ZHUTŇOVÁNÍ VÝROBKŮ Z PRÁŠKŮ (formování) Základní rozdělení Účel
vytváření tvaru výrobku zajištění manipulační pevnosti
s použitím tlaku bez použití tlaku
Chování částic prášků Volně nasypané částice
Lisované částice
Uložení částic v důsledku Uložení částic těsnější v důsledku tlaku, který překonal adhezi gravitačních sil volné a tření mezi částicemi Částice si zachovávají svůj tvar
Částice se deformují a ztrácejí původní tvar, deformace tvaru závisí na plastických vlastnostech kovu, způsobu a velikosti deformace
Dotyk částic je převážně bodový
Dotyk částic v plochách, velikost závisí především na lisovacím tlaku, převážně jde o kovový styk
Rozložení teploty mezi částicemi I při lisování za studena dochází v místech styku částic je rovnovážné k lokálnímu zvýšení teploty Zůstávají původní krystalické mřížky
poruchy V místech vzájemného styku a zvýšené teploty dochází k určitým difúzním procesům
Uvnitř částic poruchy
původní V důsledku plastické deformace dochází uvnitř částic ke zvýšení hustoty dislokací
jsou
Hustota je malá
Hustota vyšší, závisí na deformační schopnosti materiálu, morfologii částic a působícím tlaku
Tvar pórů závisí na morfologii Tvar pórů závisí na způsobu lisování částic Všechny póry spolu souvisí
Většina pórů spolu souvisí, existují již uzavřené póry
Stadia lisování 1 - zásyp; 2 - přemístění částic prášku; 3 až 5 zhutňování vlivem deformace částic
Lisování Vlivy
lisovací tlak vlastnosti částic velikost částic morfologie částic
Rozložení tlaku ve výrobku Radiální tlak na stěnu zápustky Axiální tlak v hloubce h
(p – působící tlak; µ – tření mezi částicemi; β – koeficient; R poloměr výlisku)
Hustota výlisku Ni prášku
Dvoustranné lisování Obecně nutnost vytlačování z matrice (zbytkové radiální napětí).
Dvoustranné lisování (rovnoměrnější zhutnění) ( a - matrice pevná, razníky pohyblivé; b matrice odpružená, spodní razník nepohyblivý; c - řízený zdvih matrice, spodní razník nepohyblivý)
Výlisky s různou výškou Použití samostatných pohyblivých lisovníků (velikost odstupňování dle zmenšení objemu prášku)
Technologie lisování Plnění zápustky podle hmotnosti podle objemu Sypná výška
(Hv – sypná výška /mm/; Hs – výška vylisované součástky/mm/; q – součinitel plnění; k – hustota kompaktního tělesa /kg.m-3/; s – sypná hustota práškového materiálu /kg.m-3/)
Vlastní lisování ( F – lisovací síla /N/; S – celková lisovaná plocha /m2/; p – lisovací tlak /N.m-2/)
stálým tlakem na stálou výšku
Vztah mezi hustotou výlisku a lisovacím tlakem Walker, Balšin (V - relativní objem výlisku V=1/(1-P); P - pórovitost; p - lisovací tlak; σk kritické napětí)
Shapiro, Kolthoff (P - pórovitost při tlaku p; P0 - pórovitost extrapolovaná pro tlak p0=0; K empirická konstanta)
„KSK“ rovnice
Technologičnost konstrukce slinovaných výrobků
Lisování za tepla (slinování pod tlakem) nízká výrobnost vysoké opotřebení matric
1 - nepřímý odporový ohřev; 2 přímý odporový ohřev; 3 přímý odporový ohřev matrice; 4 - indukční ohřev
Izostatické lisování přenos plynným nebo kapalným médiem Dle teploty CIP nebo HIP problematika elastického pouzdra
Válcování Tloušťka pásu ( h0, h1 - vstupní a konečná tloušťka pásu; α - úhel záběru; R - poloměr válců)
nižší počet průchodů malá rychlost válcování
1 - nezhutněný prášek; 2 - zóna zhutňování
Schéma válcování práškových pásků a - plynulé b - přetržité
Výroba vícekomponentních pásků a - bimetalický; b - trimetalický; c - naválcování kovové podložky
Protlačování Způsoby směs prášků a plastifikátoru kompaktního materiálu
výhody
Schéma izostatického protlačování
Lisování explozí Výhoda vysokorychlostní deformace - použití i elektrického výboje
Schéma explozivního lisování ( 1- základní podložka; 2 - kontejner s práškem; 3 vodící systém; 4 - tepelná izolace; 5 - explozivní náboj; 6 - generátor; 7 - kontrola vzdálenosti)
Kování
„powder-forging“ „sinter-forging“
vysoká hustota využití tepla možnost modifikací
1 - zásobník prášku; 2 - lisování (předlisek); 3 - slinování; 4 - kování; 5 - kalení; 6 - výkovek
ZHUTŇOVÁNÍ BEZ POUŽITÍ TLAKU Volné slinování - zásyp ve formě (nesmí reagovat) - vysoká pórovitost a smrštění - jednoduché
Zhutňování vibrací 1 - volně sypaný ZrO2; 2 - uhelný prášek
ZHUTŇOVÁNÍ BEZ POUŽITÍ TLAKU Keramické lití - stabilita břečky
„Horké lití“
1 - dělená sádrová forma; 2 -výrobek; 3 - zbytek suspenze (břečky)
- plastifikátor za tepla viskózní moderní použití plastické suspenze (např. polystyrén)
