Устройство для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошковых материалов

Устройство для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошковых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1274848 (51) 4 G 01 N 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855518/22-02 (22) 11.02.85 (46) 07.12.86. Бюл. № 45 (71) Витебский технологический институт легкой промышленности (72) П. А. Витязь, С. С. Клименков, В. В. Пятов и К. В. Шульков (53) 62! 762.4.043 (088.8) (56) Ребиндер П, А. и Семененко Н. А.

О методе нагружения конуса для характеристики структурно-механических свойств пластично-вязких тел. — Доклады АН СССР, т. 64, № 6, 1949, с. 835.

Кислый П. С. и Самсонов Г. В. Основы процесса мундштучного прессования труб и стержней из порошков тугоплавких соединений. — Порошковая металлургия, 1962, № 3, с. 32. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТРУКТУ P НО-Г!ЛАСТИЧ ЕСКОЙ П РОЧНОСТИ ПЛАСТИФИЦИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для форм ования пл астифицированных порошковых материалов, и может быть использовано для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошков и прессовок. Целью изобретения является расширение технологических возможностей. Пластифицированный порошок (или прессовку) помещают внутрь матрицы 4 между пластинами 10 через отверстие 5 на боковой поверхности матрицы. Затем на торцовых поверхностях пуансонов 6 устанавливают сферические элементы 9. Пуансоны 6 помещают в матрицу 4 с противоположных сторон. Каждый из сферических элементов

9 размещен между соответствующим пуансоном со стороны поверхности, на которой выпаанены углубления, и каждой из пластин

10. Под действием заданной нагрузки конический индектор 1 вдавливают в образец исследуемого материала до полного прекращения движения индентора. Затем измеряют диаметр отпечатка вдоль образующей боковой поверхности образца. Определяют глубину нагружения конуса. Напряженное состояние в месте внедрения конуса определяется совокупностью нормального и касательного напряжений. Устройство позва яет измерять пластическую прочность порошков и прессовок, находящихся в сложно напряженном состоянии. 2 ил., 1 табл.

1274848 F тп — К р р>

32 хоР, 2h 2 — — — t1 — (1 — — D) ).

З fD

Касательные

Пластическая прочность структуры при нормальных напряжениях в месте измерения, МПа напряжения в месте измерения, 1 Па

0 5 10 20 30 50

12

О, 001

18

0,001

256414

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошков и прес. совок.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 схематично представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. l.

Устройство состоит из конического индентора 1, связанного с механизмом 2 нагружения. На опорной плите 3 установлена матрица 4 с отверстием 5 на боковой поверхности, матрица установлена горизонтально. Внутри матрицы расположены два пуансона 6, на внутренних торцовых поверх15 ностях 7 которых имеются центрирующие углубления 8 для фиксации сферических элементов 9. Сферические элементы упираются в пластины 10, боковые поверхности 11 которых выполнены бочкообразными и имеют с внутренней поверхностью матрицы 12 линейный контакт.

Устройство р аб отает следующим обр азом.

Пластифицированный порошок (или прессовка) помещается внутрь матрицы 4 между пластинами 10. При этом порошок за- 25 сыпается через отверстие 5 в боковой поверхности матрицы, а если исследуется предварительно спрессованный брикет, то его помещают на место, перемещая в осевом направлении матрицы. Затем устанавливают на торцовых поверхностях пуансонов 6 сферические элементы 9 и помещают пуансоны внутрь матрицы с противоположных сторон. После этого к пуансонам прикладывают нагрузку Р, при этом в образце создаетсяя не обх оди м ое í an р яженное с остояние. Под действием известной нагрузки F конический индентор вдавливают в исследуемый материал (образец) до полного прекращения движения индентора. Затем при помощи измерительного микроскопа измеряют диаметр отпечатка вдоль образующей боко- 4О вой поверхности образца. Глубину нагружения конуса определяют по формуле

h= — kg —, b г

Р rä где h — глубина погружения конуса в образец;

d — диаметр отпечатка, измеренный вдоль образующей боковой поверхности образца;

<р — угол при вершине конуса.

Пластическую прочность структуры рассчитывают по формуле гдет„, — пластическая прочность структуры образца;

К„, — постоянная конуса;

F — нагрузка на конус. со 2 л. tgcp/2

Напряженное состояние в месте внедрения конуса определяется совокупностью нормального и касательного напряжений. Если место внедрения находится посередине образ ца, то нормальное напряжение

4 ф е а касательное напряжение на глубине h где P — осевая нагрузка на образец;

D — диаметр образца; хо — смешение шариков относительно оси м атрицы в радиальном направлении;

1 — длина образца.

Из приведенных формул видно, что, изменяя величины хп и Р, можно получить в месте измерения любое соотношение нормальных и касательных напряжений.

Пример. Медный порошок, пластифициро. ванный парафином (6 мас. о парафина), помещают в матрицу устройства свободной насыпкой. Затем в нем создают различные напряженные состояния и при каждом из них измеряют пл астическую прочность структуры. Результаты измерения приведены в таблице.

1274848

Формула изобретения

Составитель Л. Капетки

Текред И. Верее Корректор Л. Патай

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Егорова

Заказ 6517/1!

Из табл ицы видно, что пластическая прочность структуры смеси увеличивается с увеличением нормальных напряжений и уменьшается с увеличением касательных напряжений. Прочерком обозначены напряженные состояния, вызывающие разрушение образца. Для случая, когда нормальных и касательных напряжений нет, указана пластическая прочность структуры порошка в ненапряженном состоянии (величина, измеряемая известным пластомером). Видно, что !0 пластическая прочность структуры, измеренная в ненапряженном состоянии, значительно меньше, чем при наличии нагрузки.

Так, с приложением нормальных напряжений, равных 5 МПа, пластическая прочность возрастает в 2000 раз.

Таким образом, устройство позволяет расширить технологические возможности при определении реологических параметров пластифицированных порошковых материалов.

Оно позволяет измерять пластическую прочность порошков и прессовок, находящихся в сложно напряженном состоянии. Это обеспечит возможность точного расчета необходимого усилия выдавливания при таких способах форм ован ия порошков, как мундштучное прессование и выдавливание на 25 червячных прессах. При прессовании брикетов в жестких пресс-формах становится возможным точно рассчитать усилие выпрес совки. Точное знание необходимых усилий позволит более рационально использовать имеющееся оборудование и лучше проектировать новое. Станет возможным более точное прогнозирование свойств (плотности, прочности, качества поверхности) получаемых изделий, а также получение изделий с заданными свойствами.

Устройство для определения структурнопластической прочности пластифицированных порошковых материалов, включающее конический индентор и механизм нагружения, отличающееся тем, что, с цел ью р асш ир ения технологических возможностей, оно снабжено цилиндрической матрицей с пуансонами, сферическими элементами и пластинами, на одной из боковых поверхностей м атрицы выполнено отверстие для индентора, на внут ренних торцовых поверхностях пуансонов выполнены углубления для фиксации сферических элементов, каждый сферический элемент размещен между пластиной и пуансоном.