исследований:
- обосновать и разработать критерии выбора и методику расчета состава компонентов
композиций на основе их реологических характеристик и определить интервалы рецептур
компонентов, обеспечивающие возможность переработки композиций в металлоизделия
сложной формы;
установить технологические режимы переработки композиций в готовые изделия;
исследовать размерную точность изделий, сформованных из разработанных композиций,
и установить факторы, влияющие на поле допуска размеров;
- установить закономерности формирования структуры и исследовать физико -
механические свойства материала.
Научная новизна:
-
Изучены реологические свойства композиций из порошков железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего, определены области концентраций компонентов композиций, обеспечивающие формование из них изделий сложной формы с равномерной плотностью (Пат. № 2499008).
-
Получен новый тип композиций для производства металлических заготовок сложной формы, состоящих из порошков железа с размерами частиц преимущественно 30-=-150 мкм, порошков оксидов железа и термореактивного связующего.
-
Разработана технология производства металлических изделий сложной формы путем формования и термической обработки композиций из порошков железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего, обеспечивающая требуемые физико - механические свойства материала.
-
Установлены факторы (рецептура, качество сырья), влияющие на поле допуска размеров и требования к рецептуре, технологическим режимам переработки композиций обеспечивающие заданные поля допусков.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Концентрационная зависимость вязкости разработанных композиций из порошков
железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего и методика расчета вязкости
данных систем.
-
Математическая модель оценки возможных изменений концентрации твердой фазы при формовании композиций порошок - связующее.
-
Технология производства деталей машиностроительного комплекса путем формования и термической обработки композиций из порошков железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего, обеспечивающая требуемые физико - механические свойства материала.
Методы исследования:
моделирование с решением аналитических задач определения реологических свойств композиций, влияния размеров частиц и их концентрации, скоростных параметров формования на технологические свойства композиций;
метрологическое измерение геометрических параметров заготовок и их плотности, рентгенофлуоресцентные методы определения химического состава композиций на различных стадиях технологического передела; определение структуры заготовок после каждого этапа
технологического передела с применением металлографии; определение механических свойств материала готового изделия.
Практическая ценность работы и ее реализация в промышленности:
-
Апробирована в опытно-промышленных условиях ООО «Наномет» (г. Йошкар-Ола) композиция из порошков железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего. Из разработанных композиций сформованы изделия «Засов», «Втулка».
-
В ООО «Наномет» (г. Йошкар-Ола) создано производство композиций по технологии, предложенной в настоящей работе.
-
На основе результатов исследований реологических характеристик многокомпонентных композиций из порошков металлов, их оксидов и связующего разработана и внедрена в ООО «Наномет» (г. Йошкар-Ола) технология изготовления нового фрикционного материала для приводов радиолокационной станции с заданными свойствами.
Внедрение результатов исследования. Разработанные композиции из порошков железа, порошков оксида железа и термореактивного связующего и технология переработки данных композиций в металлоизделия сложной формы апробированы в производственных условиях в ООО «Наномет» (г. Йошкар-Ола) для изготовления изделий «Засов». Результаты работы используются при проведении занятий по дисциплине «Технология композиционных материалов».
Личный вклад автора состоит в разработке и проведении всех этапов диссертационной работы: исследовании реологических свойств композиций порошок – связующее, формовании образцов для испытаний, проведении исследований по термической обработке материала, анализа и систематизации полученных результатов, формулировке выводов, апробации полученных результатов исследований в производственных условиях.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных конференциях, симпозиумах и семинарах по техническим наукам прошедших в России (г. Йошкар-Ола, 2010, 2011, 2013, 2015; г. Чебоксары, 2015; г. Казань, 2015; г. Москва, 2011, 2012; г. Новочеркасск, 2011), в Белоруссии (г. Минск, 2011-2014), на Украине (г. Киев, 2012), в Швеции (г. Гетеборг, 2013).
Публикации. По теме работы опубликована 21 печатная работа, в том числе 4 в журналах рекомендованных ВАК РФ, 1 в SCOPUS, получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Общий объем составляет 142 страницы машинописного текста, включая 36 рисунков, 35 таблиц. Список используемой литературы содержит 125 наименований.
Технологическая схема и характеристика технологических операций МIМ-технологии
Фирмы [37] и метилцеллюлозы с глицерином [38]. Для деталей с эффектом запоминания формы из NiTi используется полиамидный/пол: Hgans, Idemits Kosan Company Limited, Mold Research, Lion Yushi Kabushiki Kaisha, Seiko Epson Cor. и другие используют в качестве связующих термопластичные смолы [32-36] и в небольших количествах добавляют в шихту полимерные пластификаторы с низкой молекулярной массой, получая, в конечном счете, изделие с хорошими характеристиками. Но при этом, связующее необходимо удалять в течение довольно длительного времени (2…3 суток при 470 К). Это является одним из серьезнейших недостатков. Данный недостаток попытались устранить путем использования в качестве связующего водного раствора метилцеллюлозы с добавлением глицерина и борной кислоты [39]. При этом связующее желатенизуется при нагревании до температуры около 170F. Когда шихту инжектируют в пресс-форму при этой, или близкой к этой температуре, формируется жесткий объект. Вода быстро удаляется при температуре 120С, после чего деталь спекается от 30 до 60 минут. Также используется водный раствор метилцеллюлозы с гидроксипропилметилцеллюлозой иэтиленовый воск и коммерческое связующее IMETA [40].
Связка от Honeywell [41] PowderFlo является водогелевой связкой, содержащей менее 2% органической материи. При высокой температуре молекулы агара не изменяются и текут с легкостью. При 39С происходит превращение в гель. Молекулы агара сплетаются вместе и образуют клетки, которые задерживают воду.
В настоящее время зарубежными фирмами Ryer, Lnc (Канада), Catamold (Европ. союз), Dynacast (США, Европ. союз и т.д.), Advanced Metalworking Practices, LLC (США), ТСК (Южная Африка) производятся и предлагаются на рынке готовые МIМ-фидстоки для получения деталей сложной формы из сталей, в том числе нержавеющих и быстрорежущих, также на основе титана, алюминия, никеля и его сплавов, твердых сплавов и тяжелых металлов, меди [42-45, 125]. разрушаются под действием образовавшихся внутренних газов.
Вышеперечисленных недостатков лишены композиции на основе термореактивных смол, предложенные в работах [46,47]. Термореактивные смолы, используемые в качестве связующего, имеют несколько существенных преимуществ по сравнению с термопластичными смолами, а именно, более высокая скорость удаления, высокие прочностные свойства, низкий коэффициент термического расширения, при этом свойства отвержденных реактопластов практически не зависят от условий окружающей среды. В результате низкой вязкости раствора или расплава смолу легко распределить по поверхности частиц наполнителя даже в том случае, когда степень наполнения твердой фазой достигает 80—85% (по массе) [48-50]. После введения всех компонентов текучесть композиций на основе реактопластов остаётся высокой, изделия из него можно формовать литьём, контактным формованием [51].
При нагреве смеси полимера и металлического порошка происходит размягчение полимера и вся пресс композиция переходит в вязко – текучее состояние, что позволяет полностью заполнить пресс форму. Устройство для литья под давлением (рис. 1.4) состоит в основном из внешнего нагревательного элемента, шнекового питателя/поршня, который вращаясь/совершая возвратно -поступательные движения обеспечивает движение MIM-фидстока в форму при определенном давлении 140 МПа. При этом осуществляется постоянная подача пресс гранул через загрузочный контейнер. [53] Рис. 1.4. Схема MIM процесса (а) подача питателем шнекового типа и (б) подача питателем поршневого типа.
Процесс литьевого прессования занимает от 10 до 90 секунд в зависимости от размера детали. При охлаждении термопласт затвердевает, и заготовка удаляется из формы.
На данном этапе необходимо исключить неоднородное распределение порошка железа в объеме заготовки, что вызывает неравномерную плотность материала по сечению образца [54], в результате, в процессе термической обработки происходит коробление изделия, местная усадка и, в некоторых случая, появление трещин. Для производства металлоизделий сложной формы возможны альтернативные технологии инжекционного формования: - технология инжекционного формования низкого давления: порошок смешивают с жидким воском (до 55% объемных), нагревают до 90С, шликер под давлением 40 кПа заливают в алюминиевую форму и за 10-15 сек. получают изделия с толщиной стенок 0,6 см [51]; - фирмой Agency for Science, Technology and Research предложен способ получения высокоплотных композиционных материалов методом инфильтрации, при этом инфильтрационный материал и материал пористого каркаса выполнен по МIМ – технологии, а сама инфильтрация совершается в процессе спекания каркаса [56].
Методика изготовления изделий из композиций фенолформальдегидная смола – порошок железа – порошок железа (II, III) окись
Для получения фасонных заготовок из пресскомпозиций, состоящих из порошков металлов, их оксидов и связующего особые требования предъявляются к реологическим свойствам данных композиций, особенно к показателям текучести, которые будут изучены впервые.
Основное требование к композиции - она должна иметь достаточно низкую вязкость, для формования фасонных поверхностей заготовок, а это возможно только при грамотном проектировании состава композиции, учитывая, что по задаче исследования в работе используются порошки железа средней дисперсности. В основном, оптимизация реологических свойств пресс материала, в этих аспектах, зависит от оптимального выбора связующего, имеющего соответствующие свойства и твердых компонентов, с точки зрения гранулометрического состава частиц порошка и его формы.
Методика определения насыпной плотности, гранулометрического состава и формы частиц порошков железа и его оксидов
В настоящее время существует более пяти методов определения дисперсного состава измельченных материалов, наиболее часто применяемые из них: анализ методом сухого просеивания и микроскопический анализ. Микроскопический метод позволяет измерять частицы размером от 1 до 100 мкм и определить их форму. Последнее обстоятельство весьма важно в нашем случае, так как порошки используются в дальнейшем для приготовления гетерогенных смесей.
Для определения размера частиц менее 1 мкм и их формы используем электронные микроскопы.
Определение гранулометрического состава твердых компонентов, представленных в таблице 2-1, проводится методом сухого просеивания и микроскопическим методом.
Размер порошка железного марки A100S и ПЖРВ 3.200.28 определяется методом сухого просеивания по ГОСТ 18318-94 [113].
Массовая доля фракций, оставшихся на каждом сите и на поддоне Х, %, вычисляется по формуле: Х = х100,% (2.2) m где mn - масса фракции порошка на п - сите, г; m - сумма масс всех фракций порошка, г. Размер порошка железного карбонильного марки НС определяется микроскопическим методом по ГОСТ 23402-78 [114]. Препарат готовится с использованием суспензии, состоящей из пробы для испытаний и диспергирующей жидкости - глицерина.
Количественное распределение частиц по размерам получается, отношением количества измеренных частиц i-го класса к общему количеству измеренных частиц: N = xl00,% (2.3) где Ni - количество частиц і-го размера; Nобщ - общее количество измеренных частиц. Размер частиц порошков железа (т, п) окиси определяется по следующей методике: проба для испытаний массой 10±0,01 г, отобранная по ГОСТ 23148-78 [115], тщательно перетирается с термореактивной смолой в чаше. Затем данная композиция выдерживается в сушильном шкафу при температуре 75С до полной полимеризации связующего. После делается срез, на котором на металлографическом микроскопе определяется размер и форма частиц при увеличении 1000 или 1500.
Количественное распределение частиц по размерам получатся, отношением количества измеренных частиц i-го класса к общему количеству измеренных частиц: N = X100,% (2.4) где Ni - количество частиц і-го размера; Nобщ - общее количество измеренных частиц. Одной из основных характеристик порошков является форма частиц, так как она оказывает большое влияние на такие технологические свойства порошков как насыпной вес, текучесть, прессуемость и т.д. Форма частиц порошкового наполнителя также влияет и на значение критической степени наполнения связующего твердой фазой, при котором данная композиция полностью перестает течь.
Основным методом исследования формы частиц является изучение их в оптическом и электронных микроскопах.
Порошки железные марки A100S, ПЖРВ 3.200.28, НС исследуются в оптическом микроскопе на предметном стекле при увеличении 200 - 800 по ГОСТ 25849-83 [116], а также путем рассматривания, при данных увеличениях, шлифованного и полированного полимеризованного брикета состоящего из исследуемого порошка и термореактивной смолы.
Порошки железа (т, п) окиси исследуются в электронном микроскопе при увеличении 1000, 1500 путем рассматривания шлифованного и полированного полимеризованного брикета состоящего из исследуемого порошка и термореактивной смолы.
Для определения критической степени наполнения композиции твердой фазой воспользуемся методом экструзии пресс смеси через капилляр с отверстием 01 при удельном давлении Р = 0,9 т/см2 (рис. 2.1). Эксперимент проводится до тех пор, пока композиция порошок + фенолформальдегидная смола, заполнив капилляр, не выходит из него.
Рис. 2.1. Схематическое изображение процесса определения критической степени наполнения композиции твердой фазой, при которой она теряет текучесть.
Первоначально, выбранные для эксперимента сыпучие компоненты (таблица 2-1) подготавливаются путем просушивания их в сушильном шкафу при температуре 110 в течение 60 мин. Связующее, в качестве которого используется термореактивная фенолформальдегидная смола марки СФЖ - 301Б (таблица 2-2), доводится до комнатной температуры Т=20±0,2С.
Четырехкомпонентные смеси, состоящие из одного связующего и трех наполнителей
Характерно, что имеется корреляция между величиной ук и величиной насыпной плотности. Это согласуется с данными работы [121]. Многочисленными экспериментами установлено, что из всех исследованных марок оксидов железа наиболее стабильные значения реологических свойств композиций обеспечивает применение железа (II, III) окиси.
Влияние выше указанных факторов на относительную динамическую вязкость композиции альдегидная смола – наполнитель рассмотрим ниже.
Методика определения динамической вязкости двухкомпонентных смесей описана в главе 2, пункт 2.1.3. Исходные материалы и навеска представлены в таблице 2-4 главы 2. В таблице 3-4 приведены экспериментальные значения относительной динамической вязкости () двухкомпонентных смесей от величины объемного содержания твердой фазы (у), в качестве которой выступают порошки железные Количество измерений по каждой экспериментальной точке равно трем.
Значение не возможно определить на данном вибровискозиметре. На рис. 3.3 приведены экспериментальные кривые зависимости величины относительной динамической вязкости ( — ) (среднее значение по трем измерениям) от величины объемного содержания твердой фазы (у), в качестве которой выступают порошки железные. 70
Относительная динамическая вязкость композиций из порошка железного и фенолформальдегидной смолы. - наполнитель - порошок железный, марка А100S; - наполнитель - порошок железный карбонильный не восстановленный, марка НС; -±— - наполнитель - порошок железный, марка ПЖРВ 3.200.28. При анализе кривой вязкости композиций с наполнителем марки А100S видно, что зависимость относительной динамической вязкости от величины имеет два участка: начальный, когда вязкость монотонно возрастает в 1,2 раза при изменении с 0 до 0,45, и когда вязкость стремительно возрастает при изменении величины в 1,15 раза со значения = 0,45. Вязкость композиции с наполнителем из распыленного железного порошка марки ПЖРВ 3.200.28. существенно выше вязкости композиции с наполнителем А100S, особенно это заметно при приближении к «критической» концентрации, и объясняется отличием формы и размеров частиц данных порошков.
Иное поведение имеет вязкость композиции, в которых в качестве наполнителя выступает карбонильный порошок железа не восстановленный марки НС. В данном случае наблюдается более постепенное увеличение вязкости, без резких перегибов, в зависимости от степени наполнения композиции твердой фазой, это связано, прежде всего, с округлой формой частиц наполнителя. В таблице 3-5 приведены экспериментальные значения относительной динамической вязкости (—) двухкомпонентных смесей от величины объемного содержания твердой фазы (у), в качестве которой выступают порошки оксида железа. Количество измерений по каждой экспериментальной точке равно трем.
Кривые зависимости величины относительной динамической вязкости композиций оксид железа - связующее, представленные на рис. 3.4, показывают, что в данном случае, величина вязкости мало зависит от вида оксидов. Увеличение вязкости у композиций с оксидным наполнителем происходит в 4 раза при увеличении объемного содержания твердой фазы в композициях на 0,1. Можно предположить, что это обусловлено двумя факторами: - угловатой формой частиц с наличием криволинейных поверхностей; - самопроизвольным образованием пространственных структур при использовании частиц размерами 1- 5 мкм, указанным в главе
Вместе с тем, плавный ход, без резких перегибов, кривых зависимости вязкости композиций от концентрации твердой фазы позволяет предположить, что при определенной концентрации система ФФС – оксид железа может служить связующим для трехкомпонентных композиций ФФС – оксид железа – железный порошок.
Известно [78], что мелкодисперсные частицы порошка, обладая большой площадью поверхности, будут приводить к сильному межчастичному трению, что увеличивает вязкость композиции. Тем не менее, широкое распределение по размерам частиц наполнителя должно уменьшить вязкость композиций, так как происходит перемещение ранее иммобилизированного связующего, находящегося в пространстве между крупными частицами, на поверхность частиц, приводя к увеличению расстояния между соседними частицами, что в свою очередь и приводит к снижению вязкости композиции. При приближении композиции к критической степени наполнения твердой фазой в потоке жидкости наблюдаются разрывы и пропадает сплошность покрытия частиц связующим, трение между частицами резко увеличивается при этом вязкость резко возрастает. В итоге вязкость системы находится в зависимости от количества подвижного связующего, а не от его общего количества. При этом нужно полностью исключить агломерацию тонких фракций порошка, так как агломерат из частиц порошка будет уменьшать плотность упаковки и этим сопутствовать увеличению вязкости, а при резком разрушении данных агломератов могут возникнуть неоднородные потоки и следственно - неоднородное заполнение прессформы.
Как было отмечено ранее, кроме критериев формуемости, действуют критерии, связанные с необходимостью обеспечения восстановления оксидов матричного металла. Объемная доля связующего должна быть такой, чтобы обеспечить текучесть при формовании, а соотношение массовых долей ФФС и оксидов должно быть таким, чтобы количество углерода, образующееся в результате деструкции ФФС, было достаточным для поддержания углеродного баланса.
Исследование структуры материала на каждом этапе технологического передела
Основной идеей настоящей работы является использование среднедисперсного порошка железа, который при прессовании образует жесткий каркас, что стабилизирует размерную точность готовых изделий, а комбинация его с тонкими порошками оксида железа и ФФС, как показали исследования, позволяет данные композиции формовать в фасонные заготовки, как методом прямого компрессионного прессования, так и литьевыми методами с возможностью управления структурой и свойствами материала. Также использование порошка железного, полученного методом распыления и его оксидов, взамен дорогостоящих высокодисперсных порошков металлов приводит к резкому снижению стоимости продукции, при этом, дополнительное снижение стоимости происходит за счет применения стандартного оборудования, используемого в порошковой металлургии и при переработке термопластов. В таблице 5-1 представлены рыночные уровни цен на исходные материалы.
В таблице 5-3 представлен расчет стоимости переработки в заготовки 1 кг композиции по технологическому процессу, представленному в главе 1, рис. 1.11. Таблица 5-3 Стоимость переработки в заготовки 1 кг композиции (масса одной прессовки – 0,1 кг) № п/п Наименование показателей операций Единица измерения Стоимость единицы, руб. Количество Стоимость
С учетом, того, что стоимость пропиточного материала за 1 кг составляет 198,5 руб/кг, зная объем открытых пор в заготовке (не более 30%), можно рассчитать, что на 1 кг пористого железа необходимо 300 г пропиточного материала стоимостью 59,55 руб. В результате себестоимость 1 кг готового материала из композиции, представленной в таблице 4.3. главы 4, будет стоить 148,79 руб/кг.
Учитывая, что на данный момент, уровень цен на МIМ-фидстоки для получения стальных изделий составляет порядка 1200 руб. за 1 кг, можно говорить о конкурентоспособности разработанной технологии и материала. А с учетом того, что композиции среднедисперсный порошок железа – тонкие порошки оксида железа – связующее формуются прямым компрессионным прессованием в заготовки сложной формы при усилии формования до 0,9 т/см2 это позволяет получать заготовки больших габаритных размеров и веса, используя стандартное оборудование для прессования изделий из пластмасс, что не имеет аналогов в мире.
Для установления вариации плотности материала внутри одной заготовки, по схеме (рис. 5.1 (а)), прямым компрессионным прессованием сформовано 3 детали с размерами, представленными на рис. 5.2, с расчетным фазовым составом материала образцов после прессования представленным в таблице 4-1.
Затем каждая из частей разрезается на 3 сегмента. Методом гидростатического взвешивания определяется объем каждого сегмента, масса сегментов определяется взвешиванием с точность ±0,005г. После производится расчет плотности (г/см3) материала сегмента и результаты заносятся в таблицу
Из таблицы 5-4 видно, что максимальная вариация плотности внутри одной детали составляет 0,03 г/см2, что составляет 0,56% от номинала, что не должно снизить прочностные свойства материала по сечению заготовки.
На основе результатов исследований полученных в работе апробирована в опытно – промышленных условиях ООО «Наномет» композиция «порошок железа – оксид железа - ФФС». Изготовлены изделия двух наименований («Засов» ЗВ.35.01.04, «Втулка» ЗВ.50.01.12 (Приложение 3)). Данные изделия формовались прямым компрессионным прессованием в прессе СГУ – 100 в шести местной форме. Давление прессования составляло 0,9 т/см2. В результате того, что композиция «порошок железа – оксид железа - ФФС», переходя в вязко – текучее состояние, свободно заполняет все внутренние элементы формы, на поверхностях деталей не наблюдались раковины, поры. В процессе термической обработки детали не коробило, отсутствовало неконтролируемое изменение размеров. Отклонения размеров спеченных изделий составляли не более 1,05% от номинального размера.