» » Всестороннее гидростатическое прессование
02.06.2015

При гидростатическом прессовании порошок, заключенный в пластичную оболочку или форму, подвергается всестороннему обжатию жидкостью в установке для гидростатического прессования (рис. 32). Эластичная оболочка или форма изолирует порошок от непосредственного соприкосновения с жидкостью. Для получения прессовки неправильной цилиндрической формы с округленными торцами применяют резиновые оболочки толщиной 0.1—0,15 мм в виде мешка, которые после заполнения порошка завязывают тесемкой. На рис. 33, по Б. А. Бороку, показаны эластичные детали для получения прессовок правильной цилиндрической формы. Резиновую оболочку 1 помещают внутри перфорированной металлической или пластмассовой цилиндрической гильзы 2. Концы оболочки натягивают на внешнюю поверхность гильзы, в результате чего оболочка растягивается и плотно прилегает к внутренней поверхности гильзы. На нижний конец гильзы натягивают резиновый берет 3, а на берет — стяжную резину 4. после чего гильзу засыпают порошком. После засыпки поверх порошка вкладывают резиновую пластинку и натягивают резиновый берет, затем собранную форму подвергают гидростатическому прессованию.
Гидростатическое прессование было впервые описано Скаупи еще в 1924 г., однако достаточное практическое применение оно получило лишь в последние десять лет. Поэтому гидростатическое прессование можно считать сравнительно новым методом формирования металлических порошков.
Всестороннее гидростатическое прессование

Как метод формирования, гидростатическое прессование имеет некоторые серьезные преимущества перед обычным холодным прессованием в жестких пресс-формах.
1. Распределение пористости (плотности) и свойств в различных местах гидростатических прессовок (рис. 34) значительно более равномерно, чем при обычном прессовании (см. рис. 20). Наиболее важным фактором, обусловливающим неоднородность плотности и свойств при обычном прессовании, является потеря давления на трение о стенки жестких пресс-форм. Этот фактор полностью исключается при гидростатическом прессовании в эластичных формах. Другой, менее сложный фактор, обусловливающий возникновение неоднородной плотности — трение частиц порошка внутри прессовки, вызывающее некоторую неравномерность распределения напряжений прессования, — возможен также и при гидростатическом прессовании. Поэтому в центре гидростатической прессовки плотность меньше, чем на периферии. Так,, по данным Б.А. Борока, для медного диска диаметром 120 мм после гидростатического прессования под давлением 900 кг/см2 относительная плотность в центре равнялась 63.9% при средней плотности 65,3%.
2. При обычном прессовании в жестких пресс-формах неизбежно происходит анизотропия структуры частиц и пор, особенно при неравноосности частиц порошка. Эта анизотропность вызвана неодинаковой величиной давления в разных направлениях, причем боковое давление значительно меньше давления в направлении прессования. Обычно боковое давление при прессовании в жестких формах равно 30—40% от значения давления прессования. Поэтому при неравноосности частиц порошка они, как и поры, располагаются более широким сечением перпендикулярно давлению прессования. Даже при равноосных сечениях происходит некоторая небольшая анизотропность структуры и прочности обычных прессовок, так как частицы и поры несколько больше деформируются в направлении прессования. В гидростатических прессовках в отличие от обычных давление одинаково во всех направлениях, в связи с чем у них структура частиц и пор более изотропна (некоторая анизотропность может вызываться расположением частиц при засыпке широкой стороной в горизонтальном направлении). Благодаря более равномерному распределению плотности и большей изотропности структуры гидростатическое прессование способствует получению изделий с более высокими свойствами (в особенности с более высокими плотностью и термостойкостью).
3. При обычном прессовании из-за потерь давления на трение о стенки жестких форм существует ряд ограничений по форме и величине прессовок. Так, например, очень трудно получать обычные прессовки с отношением высоты к диаметру больше 2—2,5. При гидростатическом прессовании можно получать изделия с очень большим отношением высоты к диаметру. Точно так же легче получать гидростатическим методом прессовки больших размеров.
4. При гидростатическом прессовании, в связи с всесторонностью давления и отсутствием потерь на трение о форму, при одинаковом давлении получаются более плотные и прочные прессовки, а при одинаковой плотности требуется меньшее давление, чем при обычном прессовании (табл. 10).
Всестороннее гидростатическое прессование

Таким образом, при одинаковом давлении прессования плотность гидростатических прессовок была на 10—14% выше, а при одинаковой плотности и величины давления была в 2—3 раза меньше, чем при обычном прессовании (например, для плотности около 52% соответствующие давления 0,3 и 0,7 т/см2, а для 62% — 0,7 и 2 т/см2). Кроме то-то, даже при одинаковой плотности прочность гидростатических прессовок несколько выше, чем обычных.
Недостатками гидростатического прессования являются;
1) значительно меньшая, чем при обычном прессовании, производительность;
2) большие затраты на износ форм;
3) трудность получения прессовок с точными размерами и формой;
4) технические трудности получения в гидростатических установках больших давлений (выше 1,5 т/см2).
Однако, несмотря на эти недостатки, уже при современном состоянии техники гидростатическое прессование имеет известные преимущества для формирования крупных заготовок.