Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ научно-технической литературы, постановка цели и задач исследований
1.1. Технологии механической и механохимической активации (МХА) порошковых материалов на основе алюминия
1.2. Особенности механического легирования (МЛ) углеродом порошковых материалов на основе алюминия 27
1.3. Структура и свойства алюминиевых порошковых материалов на 32 основе МХА и МЛ шихт
1.4. Выводы, цель и задачи исследований 43
2. Материалы, технологрш изготовления образцов и методики исследования порошковых материалов на основе мха и мл алюминиевых шихт
2.1. Характеристики используемых материалов 46
2.2. Технология получения порошковых образцов 49
2.3. Методики определения физико-механических и триботехнических свойств горячедеформированных порошковых материалов (ГДПМ)
2.4. Методики микрорентгеноспектрального, рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа
2.5. Математическое планирование и обработка результатов экспериментальных исследований
3. Исследование закономерностей процессов диспергирования-агломерации при мха и мл алюминиевых шихт 67
3.1. МХА стружки сплава Д -16 и алюминиевой крупки 67
3.2. Механическое легирование углеродом механохимически активированной АС
3.3. МХА смеси «стружкового» и алюминиевого порошков 87
3.4 Выводы по главе 92
4. Изучение процессов уплотнения порошковых заготовок при формовании и дальнейшей обработке
4.1. Формование пористых заготовок 95
4.2. Исследование процесса динамического горячего прессования порошковых заготовок
4.3. Выводы по главе 135
5. Структура и свойства гдпм на основе мха и мл «стружкового» порошка
5.1. ГДПМ на основе МХА стружки алюминиевого сплава Д -16 137
5.2. ГДПМ на основе механически легированной углеродом и МХА стружки
5.3. ГДПМ на основе МХА смеси «стружкового» и алюминиевого порошков
5.4. Выводы по главе 170
6. Опытно-промышленная технология получения горяче деформированного порошкового поршня и обсуждение полученных результатов
6.1. Разработка опытно-промышленной технологии получения порошкового горячедеформированного поршня
6.2. Обсуждение полученных результатов 182
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 193
Литература
- Особенности механического легирования (МЛ) углеродом порошковых материалов на основе алюминия
- Методики определения физико-механических и триботехнических свойств горячедеформированных порошковых материалов (ГДПМ)
- Механическое легирование углеродом механохимически активированной АС
- Исследование процесса динамического горячего прессования порошковых заготовок
Введение к работе
Одним из основных условий повышения эффективности работы машиностроительных предприятий является использование композиционных материалов, обладающих низкой пористостью, высокими значениями прочности и коррозионной стойкости [1]. Дисперсно-упрочненные КМ имеют повышенную анизотропию свойств и универсальность по сравнению с армированными и слоистыми. Интенсивно развиваются технологии механического легирования (МЛ) и активирования (МА), при получении алюминиевых сплавов [2]. Использование дорогостоящих порошков А1 и легирующих добавок приводит к повышению стоимости формируемых материалов. Применение «стручкового» порошка или агломератов из его частиц позволяет не только снизить затраты на исходное сырье, улучшить технико-экономические показатели машиностроительных производств, но и повысить свойства конечного продукта [3].
При МА в жидких средах снижается работа образования новой поверхности за счет снижения свободной поверхностной энергии. Возникают активированные поверхностные структуры, и обеспечивается более легкое образование зародышевых микротрещин с последующим развитием их в трещины разрушения [4]. Для повышения эффективности диспергирования стружки из алюминиевого сплава Д-16 (АС) в высокоэнергетической мельнице (ВЭМ) перспективно применение насыщенного водного раствора ортоборной кислоты. При гидрохимическом легировании порошка в среде этой кислоты достигается повышение формуемости шихты, снижение пористости заготовки и увеличение жаростойкости горячедеформированного порошкового материала (ГДПМ) [5].
Наиболее перспективными технологиями получения функциональных порошковых материалов (ПМ) с заданными физико-механическими и эксплуатационными свойствами является горячая обработка давлением пористых заготовок (ГОДПЗ) на основе МЛ и МА исходных материалов [2].
Динамическое горячее прессование (ДТП) формовок из металлических порошков, позволяет получать конструкционные материалы с минимальной пористостью и специфической мелкозернистой структурой [6].
Отсутствие исследований по закономерностям диспергирования-агломерации АС Д-16 в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты, а также уплотнения пористых заготовок при формовании, нагреве, ДТП и формировании механических свойств ГДПМ, определяет актуальность и новизну темы диссертации, что свидетельствует о необходимости проведения специальных исследований.
Целью экспериментальных исследований является разработка технологии получения ГДПМ на основе механохимический активированного в среде насыщенного водного раствора ортоборной кислоты АС Д-16 с повышенными механическими и триботехническими свойствами. Для ее достижения установлены закономерности диспергирования-агломерации при механохимической активации (МХА) и МЛ алюминиевых шихт; изучены особенности уплотнения пористых заготовок при формовании, нагреве и ДТП; исследованы структура, механические и триботехнические свойства ГДПМ.
На основе проведенных исследований разработана и реализована технология изготовления горячедеформированного поршня из смеси порошка алюминия ПА -4 в состоянии поставки и механохимически активированной в насыщенном водном растворе ортоборной кислоты шихты, состоящей из «стружкового» и алюминиевого порошков. При проведении аналитического обзора научно-технической литературы использовалась всемирная компьютерная сеть Интернет (сайты www.fips.ru; www.solid.nsc.ru).
Работа выполнена на кафедре "Материаловедение и технология материалов" Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) согласно темы 1 .ООФ «Разработка теории и физических основ формирования перспективных функциональных материалов», выполняемой в соответствии с единым заказ-нарядом по заданию Минобразования в 2002-2003 г.г., и темы 202.05.01.001 «Горячедеформированные порошковые материалы на основе механохимически активированных порошков и порошковых шихт» (НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Новые материалы», раздел «Функциональные порошковые материалы»).
Особенности механического легирования (МЛ) углеродом порошковых материалов на основе алюминия
Одним из перспективных способов получения порошковых КМ является МЛ шихт, содержащих А1 и С (рис.\Л0,Т-\..Л0). Введение графита в шихту до 5 %мас. обеспечивает формирование материалов с повышенными физико-механическими свойствами. В литературе описаны технологии МЛ при получении спеченных материалов на основе МЛ углеродом порошков алюминия: - размол порошка алюминия с углеродом и СП при / = 450...600 С (рис.\Л0,Т-\) [61]; - МЛ углеродом алюминиевой шихты, в течение 2 ч, обеспечивающей формирование 2,3...22,2 % об. А1ЛСЪ и СП при температуре /=530С (рис.\.\0,Т -2) [62]; - совместный размол порошка А1 и графита (г = 1,5 ч), формование пористых заготовок, СП (/ = 673С, г = 2ч), экструдирование (7 = 550С) с обжатием 94% (рисЛ.\0,Т-3) [99]; - обработка в аттриторе порошка алюминия {dcp = 100 мкм), распыленного азотом с заданным количеством графита (до 5%мас), холодное прессование формовок, СП (t = 500...6000С, г = 1...3ч) (рисЛЛ0,Т-4) [39]; - МЛ шихты А1 + С, экструдирование, СП заготовки (t = 500 С, г = 3 ч) О?мс.1.10,Г-5) [66]; - смешивание алюминиевого порошка с графитом, размол шихты в шаровой мельнице, формование пористых заготовок, СП (/ =600 С, г = 1ч), горячая экструзия (/=410...660С) (рис.\Л0,Т-6) [100].
Способы формирования спеченных алюминиевых материалов на основе шихт МЛ углеродом, предусматривающие СП заготовки из насыпного состояния, просты, но характеризуются повышенными энергозатратами из-за длительного СП (г = 2 ч) [62]. Технологии, включающие экструзию заготовки из насыпного состояния и предварительно сформованной, обеспечивают повышенные механические свойства ГДГГМ, но требуют применения специального оборудования и оснастки [66,99,100].
Известен способ формирования ГДПМ (А1- А14СУ) с высокими механическими свойствами аа = ПО...500МПа, а02 = 200...490МПа , 8 = 2,9...4,1% , предусматривающий: МЛ алюминиевого порошка со средним размером частиц d =ЪЪмкм с добавкой сажи (4%мас.) в ВЭМ в течение г = 0,7ч; отжиг шихты (1ч,/ = 590С) в воздушной атмосфере; формование заготовки рхп = 680М77а, ее выдавливание при температурах нагрева матрицы 400 С и заготовки 590С (рис.\Л0,Т-7) [65]. Повышение механических свойств ПМ системы А1-А14С3, возможно при реализации технологии, включающей: смешивание порошка А1 (dcp = 45 мкм) с графитом (Мс =2%мас); обработку смеси в аттриторе; гранулирование; нагрев до 600С, обеспечивающий образование карбидов алюминия Л/4С3; горячую экструзию; отжиг ГДПМ (г 100ч, t = 450...640 С) (рис. 1.10,Г-8) [34].
В работе [79] предложен способ формирования ГДПМ, предусматривающий: смешивание порошка А1 с графитом, проведение МЛ порошковой смеси, ее дегазацию, горячее прессование пористых заготовок и их экструзию (рис.\.\0,Т-9). В работе [67] получен композит на основе Al, упрочненный дисперсными частицами А1СлВи. МЛ порошков алюминия, аморфным бором и графитом осуществляли в атмосфере аргона. Шихту после дегазации в вакууме при t = 600 С, т = 1 ч подвергали горячей экструзии с / = 400...600 С (рис.\А0,Т-Щ. Установлено, что с увеличением продолжительности МЛ, механические характеристики изготовленного ГДПМ значительно улучшаются. С повышением содержания борокарбидной фазы в шихте и температуры отжига твердость ГДПМ увеличивается.
Технологии (рис. 1.10,Г-7... 10) формирования ГДПМ на основе шихт алюминия механически легированные углеродом характеризуются сложностью процесса, из-за проведения МЛ порошковых материалов в среде аргона, необходимости термообработки, дегазации, горячего экструдирования шихты или пористых формовок.
При обработке в ВЭМ ПМ, наряду с диспергированием твердых тел наблюдается их активация. Измельчение (d ср 0,01 мм) осуществляется путем последовательного дробления частиц мелящими телами [4]. Работа диспергирования складывается из работ упругой и пластической деформации, работы разделения на более мелкие частицы и кинетической энергии разделяющихся частей порошковых частиц [101,102].
Методики определения физико-механических и триботехнических свойств горячедеформированных порошковых материалов (ГДПМ)
При установлении влияния фракционного состава на закономерности формования и формирования физико-механических свойств ГДПМ на основе МХА АС (тША = 3 ч,МН1, =20 %мас.) использовали программу Ехеї для построения регрессионных моделей ВП - aidi+a2d2 +... + a5d5, (2.4) где ВП - выходные исследуемые параметры pxn, wmax, р х, HRB, ат?; d],d2,d ,d4,d5 - ДОЛИ фракций 0...63 , 63...160, 160...315, 315...1000 и 1000... 3000 мкм, соответственно; а],а2...а5 - коэффициенты уравнения (2.4).
Вычисленные значения коэффициентов уравнений регрессии (2.4). Bn(dcp) И корреляции гРя =0,999, / „= 0,987, гРя =0,999, гНЙВ = 0,970, ra = 0,903 подтвердили предположение о наличии линейной зависимости BIJ{dcp). При этом зависимости a-Xdcp) были представлены в виде a,(ln-dcp).
Для установления влияния введения графита в шихту на процессы агломерации-диспергирования, закономерности уплотнения при ХП пористых заготовок, их нагреве, ДГП и на формирование физико-механических свойств ГДПМ реализованы технологии, основанные: - на совмещенной механохимической активации алюминиевой стружки Д-\6 в среде насыщенного водного раствора ортоборной кислоты, при Мт, = 20 %мас. с механическим легированием углеродом (содержание ГИСМ в шихте Мс 11,2 %мас.) в течение тМХА 5,6ч (рис.2 А а); - на последовательном проведении операции механохимической активации АС при МН1, - 20 %мас., хША - 3 ч и ее механическом легировании углеродом при Мс 5,%мас. и тш 2,\ч (рис.2 А б). При этом построение 3D моделей piul,Tc.p,HRB(Mc,rMM), используя метод Least Sguares, произведено в диапазоне значений Мс =0...2,8 %мас. При больших содержаниях графита в шихте 4,8 Mc 5,6 %мас. не обеспечивается бездефектные формование при горячем доуплотнении пористых заготовок и механическая обработка ГДПМ.
С повышением концентрации насыщенного водного раствора ортоборной кислоты и графита в порошковой шихте увеличивается время механоактивации, необходимое для получения качественного композиционного материала [105].
Механические свойства ГДПМ определяли при испытаниях на срез тср; растяжение оа {ГОСТ 18227 -85); сжатие асж (ГОСТ 25.503-80); изгиб а„ (ГОСТ 18228-94) на призматических образцах 50x10x5 мм, сосредоточенной нагрузкой, приложенной в середине пролета, с регистрацией кривых разрушения, используя прибор КСП4; твердость HRE и HRB (ГОСТ 24622 -81) на устройстве ТР5056УХЛ.4.2., применяя шарики диаметром \,6мм и 3,175 мм, соответственно, при нагрузке F-980,7 Н с выдержкой - 30с.
Для установления пластических характеристик ГДПМ при испытании на сжатие проводили многостадийное нагружение образцов ступенчато-возрастающим напряжением. Шаг нагружения между соседними напряжениями составил 80МПа. После каждой ступени нагружения визуально оценивали наличие или отсутствие трещин на боковой поверхности образца. Рассчитывались критические напряжения трещинообразования а 1(. и степень высотной деформации elP.
Образцы для испытаний на срез и растяжение изготавливались на токарно-винторезном станке 1Я611Я. Значения хср ГДПМ определяли с учетом усилия разрушения Fp и площади поперечного сечения шипа. Испытания проводили в специальном приспособлении (рис.2.5). Образец ГДПМ 1 с шипом dul =5 мм совместно с ножом 2 устанавливали в корпус 3, затем с помощью ограничителя 4, прижимной планки 5, стяжных болтов 6 собирали приспособление и фиксировали образец, используя болт 7 .
При оптимизации технологии получения горячедеформированного поршня на основе МХА смеси «стружкового» и алюминиевого порошков определяли неоднородность распределения механических свойств по высоте изделия при испытаниях на радиальное сжатие арс {ГОСТ 26529 - 85) порошковых колец (рис.2.6), полученных механической обработкой на станке Ш611/7, на испытательной машине УМЭ-ЮТМ (ГУ-25-06-755-06).
Триботехнические испытания (ГОСТ 26614-85) ГДПМ проводили на образцах с поперечным сечением 5x10 мм по схеме вал-плоскость, вал-колодочка в условиях сухого или граничного трения при однократном и капельном смазывании контртела маслом М65312Г,. Испытания осуществлялись на машине трения МИ №33 при давлении в зоне контакта р = 9...41 МПа и скорости V = 0,5M/C. Рабочая поверхность образцов создавалась на машине трения после закрепления в оправке нагружающей каретки. Вместо контртела на ведущий вал устанавливался наждачный камень с диаметром равным диаметру контртела. Нагружающая каретка опускалась в рабочее положение и при вращающемся ведущем вале происходила обработка поверхностного слоя ГДПМ до достижения заданной кривизны рабочей поверхности. Обработка производилась при давлениях 9 МПа, не изменяющих структуру материала. Контртело диаметром d = 50 мм и шириной в = \2мм изготавливали из стали 45 (HRC 45 - 48) с шероховатостью его рабочей поверхности Ra = 0,63 МКМ .
Механическое легирование углеродом механохимически активированной АС
При МА металлических порошков наблюдается их диспергирование и агломерация [4]. Изменение фракционного состава шихт влияет на процессы уплотнения при формовании [142], спекании [143,144], а также на физико-механические свойства ГДПМ [145]. Изменяется активность материала частиц и полнота протекания реакций [146], поэтому представляется целесообразным исследовать процессы диспергирования-агломерации при МХА алюминиевых шихт. Изучая ДУМ, возникает необходимость в выявлении закономерностей распределения частиц по размерам [103]. Для аналитического описания распределения применяются дифференциальные и интегральные исчисления. Под числом частиц dV подразумеваю число частиц, значительно меньше общего их числа. Размеры этих частиц отличаются не более, чем на dX. Ассиметричные кривые распределения в общем случае описываются уравнением вида
Кроме логарифмически нормального распределения кривые гранулометрического состава можно описать уравнением Розина-Раммлера (2.1) в дифференциальной форме. Распределение объемов частиц по размерам (3.2) где В(Х) = ехр ATV \Х0 j для /3 Ч о J = а. (3.3) X = Х0 для любых р, Р = - = 0,368 - содержание частиц с размерами, большими
При исследовании влияния времени МХА (тША 4 ч, МHl, = 50 %мас.) на процессы диспергирования-агломерации алюминиевой крупки, стружки Д-16 и «стружкового» порошка (фракция -ЮООл юи) (прил.3.1), рассчитывая значения среднего размера частиц шихты dcp и параметров уравнения Розина-Раммлера а,/3 /построили регрессионные модели (табл. 3.1.) влияния тША на dcp и а,р в виде: (dcp,a,P)rMXA = ехр(а + в ГМХА+СТША + " Z мХА +Є МХА ) (у-4)
Полученные уравнения (3.4) (табл. 3.1.), позволили построить графические зависимости (a,fi,dcp) тША (рис.3.V). Подставляя зависимости а{тМХА) и J3(TMXA) в уравнение (2.1), получили функции F(X,TMXA), описывающие кривые изменения гранулометрического состава КАР, АС и СПАС с учетом продолжительности МХА в среде насыщенного раствора ортоборной кислоты (рис.3.2 г,д,е) F( ,r J = a(r J AJ (riIu)-1 [-«( J /J(rim)]- (3.5) Экспериментальная зависимость dcp=f(rMXA) для КАР (рис.3Л а) носит немонотонный характер: при повышении хША до 0,25 ч увеличивается средний размер частиц за счет формирования первичных агломератов; дальнейшее увеличение тМХА до 2 ч приводит к уменьшению значений dcp из-за разрушения частиц порошка и сформированных агломератов. Процессы агломерации-диспергирования повторяются: повышение тМХА от 2 ч до 3,2 ч обеспечивает формирование вторичных агломератов, которые разрушаются при тМХА 3,2 ч. Анализ влияния тМХА на а и ft показывает, что экспериментальные зависимости носят экстремальный характер, изменения Р(тША) аналогичны а(тМХА). На этапе формирования вторичных агломератов значения параметров распределения а и Р максимальны, при этом они обеспечивают наибольшую остроту и минимальную асимметричность кривой распределения F(X) (рис.ЪЛ а, 3.2 а) [125]. В процессе МХА AC (/?wc.3.1 б,в) наблюдается ее интенсивное диспергирование на начальных этапах обработки (тМХА 0,5 ч) и частичная агломерация при тША = 3,2 ч так же, как и для КАР. В отличие от КАР при тША = 0,25 ч первый этап агломерации отсутствует - крупные частицы не формируют агломератов. При обработке АС в планетарной мельнице без применения водного раствора ортоборной кислоты ее интенсивного измельчения не наблюдалось. Значения а достигают максимума при времени МХА »2 ч (рис.3Л б,в), являющимся границей, разделяющей зоны диспергирования и агломерации. Увеличение тМХА от 0,5 до 4 ч приводит к снижению значений В [125].
В процессе анализа изменения среднего размера частиц до dcp и после dcp ручной обработки шихты в ступе от тША, при МН1 = 20%мас. (рис.ЗЯ ) установлено, что увеличение тША до критического времени МХА т ХА =2ч приводит к интенсивному измельчению АС до dp = 241 мкм. Дальнейшее повышение тМХА т ХА обеспечивает формирование малосвязанных агломератов, разрушающихся при ручной обработке в ступе. Таким образом, при тША т ХА происходит непрерывное диспергирование частиц АС, которые, достигая минимального размера =241. /04, объединяются в агломерированные композиционные частицы (d"p =2256 мкм при тША =4,4ч). Результаты анализа фракционного состава МХА АС (МН1, =20%мас.) обработанной в ступе (прил.3.1) при гША г ХА, подтверждают гипотезу получения агломератов из дисперсных частиц, сформированных на этапе измельчения (тМХА ткХА). Можно предположить, что обработка АС в высокоэнергетической мельнице представляет собой непрерывно-последовательный процесс диспергирования-агломерции ее частиц.
Анализ 3D Spline моделей (рис.3.9) и изолиний функций среднего размера частиц МХА шихты при MHI, = 3...25%мас, тША =0,5...4,4 ч до (а) и после (б) ручной обработки в ступе dp,dcp(rMXA,MHll) позволил выявить двухстадийный характер процесса диспергирования - агломерации. На первой стадии, при времени МХА тША менее критического т%ХА, обеспечивающего получение шихты с минимальным размером частиц dp, dcp при заданных значениях Мш, наблюдается диспергирование АС (зона D), а на второй при тМХА т ХА -формирование агломератов (зона А). Кинетика процесса диспергирования -агломерации характеризуется уменьшением среднего размера частиц до d%= 500 мкм при увеличении тША до т ХА с последующей их агломерацией.
Повышение Мш, приводит к снижению критических значений Т ХА Максимальное содержание насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте Мш, = М = 25 %мас. способствует снижению необходимого времени МХА до тМХА = 2,5 ч для достижения d%.
После обработки в ступе МХА АС (рис. 3.9 б) значения т% ХА увеличиваются, а средний размер агломератов снижается. При Мш, = 20 %мас, тМХА = 3 ч происходит образование малосвязанных агломератов с размером dc.p = 500 мкм, состоящих из частиц с меньшим средним размером
Исследование процесса динамического горячего прессования порошковых заготовок
При реализации плана второго порядка Щс.п МПА =1:1; (тМХА = 2,1 ч; МН1, 8,4 %мас.) построены 3D Spline модели рн, Ар(МН1,, хМХА) pwc.4.43). Максимальные значения плотности нагретых заготовок соответствуют максимальным значениям степени усадки Ар. Наибольшая степень разуплотнения Ар и минимальные значения плотности нагретых формовок наблюдаются при максимальной концентрации ортоборной кислоты в шихте Мш, 6...8%мас. и минимальном времени МХА хМХА »0...1,2ч за счет увеличения выделяемой воды при нагреве.
Максимальные значения достигаются при концентрации ортоборной кислоты в смеси «стружкового» и алюминиевого порошков 7..Я%мас, времени механохимической активации 1,7...1,8ч и приведенной работы ДТП w 20МДэ/сIмъ (рис.4.44). При этом обеспечивается активация процессов горячего доуплотнения, проявляющаяся в снижении приведенных работ ДТП с увеличением тША 1,2ч, при МН1 = 7...8 %лшс.
Уменьшение МН1, 8%мас. для всех исследуемых значений времени МХА приводит к снижению плотности ГДПМ и поэтому не может быть рекомендовано при реализации технологии получения ГДПМ на основе МХА смеси «стружкового» и алюминиевого порошков в промышленных условиях.
Полученные результаты исследований технологии формирования ГДПМ на основе МХА смеси порошков алюминиевых сплавов в интервале значений тША 2,\ч и Мш, 8,4%мас. совпадают результатами исследований, при гш = 1,8 ч и Мш, =8%мас, что свидетельствует о воспроизводимости и достоверности экспериментальных исследований.
1. Применение механохимически активированных в среде насыщенного водного раствора ортоборной кислоты алюминиевых шихт предотвращает их налипание на формующий инструмент в процессе холодного и горячего прессования, за счет формирования композиционных частиц, плакированных А14В209+А1В12, А14В209, А1В10 , А1Вп, А1ВОг в процессе МХА, снижающих интенсивность окисления А1 при нагреве в воздушной атмосфере.
2. Предложена гипотеза повышения плотности пористых заготовок из МХА АС, заключающая в ориентации «плоских» частиц при ХП в направлении, нормальном к действующему в рассматриваемом объеме давлению: в центральной зоне в поперечном к оси, а прилежащих к поверхности пресс формы — параллельных ей.
Плотность порошковых формовок определяется не только средними размерами частиц шихты, но и соотношением Ммч I Мкч. Максимальная плотность пористых заготовок на основе МХА смеси КЧ и МЧ достигается, при концентрации МЧ в шихте 25 %мас., за счет снижения пористости в объеме пористого материала, занятого компактным материалом крупной частицы, окруженной мелкими частицами.
3. В результате реализации ротатабельного плана второго порядка определены оптимальные значения температуры tH = 700 С и времени г„ = 2 мин нагрева пористых заготовок на основе МХА АС, обеспечивающие получение высокоплотных ГДПМ. При этом расплавление образцов не происходило, так как максимальная продолжительность нагрева меньше времени полного нагрева материала до температуры нагрева, по всему их объему.
4. Предложены энергетические уравнения второго и третьего порядка, описывающие процессы уплотнения и разуплотнения при ДТП пористых заготовок на основе МХА АС, и установлено влияние состава размольной среды Мш, и продолжительности МХА хША на их значения.
5. Разработана технология получения высокоплотного ГДПМ (Ргш =2,88г/cvw3) на основе механически легированной углеродом МХА АС, включающая: МХА стружки Д-16 в течение тМХА=Зч при содержании насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте Мнр = 20 %мас. с последующим механическим легированием (тш = 1,8 ч) углеродом (2,8 %мас.) МХА АС, обеспечивающая диспергирование МХА стружки Д-16 до критического размера частиц шихты d% =300 мкм с последующим их объединением в агломераты, формование заготовки давлением 120 МПа; нагрев (700С,2мин) и ДГП с приведенной работой 50 МДж/м .
6. Определена область оптимальных значений содержания насыщенного водного раствора ортоборной кислоты в шихте МН1, = 8 %мас., обеспечивающих бездефектное формование заготовок в процессе их нагрева и ДГП. С повышением Мнг 8 %мас. наблюдается периодическое, дефектное формирование материала при его нагреве.
