KOMPAKSI (PEMADATAN)

BUBUK LOGAM

Dalam rangka agar sepenuhnya memahami kemungkinan dan keterbatasan

Pemadatan bubuk,tidak hanya perlu untuk mempelajari fenomena empiris dari

proses ini, tetapi juga untuk mengungkapkan mekanisme dasarnya.

1

DAFTAR ISI

Pendahuluan

4.1 Density - Porositas - Pemadatan Tekanan

4.2 Tekanan Radial – Tekanan Axial

4.3 Distribusi Densitas Axial

4.4 Pelepasan Paksa dan Gaya Balik

Referensi

2

Pendahuluan

Pembentukan komponen sinter dimulai dengan densifikasi bubuk logam

dalam kekakuan memiliki rongga kontur yang kurang lebih rumit. Dalam operasi

ini, tinggi tekanan (biasanya 650 N / mm2) yang diberikan pada bubuk pada

rongga dimana besi dibentuk,secara bersamaan dari atas dan bawah, melalui dua

atau lebih gerak vertikal pukulan kompaksi.

Di bawah pengaruh tekanan pemadatan yang tinggi, partikel-partikel

bubuk yang yang ditekan bersama-sama begitu erat sehingga permukaannya yang

tidak rata menyambung dan jumlah tertentu pengelasan dingin terjadi antara

permukaannya.

Setelah ejeksi, jika operasi pemadatan berhasil, kepadatan yang memiliki

kekuatan yang cukup (disebut green-strenght) untuk melakukan penanganan lebih

lanjut tanpakerusakan. Dalam rangka memfasilitasi operasi pemadatan dan

mengurangi pemakaian alat yang minimum, pelumas dicampurkan bubuk sebelum

pemadatan.

Dalam rangka agar sepenuhnya memahami kemungkinan dan keterbatasan

bubuk pemadatan, itu tidak hanya diperlukan untuk mempelajari fenomena

empiris dari proses ini, tetapi juga untuk mengungkapkan mekanisme dasarnya.

4.1 Density - Porositas - Pemadatan Tekanan

Pada awalnya, beberapa definisi yang diperlukan:

• Berat spesifik: ρ = m / Vt (Diukur dalam g / cm3); m = massa bahan; Vt=

Volume material yang sebenarnya.

• Kepadatan: δ= m / Vb (Diukur dalam g / cm3); m = massa resp bubuk.

kompak;Vb= Volume massal (volume membungkus).

• Teoritis Density: δ th= Densitas dari (praktis tidak dicapai) bubuk pori-bebas

kompak (diukur dalam g / cm3).

• Porositas: φ = 1 - δ  / δ th (Nomor tanpa dimensi).

• Pemadatan Tekanan (mati pemadatan): P = memadatkan kekuatan / daerah

wajah kompak(Diukur dalam N / mm2atau MN / m2).

• Tekanan Memadatkan (isostatic pemadatan): P = tekanan media hidrolik

(Diukur dalam MPa atau MN / m2).

3

4.1.1 Kurva Empiris Tekanan Densitas

Memadatkan bubuk dalam Die Silinder.

Sifat kekuatan komponen disinter meningkat dengan meningkatnya

kepadatan tetapi ekonomi mereka turun dengan meningkatnya masukan energi

dan meningkatnya beban pada pemadatan alat. Oleh karena itu, yang paling

diinginkan, baik untuk alasan ekonomi dan teknis, untuk mencapai kemungkinan

kepadatan kompaksi tertinggi pada tekanan serendah mungkin.

Kurva Density tekanan memberikan informasi tentang frame di mana yang

cocok dan disetujui dapat ditemukan. Kurva ini umumnya diperoleh dari standar

tes laboratorium di mana sejumlah pemadatan dibuat pada tekanan yang berbeda

dalam sebuah karbida mati memiliki bore silinder 25 mm diameter. Kepadatan

dari compacts yang diplot terhadap tekanan kompaksi. Diagram

di Gambar. 4.1 menunjukkan kepadatan tekanan kurva untuk dua serbuk besi

komersial (NC100.24 dan ASC100.29).

Gambar. 4-1. Kurva Density-tekanan untuk dua bubuk besi komersial dipadatkan

dalam karbida yang mati memiliki diameter bagian dalam 25 mm.  Pelumas:

0,75% Zn-stearat [4.1].

4

Sebuah fitur mencolok dari kurva ini adalah kenyataan bahwa kemiringan

mereka menurun jauh meningkatkan pemadatan dengan tekanan, dan bahwa

kepadatan besi murni besar (7.86 g / cm3) jelas tidak bisa dihubungkan pada

tekanan yang layak. Kami melihat, lebih lanjut, bahwa dua besi bubuk meskipun

identitas kimianya menghasilkan kurva kepadatan tekanan yang

berbeda. perlakuan pemadatan yang berbeda muncul dari perbedaan struktur

partikelnya.Lihat Bab 3.

Isostatik Pemadatan Bubuk.

Sebuah bubuk di bawah tekanan isostatic menunjukkan perilaku densifikasi yang

sama seperti di Die Compacting. Hal ini digambarkan dengan contoh berikut:

Sampel bubuk besi elektrolit, kedap udara tertutup dalam jaket karet tipis dan

tertanam dalam hidrolik yang menengah, menjadi sasaran berbagai tekanan

isostatic. Karena tidak ada gesekan pada dinding pemadatan isostatik, bubuk itu

tidak dicampur dengaAn pelumas. Kurva densifikasi yang diperoleh akan

ditampilkan pada Gambar. 4.2,dan struktur mikro dari beberapa compacts akan

ditampilkan pada Gambar. 4.3.

5

Rincian berikut akan dilihat dari mikro ini:

• Pada densitas 5.56 g / cm2 (29,2% porositas), banyak pori-pori masih

approx. Sama ukuran sebagai partikel bubuk terbesar.

• Pada kepadatan di atas 6,17 g / cm2 (21,5% porositas), partikel bubuk memblokir

setiaplainnya sampai tahap ini bahwa penataan ulang partikel sekarang

sepenuhnya tidak mungkin tanpa deformasi parah plastik partikel (yang mungkin

telah terjadi pada kepadatan lebih rendah).

• Pada kepadatan di atas 6.61 g / cm2 (15,9% porositas), pori-pori terbesar yang

tersisa adalah jauh lebih kecil dari partikel bubuk terbesar, dan dengan kepadatan

7.44 g / cm2 (5.3% porositas), semua pori-pori yang tersisa lebih kecil dari yang

terkecil dari bubuk awal ticles.

6

Gambar. 4.2. Kepadatan relatif dan porositas sebagai fungsi tekanan pemadatan isostatik. Bubuk besi elektrolit tertutup enclosed jaket karet tipis dikenakan tekanan hidrolik. [4.2]

Adaptasi area kontak antara partikel bubuk yang berdekatan, yang

disebabkan oleh deformasi plastik, dapat dilihat dari struktur mikro kompak

bubuk tembagayang ditampilkan pada Gambar. 4.4. Dari mikro ini, juga dapat

dilihat yang membentuk sambungan partikel bubuk yang lebih besar sekitar

partikel yang lebih kecil yang dengan demikian, telah berpindah atau deformasi.

7

Gambar. 4.3. Mikrostruktur

membangun struktur dari beberapa

isostatik yang dipadatkan dari

sampel yang digunakan untuk

membangun kurva yang

ditampilkan di Gambar. 4.2. [4.3]

4.1.2 Batas Prinsip untuk Densifikasi

Sejak awal tahun 1930-an, metallurgi serbuk telah berusaha untuk

menemukan deskripsi matematis yang cocok untuk proses densifikasi

serbuk. sudah banyak sekali jumlah cara yang cocok untuk efek ini telah

diusulkan selama tiga dekade terakhir.

Namun,bukan formula ini, sebagian besar dari cara itu diambil dari yang kurva-

fitting sederhana latihan, telah terbukti cukup universal dan didukung oleh fisik

umum prinsip dapat diterima sebagai teori volume bubuk densifikasi.

Dalam praktek bengkelnya, formula tersebut dibuang karena jauh lebih

dapat diandalkan dan hampir tidak lebih membosankan untuk membangun kurva

densifikasi relevan eksperimental daripada menghitung mereka dari rumus rumit

dan dipertanyakan.

Di sisi lain, sangat berguna untuk memahami, pada prinsipnya setidaknya,

di mana cara proses densifikasi bubuk dipengaruhi dan dibatasi oleh hukum-

hukum umum dari fisika dan mekanik.

Deformasi Penguatan Partikel Serbuk.

Untuk saat ini abaikan masalah gesekan dinding tempat pemadatan dan

mempertimbangkan pemadatan isostatic bubuk saja, kita mengakui bahwa

masalah bubuk densifikasi muncul dari masalah fisik yang mendasari yang dapat

didefinisikan sebagai berikut:

8

Gambar. 4.4. Adaptasi kontur permukaan

akibat deformasi plastis berdekatan

partikel bubuk. Elektroda Serbuk tembaga

dipadatkan di 200 N / mm2

• Dengan meningkatnya densifikasi, partikel bubuk yang mengalami

deformasi plastis dan semakin diperkuat deformasi, yaitu titik leleh

mereka terus ditingkatkan.

• Bersamaan dengan itu, area kontak antara partikel meningkat dan,

akibatnya, Tekanan geser efektif di dalam partikel menurun. Dengan

demikian, konstan pada tekanan eksternal, penurunan tekanan geser

memenuhi titik yield naik, dan semua lanjut deformasi partikel berhenti,

yaitu proses densifikasi berhenti.

Penguatan deformasi partikel bubuk dapat dibuat jelas dengan cara X-ray analisis

struktural. Di Gambar. 4.5, tiga foto-catatan X-ray back-refleksi ditampilkan,

diperoleh (A) dari bubuk spons besi komersial, (B) dari kompak ini pressed

powder di 290 N / mm2 , Dan (C) dari kompak sama setelah perlakuan aneling

untuk 2 menit pada 930oC.

Gambar. 4.5.Deformasi penguatan partikel serbuk dalam pemadatan bubuk besi

spons (Höganäs NC100.24). Catatan fotografi sinar-X back-refleksi (Cr-

Ka radiasi V-filter). (A) bubuk sebelum pemadatan, (B) kompak yang dibuat pada

3 t / cm2, (C) kompak yang sama setelah soft-anil untuk 2 menit pada 930oC [4.5]

Refleksi sinar-X yang berbeda (bintik-bintik hitam tajam) dari foto-catatan (A)

dan (C) memberikan bukti kisi kristal terganggu dalam partikel bubuk bebas dari

penguatan deformation. Cincin berbentuk menyebar X-ray refleksi pada foto-

record (B) memberikan bukti kisi kristal sangat terganggu dalam bubuk deformasi

partikel menguat.

Penurunan maksimum Shearing Stres.

Dalam keadaan densifikasi mana partikel bubuk diperas bersama-sama

untuk seperti memperpanjang bahwa pori-pori awalnya saling berhubungan di

9

antara mereka telah merosot ke kecil pori-pori yang terisolasi, distribusi tegangan

di sekitar masing-masing dapat cukup baik didekati dengan distribusi tegangan

dalam bola berongga di bawah hidrostatik luar Tekanan P. Biarkan bola berongga

menjadi logam yang memiliki yield-titik 0 . Misalkan R terluar jari-jari bola dan r

radius dalamnya.

Menurut teori elastisitas, deformasi plastik akan terjadi ketika maksimum

geser stres τ mpada permukaan luar dari bola berongga melebihi geser yang yield-

stres  ,. Lihat sketsa di Gambar. 4.6. Dari prinsip

Lingkaran Mohr kita memperoleh hubungan umum . Dengan

demikian kondisi aliran plastik untuk bola berongga adalah:

Radial stres σ r(R) dan tegangan σ  tangensial t (R) dekat dengan permukaan luar

dari

bola berongga diberikan oleh hubungan berikut:dan menghasilkan:

Dan :

Memperkenalkan (4.2) dan (4.3) ke dalam (4.1)

Atau:

10

Menurut persamaan (4.5), P tekanan hidrostatik, diperlukan untuk

memprovokasi deformasi plastis bola berongga, adalah lebih tinggi semakin kecil

volume lubang (r3) adalah relatif terhadap volume logam bola (R\3- R3). Dengan

kata lain: tak terhingga tinggi Tekanan akan diperlukan untuk mengurangi lubang

dalam bidang logam untuk apa-apa.

Mentransfer hasil ini analog ke pori-pori kecil yang terisolasi di dalam

sangat dipadatkan bedak padat, tampaknya masuk akal bahwa pori-pori kecil tidak

bisa dihilangkan dengan cara tekanan layak - bahkan tidak tanpa adanya

deformasi penguatan. Pada tekanan eksternal konstan, tegangan geser maksimum

di mana saja di kompak adalah kecil, semakin kecil pori-pori sisa berada.

Teoritis Kepadatan Powder Campuran.

Komponen Sinter biasanya dibuat dari campuran dari plat atau rendah-

paduan bubuk besi dengan aditif seperti grafit, serbuk logam lainnya dan

pelumas. Compact kepadatan dicapai dengan campuran bubuk tersebut, tentu saja,

dipengaruhi oleh spesifik bobot dan jumlah relatif dari aditif dan kotoran jika

ada. (Hanya secara teoritis dapat dicapai) pori-pori bebas dengan kepadatan δm.

dari campuran bubuk dapat dihitung sebagaiberikut:

11

Gambar. 4.6. Kondisi aliran plastik di

sebuah lubang bidang logam di bawah

luar hidrolikTekanan P.

R = diameter luar,

r = diameter dalam,

σ0= Menghasilkan titik logam,

σr= Stres radial

σt= Stres tangensial.

ρFe menjadi berat jenis serbuk besi (alas bedak),

wFe menjadi persentase berat serbuk besi,

ρ1, ρ 2, ρ3, ... Menjadi berat jenis aditif dan kotoran,

w1, w2,w3, ... Menjadi persentase berat aditif dan kotoran

Kemudian, kepadatan pori-bebas secara teoritis dicapai dari campuran bubuk:

Pada Tabel 4.1, bobot tertentu diberikan beberapa aditif dan kotoran

sebagai terjadi besi campuran bubuk. Menggunakan data dari tabel ini dan

persamaan (4.6), teoritis kepadatan berbagai campuran bubuk berdasarkan

ASC100.29 telah dihitung dan diplot sebagai fungsi dari jumlah relatif aditif

masing-masing dalam diagram ditunjukkan di Fig. 4.7.

Dari diagram muncul bahwa pelumas tambahan (sangat diperlukan untuk

pengurangan mati-dinding gesekan) memiliki efek yang paling menurunkan pada

kerapatan teoritis bubuk campuran. Dalam proses pemadatan, bagian dari pelumas

ditambahkan sedang diperas terhadap

mati-dinding di mana memenuhi fungsi yang diinginkan.

Bagian yang tersisa dari pelumas akan terperangkap di dalam pori-pori

tertutup di mana mengembangkan tekanan hidrolik menentang proses densifikasi.

Tabel 4.1. Bobot khusus dari beberapa Logam,

Aditif dan Kotoran seperti yang terjadi di Iron Powder Campuran

12

Gambar. 4.7. Pengaruh menambahkan elemen paduan dan pelumas pada teori

(pori-free) kepadatan besi campuran bubuk berdasarkan ASC100.29.

Kurva kepadatan tekanan, didirikan di laboratorium sesuai dengan

pemadatan standar prosedur, adalah garis panduan yang berguna untuk dimensi

perkiraan alat kompaksi. Tapi mereka tidak mengizinkan prediksi yang akurat dari

tekanan dan kepadatan yang diharapkan saat pemadatan bagian struktur yang

rumit dalam mati dengan mengisi dalam dan sempit spasi (viz. gigi dan panjang

bushing berdinding tipis). Dalam hal ini, hanya dilakukan dengan hati-hati

pemadatan tes dalam die yang sebenarnya dapat memberikan informasi yang

dapat dipercaya.

4.2 Tekanan Radial - Tekanan Axial

Ketika piston dari silinder hidrolik menggunakan tekanan pada cairan di

dalam silinder, tekanan diterapkan dalam arah aksial berubah 1: 1 tekanan radial

pada dinding silinder. Ketika bubuk sedang dipadatkan dalam silinder kaku mati,

13

tekanan aksial, diberikan pada serbuk dengan pukulan pemadatan, hanya sebagian

berubah tekanan radial pada dinding die.

Tekanan radial ini bisa sangat besar, tetapi tidak dapat mencapai tingkat

aksial tekanan karena bubuk tidak cair dan tidak memiliki sifat hidrolik.

4.2.1 Histeresis dari Tekanan Radial

Cara di mana hubungan empiris antara tekanan radial dan aksial diatur

oleh hukum-hukum umum fisika dan mekanik dapat dipahami, pada prinsipnya

Setidaknya, dari model sederhana, disarankan pada tahun 1960 oleh WM Long1,

Dan disajikan secara rinci di bawah ini. Pertama, kami mempertimbangkan plug

silinder berdiri bebas logam memiliki modulus elastisitas E dan Poisson

faktor v ∙ A  Sebuah tekan aksial stres σa, Diterapkan pada wajah-end steker,

memprovokasi, berdasarkan hukum elastisitas, tegangan  radial σ r , Dan jari-jari

steker diperluas oleh faktor

Kami sekarang bayangkan steker yang sama dimasukkan ke dalam silinder

erat pas mati. Die adalah diasumsikan memiliki modulus elastisitas yang jauh

lebih besar dibandingkan dengan sumbat logam. Selanjutnya, diasumsikan bahwa

mati adalah sangat baik dilumasi, sehingga setiap gesekan antara plug and die-

dinding diabaikan. Mengerahkan, melalui dua pukulan menangkal, aksial Tekanan

pada steker, yang ε r ekspansi radial r adalah sangat kecil karena mati

mengembang sangat sedikit karena modulus yang besar elastisitas. Dengan

demikian, ε r = 0 adalah cukup dekat pendekatan realitas, dan dari (4.7), maka:

Oleh karena itu, hubungan antara radial dan tegangan aksial di steker adalah:

WM Long, Metalurgi Serbuk, No 6, 1960.

Tegangan geser maksimum dalam steker (berasal dari lingkaran Mohr) selalu:

Dengan meningkatnya stres aksial dalam steker, τ max meningkat juga, sampai

melebihi geser yang hasil-stresτ 0 = σ 0/ 2, yaitu sampai  max ≥ σ0 /

2. Kemudian, dari (4.10), kondisi berikut aliran muncul:

14

Sekarang, aliran plastis terjadi pada steker, dan hubungan antara radial dan

tegangan aksial

di steker adalah:

Pada rilis tekanan aksial, τ max segera turun di bawah tingkat geser hasil-stres (τ max /

σ0/ 2), dan tekanan dalam sumbat logam yang dirilis menurut:

Dalam perjalanan rilis lanjutan, stres aksial dalam penurunan steker dan akhirnya

menjadi bahkan lebih kecil dari tegangan radial. Dari titik ini, kondisi berikut

aturan aliran:

dan hubungan antara radial dan tegangan aksial adalah:

Dari uraian di atas, jelas bahwa seluruh bongkar melepaskan siklus, yang plug

logam mengalami dalam pemadatan mati, membentuk hysteresis seperti

digambarkan dalam diagram di Gambar. 4.8 a.

Sebuah detail yang menarik dari hysteresis ini adalah kenyataan bahwa,

setelah lengkap pelepasan stres aksial, steker tetap di bawah tekan radial stres σ r

yang sama dengan logam hasil titik σ 0 . Dalam hal ini, masuk akal menyediakan

model Long.

penjelasan tentang efek semi-belakang (lihat § 4.4) terjadi ketika compacts

bubuk yang dikeluarkan dari pemadatan mati.

15

Meskipun Model Long menyederhanakan realitas dalam beberapa hal

(tidak adanya gesekan dinding, dan penguatan deformasi), menyediakan, garis

umum, cukup memuaskan deskripsi hubungan sebenarnya antara radial dan

tekanan aksial terjadi ketika bubuk logam sedang dipadatkan dalam mati kaku.

Bukti eksperimental dari kurva histeresis diprediksi oleh model Long telah

diberikan untuk beberapa bahan dengan panjang sendiri maupun oleh penulis

lain. Sebuah model modifikasi,disarankan oleh G. Bockstiegel 2 , Termasuk aspek

gesekan mati-dinding sebagai singkat dijelaskan

16

Gambar. 4.8.a. Hubungan antara

radial dan tekanan aksial yang

terjadi disumbat logam silinder di

dalam kaku mati selama siklus

bongkar pelepasan tekanan aksial.

(A) Model Mengesampingkan

Teoritis dinding gesekan. [4.6 a]

(B) Model Teoritis termasukaspek

gesekan mati-dinding. [4.6 b]

Berdasarkan gaya gesek, terjadi pada dinding die selama bubuk

pemadatan, bertindak dengan berlawanan arah dengan gerakan pukulan

kompaksi. Jadi, sementara pukulan bergerak ke arah dalam, tegangan aksial tekan

di σ  bubuk a lebih kecil dari tekanan pukulan eksternal P

a, Dan sementara bergerak pukulan ke arah luar, σ a adalah lebih besar dari Pa. Hal

ini dapat diasumsikan bahwa gaya gesekan di dinding die adalah sekitar sebanding

dengan tekanan radial Prbertindak atas dinding mati. Oleh karena itu, berikut

iniPernyataan dibuat:

Tanda negatif mengacu pada fase peningkatan tekanan, tanda positif untuk

fase melepaskan tekanan.  adalah koefisien gesek yang berada di dinding

die. Tekanan radial pada dinding die Pr identik dengan tegangan radial dalam

bubuk, yaitu Pr = σ r.

Memperkenalkan (4.16) ke dalam persamaan Long (4.9), (4.12), (4.13) dan (4.15),

ini berubah menjadi persamaan yang sesuai berkaitan dengan model modifikasi:

Untuk μ = 0 (tidak ada gesekan dinding), persamaan yang dimodifikasi (')

adalah identik dengan yang asli persamaan Long (‘). Meskipun model modifikasi

didasarkan pada pernyataan yang agakmenyederhanakan kondisi nyata stres dan

gesekan di dinding mati, itu membuat jelas bahwadimasukkannya gesekan

dinding tidak mengubah model panjang pada garis umum.Kurva histeresis dari

siklus bongkar melepaskan hanyalah menjadi agak terdistorsi.Lihat diagram

di Gambar. 4,8 b.Selama densifikasi serbuk logam, massa bubuk tidak tiba-tiba

beralih dari elastis terhadap perilaku plastik seperti yang disarankan oleh Model

Long, tapi transisi terjadi secara bertahap dalam partikel bubuk individu. Terlepas

dari perbedaan ini, penguatan deformasi terjadi pada partikel bubuk selama

densifikasi.

17

Sesuai dengan keadaan ini, kemiringan kurva hysteresis eksperimental perubahan

secara bertahap dengan meningkatnya tekanan bukan tiba-tiba. Lihat contoh yang

ditunjukkan di Gambar. 4.9.2G. Bockstiegel, Höganäs 1967

6

4.2.2 Pengaruh Yield Point.

Dari Model Long, jelas bahwa tekanan radial, yang isi logam atau massa

bubuk logam di bawah tekanan aksial diberikannya pada dinding kompaksi,

adalah kecil semakin tinggi titik luluh logam adalah. Demikian pula sebaliknya,

dari model yang sama, dapat disimpulkan bahwa bubuk logam dengan titik luluh

sangat rendah dan diabaikan kecenderungan untuk penguatan deformasi, seperti

bubuk timbal misalnya, harus memperlihatkan perilaku hampir hidrolik ketika

dipadatkan dalam mati kaku.

Bukti eksperimental dalam diagram yang ditunjukkan

di Gambar. 4.10. Seluruh bongkar melepaskan siklus untuk bedak memimpin

18

Gambar. 4.9. Radial dan aksial

tekanan yang diukur pada kom

paksi bubuk besi spons selama

pemuatan sebuah melepaskan

siklus dalam mati silinder.

[4.7]

tidak menunjukkan histeresis apapun, dan sangat sedikit deviasi dari garis lurus

hidrolik yang ideal adalah karena gaya gesek di dinding die.

Temuan ini menunjukkan bahwa kepadatan yang lebih tinggi dan lebih homogen dalam bubuk logam compacts bisa tercapai, jika prosedur pemadatan akan dieksekusi pada tinggi suhu di mana titik luluh logam lebih rendah dari pada RT Percobaan dengan berbagai besi campuran bubuk, dilakukan di laboratorium Höganäs, dan berjalan produksi pilot, diprakarsai oleh Höganäs, telah membuktikan bahwa sudah meningkat suhu bubuk 150-200oC sudah cukup untuk mencapai jauh lebih tinggi kepadatan dan sifat yang lebih baik 3 4.Pengaruh prinsip suhu tergantung titik luluh pada hubungan antara aksial dan

tekanan radial muncul dari kurva hysteresis teoritis ditampilkan pada

Gambar. 4.11. Dari kurva tersebut, dapat dilihat bahwa tekanan meningkat

maksimum radial tetapi tekanan sisa radial, setelah rilis lengkap dari tekanan

aksial, menurun ketika titik luluh diturunkan pada suhu yang tinggi.

3U. Engström dan B. Johansson, Höganäs Iron Powder Informasi PM 94-9.4J. Tengzelius, Höganäs Iron Powder Informasi PM 95-

19

Gambar. 4.10. Radial dan tekanan

aksial yang diukur pada compacts

bubuk timbal selama pemuatan

sebuah melepaskansiklus dalam

mati silinder.[4.8]

Gambar. 4.11. Pengaruh titik σ 0 yield hubungan antara th radial dan tekanan aksial

untuk logampasang di dalam silinder mati selama siklus bongkar melepaskan.

Contoh: titik luluh σ 0 (T) menurun dengan kenaikan temperatur T (T3> T2>

T1). [4.9]

4.3 Distribusi Aksial dan Radial

Gaya gesek di dinding pemadatan mati menahan densifikasi dari bubuk

karena mereka bertindak melawan P tekanan dari luar yang diberikan oleh

pemadatan yang pukulan. Dengan meningkatnya jarak dari muka pukulan

pemadatan, tegangan aksial σa, Tersedia untuk densifikasi lokal bedak,

20

menurun. Hal ini menjadi sangat negatif jelas dalam pembuatan bushing

berdinding tipis panjang yang pada mereka garis pinggang menunjukkan

kepadatan substansial lebih rendah daripada di dua ujungnya. Dalam rangka untuk

menemukan penjelasan fenomena ini, kita melihat lebih dekat pada keseimbangan

kekuatan di massa bubuk selama densifikasi.

Kami menganggap densifikasi bubuk dalam silinder pemadatan dalam

mati dengan batin 2r diameter. Pukulan atas diasumsikan telah memasuki mati

dan sudah dipadatkan bubuk ke tingkat tertentu sehingga tegangan aksial dalam

bubuk langsung di bawa permukaan pukulan adalah σa(0). Jarak vertikal variabel

dari muka pukulan menjadi x. Kamibayangkan kolom bubuk dalam cetakan

sebagai terdiri dari cakram tipis ditumpuk pada satukoin seperti yang lain. Kami

memilih satu disc pada jarak x dari muka pukulan. Tingginya menjadi dx,luas

penampang-nya F = π r2, Dan daerah lateral yang kecil adalah f = 2r π dx. Lihat

sketsa di Gambar. 4.12.

Tegangan aksial, bertindak atas permukaan atas disc ini, adalah σa

(X). Karena gesekan antara wajah lateral disk dan dinding mati, stres σ  aksial a (X

+ dx), yang bekerja pada permukaan bagian bawah disc, agak lebih kecil dari σ a

(X). Kami berasumsi bahwa gesekan kekuatan kira-kira sebanding dengan

tegangan σ  aksial a (X) dan f permukaan lateral disc. Setelah pendahuluan ini, kita

menghitung keseimbangan antara semua gaya yang bekerja pada disk yang

dipilih.

21

Gambar. 4.12. Tegangan Axial  σ a dalam massa bubuk sebagai fungsi jarak x dari

wajah compacting atas pukulan. [4.10]

22

Angkatan akting di atas permukaan atas disc adalah:

Angkatan bertindak atas permukaan bawah disk adalah:

Gaya gesekan yang bekerja pada wajah lateral disc adalah:

saat kekuatan berada Equilibrium, maka:

Integrasi ini menghasilkan persamaan diferensial:

Dari persamaan ini, ia muncul bahwa tegangan tekan aksial dalam massa bubuk σ

a(X) menurun secara eksponensial dengan meningkatnya jarak x dari muka

bergerak pukulan atas, dan lebih-lebih, semakin besar koefisien gesekan μ dan

semakin kecil diameter dalam 2r dari titik matinya . Sketsa

di Gambar. 4.12 menggambarkan situasi. Sebuah persis sama situasi muncul,

tentu saja, dalam hubungannya dengan bergerak di bawah pukulan. Jadi ketika

bubuk adalah yang dipadatkan antara simetris bergerak pukulan (yang biasanya

terjadi), yang tegangan aksial pada kedua ujung kompak lebih besar daripada di

tempat pertengahan antara. Akibatnya, compacts bubuk biasanya memiliki zona

kepadatan rendah sekitar mid antara permukaan akhir mereka. Ini zona kepadatan

rendah sering disebut sebagai netral zona (ref. bab 5). Dengan demikian,

compacts memiliki bagian tipis, panjang dalam pemadatan arah, sangat rapuh

sebelum mereka disinter.

23

4.4 Gaya Angkat dan Gaya Balik

Salah satu konsekuensi langsung dari sisa radial stres σ r0 seperti yang

dibahas dalam § 4.2.1, adalah kenyataan bahwa kekuatan yang besar diperlukan

untuk mengeluarkan kompak bubuk dari pemadatan.

Pertimbangkan kompak ketinggian h duduk di silinder mati yang memiliki

diameter 2r.

Luas penampang Its F = π r2, Dan daerah lateral adalah f = 2r π 

h. Gesekan di koefisien pada dinding die menjadi π . Kemudian, kekuatan ejeksi

yang dibutuhkan adalah:

dan tekanan yang diberikan oleh mendepak bawah pukulan pada bagian bawah

kompak adalah:

Menurut persamaan (4.24), tekanan P⇑ bertindak atas permukaan bawah kompak

selama ejeksi adalah lebih tinggi, semakin lama kompak relatif terhadap

diameternya (H / 2r). Tekanan mendepak juga berbanding lurus dengan koefisien

gesekan μ . Pada awal proses mendepak, koefisien gesekan μ dan,

akibatnya,Tekanan mendepak P⇑ mengadopsi nilai puncak (gesekan perekat) jauh

di atas Tingkat "normal" (sliding gesekan). Lihat diagram skematik

di Gambar. 4.13. Tekanan puncak ini bisa, dalam kasus tertentu misalnya dengan

bushing berdinding tipis panjang, melebihi tekanan maksimumyang terjadi dalam

proses pemadatan.

Ini memiliki dua konsekuensi:

(A) Efek ulang densifikasi tertentu terjadi pada ujung bawah kompak.

(B) Sebuah pukulan bawah panjang dan ramping, hanya cukup kuat untuk

menahan pemadatan yang beban, dapat menghasilkan atau istirahat di

bawah beban mendepak.

24

Gambar. 4.13. Pelepasan kekuatan sebagai fungsi dari gerakan melepas gaya

bawah.

Jika dinding pemadatan mati dikenakan atau belum cukup dilumasi,

mungkin datang ke efek antara kompak dan dinding dingin pengelasan, dikenali

dari kenaikan berlebihan dari tekanan mendepak dan perilaku khas tongkat-slip

(suara berderit). Lihat catatan dari mendepak percobaan ditampilkan

di Gambar. 4.14.

25

Gambar. 414. Pengaruh jenis pelumas pada variasi kekuatan mendepak selama

ejeksi pow besider compacts dari silinder keras logam mati memiliki diameter

bagian dalam 25 mm. Powder kelas: dikabutkan besi (RZ-type) <150 mm,

tekanan kompaksi: Pa = 8 t / cm2, kompak kepadatan: d = 7,2 g / cm3, tinggi

kompak: h = 15 mm, kecepatan mendepak: 3 mm / s.(A) pelumas: 0.75%

Metallub, (B) pelumas: 0,75% Zn-stearat, dikenakan mati. (A) puncak gesekan

perekat, (b) mulai dari gesekan geser, (c) efek dingin-las berat antara dinding

kompak dan mati.(ω¿ kompak mulaimeninggalkan mati, (α) kompak telah

meninggalkan die. [4.11]

4.4 PELEPASAN GAYA DAN GAYA-KEMBALI

Konsekuensi lain dari tekanan sisa radial menjadi jelas pada saat ketika

pemadatan pada ejeksi, melewati tepi atas dari mati. Bagian atas dari kompak,

mencuat dari mati, memperluas elastis, sementara bagian bawah masih di bawah

pengaruh tekanan sisa radial. Tegangan geser horisontal yang timbul dalam

Situasi dapat menghasilkan retak horisontal di kompak. Dalam rangka untuk

mengurangi geser stres dan menghindari retakan di kompak, sangat dianjurkan

26

untuk sedikit lancip keluar dari mati dan untuk melengkapi tepi pintu keluar.

Ekspansi elastis kompak setelah ejeksi dari pemadatan mati disebut semi-kembali

dan diukur sesuai dengan rumus berikut:

dimana S (%) = Spring Kembali (%), λ c = dimensi transversale dari (dikeluarkan)

kompak,

λ d = dimensi yang sesuai dari die pemadatan (setelah pelepasanan kompaksi).

pegas kembali tergantung dari parameter berikut:

• tekanan kompaksi, kompaksi kepadatan

• sifat bubuk

• pelumas dan penambahan paduan

• bentuk dan sifat elastis dari pemadatan mati.

Ketergantungan pegas-kembali kompaksi kepadatan muncul dari diagram di

Gambar. 4.15. Dua hal penting yang dapat diambil dari diagram ini:

• Kualitas serbuk memiliki pengaruh yang kuat pada pegas. (Ini harus diingat

ketika, dalam produksi bagian struktural presisi, untuk satu atau alasan lain, bubuk

kelas berubah).

• Pada kepadatan tinggi, pencar kecil dalam kepadatan memerlukan pencar yang

lebih luas pada spring kembali.

(Hal ini dapat ternyata memiliki efek buruk pada toleransi akhir dari struktural

bagian sinter).

27

Gambar. 4.15: Gaya balik sebagai

fungsi kepadatan kompak untuk tiga

serbuk besi yang berbeda. Pelumas

Selain: 0,8% Zn-stearat. [4.12]

Referensi

[4.1] Höganäs data Sheets.

[4.2] G. Bockstiegel, The Porositas-Tekanan Curve dan Hubungan untuk Ukuran

tersebut

Distribusi Pori-pori di Iron Powder compacts, Prosiding 1965

Internasional Metalurgi Serbuk Konferensi, New York, NY, USA.

[4.3] G. Bockstiegel, The Porositas-Tekanan Curve dan Hubungan untuk Ukuran

tersebut

Distribusi Pori-pori di Iron Powder compacts, Prosiding 1965

Internasional Metalurgi Serbuk Konferensi, New York, NY, USA.

[4.4] W. Schatt, Pulvermetallurgie, Sinter - und Verbundwerkstoffe, Dr Alfred

Hüthig Verlag, Heidelberg 1988.

[ 4,5 ] G. Bockstiegel, Einfluß des Vor- und Nachpressdruckes sowie der

Sintertemperatur auf die Eigenschaften von Sinterteilen aus Eisenpulvern,

Archiv für das Eisenhüttenwesen 28 (1957) 3, S.167 -177.

[ 4.6 a ] WM Panjang, Metalurgi Serbuk, No 6, 1960.

[ 4.6 b ] G. Bockstiegel, Höganäs 1967.

[ 4.7 ] G. Bockstiegel und J. penebangan, Verformungsarbeit, Verfestigung und

Seitendruck beim Pressen von Metallpulvern, 2 Europäisches Simposium über

Pulvermetallurgie, Stuttgart 1968.

[ 4.8 ] G. Bockstiegel und J. penebangan, Verformungsarbeit, Verfestigung und

Seitendruck beim Pressen von Metallpulvern, 2 Europäisches Simposium überPulvermetallurgie, Stuttg art 1968.

[ 4.9 ] G. Bockstiegel, Höganäs 1967). Contoh: titik luluh s0 (T) menurun dengan

meningkatnya suhu T (T3> T2> T1).

[ 4.10 ] G. Bockstiegel, Höganäs 1967.

[ 4.11 ] G. Bockstiegel, Höganäs 1964.

[ 4.12 ] Höganäs data Sheets.

28

29