ВЛИЯНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СДВИГОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ВСЛЕДСТВИЕ ВРАЩЕНИЯ ПРЕСС-ИНСТРУМЕНТА НА РАДИАЛЬНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ

摘要

Рассмотрен процесс радиального прессования трубчатой заготовки, полученной из порошков металлов, который сопровождается одновременным вращением этой заготовки синхронно с внутренним стержнем относительно внешней стенки прессформы. Похожая схема обработки давлением для компактных беспористых материалов известна под названием "high-pressure tube twisting" и используется для улучшения структуры и конструктивных свойств трубчатого изделия путем накопления деформаций. В отличие от компактного материала, поведение порошковой заготовки определяется как упрочнением ее твердой фазы, так и уплотнением за счет постепенного уменьшения объема пор. Именно это и определяет своеобразность поведения пористых материалов в сформулированных выше условиях, что и требует использования теории пластичности пористых тел. Дополнительные предположения относительно кинематических ограничений позволили найти явные выражения для упрочнения материала и давления прессования в аналитическом виде. Полученное аналитическое решение многопараметрично и описывает влияние на величину давления прессования констант упрочнения материала, начальной и конечной плотности прессовки, степени взаимного поворота стенок пресс-формы. Проведенный анализ позволил установить, что кратковременное приложение сдвиговых деформаций, обусловленных взаимным вращением элементов пресс-инструмента, в любом случае позволяет снизить величину текущего рабочего давления в ходе прессования. С другой стороны, в ходе продолжительного процесса прессования упрочнение материала твердой фазы пористого тела, обусловленное дополнительными сдвиговыми деформациями, может приводить к росту радиального давления при одинаковой конечной плотности. Момент перехода от стадии уменьшения давления к стадии его увеличения существенно зависит от того, насколько упрочняемым является материал порошка. То есть, вращение матрицы целесообразно использовать для порошков, материал которых ближе к идеально-пластическому. В большинстве случаев вращение матрицы на протяжении всего процесса прессования целесообразно использовать лишь при не очень значительном уплотнении достаточно пористых заготовок. В случае же уплотнения до малых пористостей целесообразнее вращать стенки матрицы только в конце процесса уплотнения.