Ущільнення в товстостінних еластичних оболонках

Ущільнення в товстостінних еластичних оболонках (квазіізостатичне пресування) є одним із варіантів холодного ізостатичного пресування – ΧΠΊ. Відповідно до цього методу порошок поміщається в еластичну оболонку і надалі ущільнюється в металевій прес-формі (рис. 65) за одним із варіантів статичного пресування. В цьому випадку товстостінна оболонка рівномірно передає тиск середовища подібно до рідини. У зв'язку з цим до матеріалу оболонки ставляться спеціальні вимоги, одною з яких є значення коефіцієнта Пуассона, рівне 0,5 (в цьому випадку коефіцієнт бічного тиску ξ = 1). Крім того, матеріал повинен мати велику межу міцності на розтягування, достатню жорсткість, визначену пружність, що забезпечує повернення оболонки в первинне положення після зняття тиск . Оболонка також повинна не склеюватися і не тужавіти з порошком, бути довговічною і дешевою, придатною для багаторазового використання.

Рисунок 65 – Схема пресування в товстостінній еластичній оболонці до (а) і після (б) прикладення навантаження

Кращими матеріалами для виготовлення товстостінних оболонок є "Іон-121" (суміш смоли з пластифікатором і стабілізатором), водний розчин желатину з додаванням гліцерину. Стійкість оболонки з желатину дає змогу виготовляти кілька сотень виробів в одній формі, а в оболонці з каучуку – декілька тисяч.

Для забезпечення рівномірної передачі тиску пресованому матеріалу важливе значення мають розміри оболонок стосовно пресованої деталі.

Розрахунок товстостінних еластичних оболонок проводять за формулою

(4.6)

де- висота оболонки;

- висота, яка необхідна для засипки потрібної кількості порошку:

(4.7)

• - щільність пресовки та насипна щільність порошку;
• - висота пресовки та торцевої пробки (рис. 66).

Велика увага приділяється висоті пробки (), оскільки за малих її значень ступінь ущільнення в напрямку, перпендикулярному до пресування, зменшується, а в напрямку пресування збільшується, що призводить до утворення "талії" на пресовці. Оптимальна висота пробки становить

(4.8)

де- товщина стінки оболонки;

D – зовнішній діаметр оболонки.

Рисунок 66 – До розрахунку товстостінної еластичної оболонки

Зменшення втрат на тертя, а також рівний тиск на всіх напрямках при ізостатичному пресуванні в товстостінних оболонках дають змогу понизити тиск пресування для отримання однакової щільності пресовок порівняно з пресуванням в жорсткій матриці на 30-50 % для пластичних матеріалів і на 10-20 % для твердих, крихких матеріалів.

При пресуванні виробів у еластичних оболонках для зменшення тертя між гумою і стінками металевої матриці зовнішню поверхню оболонок необхідно змастити. З цією метою застосовують гліцерин або машинне мастило.

Необхідно змащувати також і внутрішню поверхню оболонок, оскільки при пресуванні відбувається переміщення частинок, як в об'ємі виробів, так і по поверхні зіткнення частинок з оболонкою. Кращим мастилом у цьому відношенні є суміш солідолу з олівцевим графітом (3:7 за масою).

Максимальний ефект при пресуванні дає одночасне змащування стінок оболонки і введення в порошок поверхнево- активного мастила (олеїнової кислоти) 1-0,3 %. У цьому випадку порівняно із сухим пресуванням щільність пресовки збільшується на 10-20 %.

При ізостатичному пресуванні заготівки доцільно витримувати під тиском протягом 40-60 с. Це сприяє збільшенню щільності на 2,5-3,5 %.