Нагружением

Выше были рассмотрены математические модели процессов теплообмена и пластического деформирования при СВС-прессовании изделий из модельных сплавов системы TiC-Ni с соответствующей экспериментальной проверкой, выполненной авторами настоящей работы. Более объективное подтверждение адекватности может быть получено при апробации предложенных теплофизических и реологических моделей на экспериментальных данных других исследователей. В известных работах по изучению закономерностей уплотнения при СВС-прессовании либо рассматривались многокомпонентные сплавы сложного состава [102, 133], либо отсутствует информация о геометрических размерах шихтовой заготовки и песчаной оболочки [50, 51]. Достаточно полная информация о технологических параметрах приведена в работе [59], где выполнено исследование процесса СВС-прессования крупногабаритных кольцевых изделий. В этой же работе рассмотрена математическая модель процесса. При моделировании использовалась схема одноосного прессования в закрытой матрице без учета оболочки и внешнего трения. Естественно, что такая простейшая модель не позволяет провести подробное исследование закономерностей уплотнения и формообразования, происходящих в реальном процессе.

Следуя работе [76], рассмотрим математическую модель процесса СВС-прессования крупногабаритных кольцевых изделий на основе МКЭ с учетом особенностей физического и структурного состояния материала, реальных граничных условий и неизотермического характера процесса прессования в условиях ступенчатого нагружения. Отметим, что к крупногабаритным изделиям (КГИ) условно относят изделия, имеющие массу 2 кг и более [75].

Технология СВС-прессования крупногабаритных изделий (КГИ) имеет ряд специфических особенностей [75, 77, 134]. В отличие от прессования малогабаритных изделий, когда давление монотонно увеличивается от нуля до заданной величины, прессование КГИ проводится при ступенчатом силовом нагружении. Такой способ силового нагружения необходим для обеспечения выхода примесных газов из внутренних объемов заготовки. На определенной стадии уплотнения в порошковых материалах образуется закрытая пористость. С ростом давления прессования происходит выдавливание газов из закрытых пор через объем прессовки к ее поверхности. При малых габаритных размерах этот процесс реализуется во всем объеме прессовки, и компактирование производят при монотонном нагружении, когда давление прессования непрерывно повышается. С увеличением размеров объема прессовки процесс выдавливания зажатых в порах газов из внутренних объемов замедляется, и при монотонном нагружении они остаются рыхлыми. Поэтому для увеличения времени дренажирования поровых газов при прессовании КГИ осуществляют ступенчатое нагружение – этапы подъема давления чередуются с паузами при фиксированном давлении.