Устройство для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошковых материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 601 М 1100 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Витебский технологический институт легкой промышленности(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 СТРУКТУРНО-ПЛАСТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ 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-пластичес 801274848 кои 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 индекторвдавливают 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 позваяет измерять пластическую прочность порошков и прессовок, находящихся в сложно напряженном состоянии. 2 ил., 1 табл.1274848 Рт= К - р 32 хоР, 26 2т== - 1 - (1 -- )5 йУ Касательные Пластическая прочность структуры при нормальныхнапряжениях в месте измерения, МПа напряжения вместе измерения, МПа 0 5 10 20 30 50 20 12 О, 001 19 18 10 2)5 6,4 14 10 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для определения структурно-пластической прочности пластифицированных порошков и прес совок.5Целью изобретения является расширение технологических возможностей.На фиг, 1 схематично представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.Устройство состоит из конического инден тора 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 поверх 15 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 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 создается необходимое напряженное состояние. Под действием известной нагрузки Р конический индентор вдавливают в исследуемый материал (образец) до полного прекращения движения индентора. Затем при помощи измерительного микроскопа измеряют диаметр отпечатка вдоль образующей боко О вой поверхности образца. Глубину нагружения конуса определяют по формуле й= - 1 д - ,УР Дгде Й - глубина погружения конуса в образец,Й - диаметр отпечатка, измеренныйвдоль образующей боковой поверхности образца;у - угол при вершине конуса.Пластическую прочность структуры рассчитывают по формуле гдет, - пластическая прочность структурыобразца;К, - постоянная конуса;Р - нагрузка на конус,к = - " - -Ы - .и Щ/2Напряженное состояние в месте внедрения конуса определяется совокупностью нормального и касательного напряжений. Если место внедрения находится посередине образ ца, то нормальное напряжение4ф -- еа касательное напряжение на глубине й где Р - осевая нагрузка на образец;0 - диаметр образца;хо - смешение шариков относительно осим атрицы в радиальном направлении;Г - 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.% 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. КапеткиТекред И. Верее Корректор Л. ПатайТираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. ЕгороваЗаказ 6517/1 Из таблицы 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 не- напряженном состоянии (величина, измеряемая известным пластомером). Видно, что 10 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 структурно- пластической 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.