Теория припекания порошковых слоев в двухпараметрическрй модели вязко пористой среды
Припекание - процесс получения покрытий из металлических порошков, который заключается в нанесении на поверхность детали порошкового слоя и нагрева его до температуры, обеспечивающей спекание порошкового материала и образование прочной диффузионной связи с деталью. Принципиально важно, что покрытие в процессе нанесения практически не расплавляется.
Остановимся подробно на методе припекания.
Когда материал подвергается нагрузке, в нем происходит диффузия, тем более активная, чем выше температура. Металл состоит из зерен, которые деформируются под действием силы. В любом кристалле содержатся дефекты в виде вакансий.
Текучесть жидкости объясняется тем, что жидкость пронизана вакансиями и, прилагая к жидкости силу, заставляем диффузию протекать: атомы занимают вакансии, которые перемещаются соответственно. Происходит это в направлении силы и во всем объеме.
В результате приложения силы к металлу, возникает ускоренная диффузия между источниками и стоками вакансий (т.е. между теми местами, где вакансий много и теми где их мало). Такими источниками являются границы зерна. Единого потока диффузии, как в жидкости нет, так как каждое зерно деформируется по-своему. Поэтому коэффициент вязкости металла зависит не только от коэффициента диффузии, но и от структуры металла. Если зерно крупное, то 
- увеличивается, если зерно мелкое, то -уменьшается ( - коэффициент вязкости). Итак, в результате протекания множества диффузионных микропотоков, порошок припекается к поверхности детали.
Процессы припекания очень неоднородны во времени и в пространстве.
На протяжении процесса изменяется, так как структура металла нестабильна, т.е. зерна меняют свою конфигурацию - мелкие зерна поглощаются крупными.
Чтобы на поверхности детали получился прочный слой, хорошо сцепленный с основой, необходимо активирование поверхности детали, порошка или того и другого вместе.
Технологически наиболее доступными и эффективными считаются следующие процессы активирования:
химическое - введение специальных добавок, уменьшающих окисление и разрушающих окисные пленки;
температурное - ускоренный нагрев, введение присадок, снижающих температуру плавления на контактах;
силовое - необходимое для получения надежного контактирования.
Температурное активирование заключается в ускоренном нагреве, который сопровождается повышением активности диффузионных процессов, в создании на некоторое время локальных температур, превышающих температуру плавления, и в снижении температуры появления жидкой фазы за счет присадок.
Теория процессов спекания и припекання активно развивается вот уже около 40 лет, совершенствуются порошковые технологии. За ними большое, перспективное будущее.
ВЫВОДЫ
1. Систематизирован материал по литературным источникам последних лет по температурному активированию припекания порошковых покрытий.
2. Построена 3-х параметрическая модель припекаемой вязкой пористой среды.
3. Выполнены приближенные расчеты кинетики припекания порошкового слоя в рамках построенной модели; результаты приведены в соответствие с экспериментами ИНДМАШ АН Беларуси для порошка ПГ-СР4.
4. Полученное уравнение кинетики припекания может служить основой дальнейших экспериментов по температурному активированию процессов припекания различных порошков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. - М., Наука, 1965.
2. Алинзаде Ю.А. Теория упругости. - М., Высшая школа, 1976.
3. Дорожкин Н.Н., Абрамович Т.М., Жорник А.И. Получение покрытий методом припекания. - М., Наука и техника, 1980.
4. Ковальченко М.С., Теоретические основы горячей обработки пористых материалов давлением. - Киев, Наукова думка, 1980.
5. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания. - Киев, Наукова думка, 1972.
6. Дорожкин Н.Н., Абрамович Т.М., Кашинын Л.П. Теоретические основы получения деталей с припеченным слоем. - Докл. АН БССР, 1974, т. 18, № 5.
7. Абрамович Т.М., Меленевский И.П., Ройзенвассер Л.С., Старовойтова Л.А. Исследование кинетики уплотнения припекаемых покрытий из металлических порошков. - В кн. Повышение надежности и долговечности деталей машин, механизмов и сварных конструкций. - Мн, Бел. НИИНТИ, 1982.
8. Дорожкин Н.Н., Абрамович Т.М., Ярошевич В.К. Импульсные методы нанесения порошковых покрытий. - Мн., Наука и техника, 1985.
9. Федорченко И.М. Современные тенденции в развитии порошковой металлургии. - Порошковая металлургия, 1985.
10. Абрамович Т.М., Симонов Ю.А., Дорожкин Н.Н., Дьяченко О.В. Кинетика уплотнения плазменно напыленного порошка системы Fe-Cr-B-Si оплавленного лазерным лучом. – Сборник научных трудов 9 Международной конференции «Математические модели физических процессов», Таганрог, изд. ТГПИ, 2003 г.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6