粉末压制侧压力

压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力称为侧压力。
(一)侧压力与压制压力的关系
为研究侧压力与压制压力的关系,可取一个简化的立方体压坯在压模中受力的情况来分析。
粉末压制侧压力图片
假定:1、阴模不发生变形;2、不考虑粉末体的塑形变形,即压坯是理想弹性体。
推导过程:
1、在压力作用下
压坯在X轴方向产生膨胀应变ξx1
  ξx1=vp/E                      (2-1)
式中,E为正弹性模量,V为泊松比
2、在Y 方向的侧压力P1y作用下
压坯在X轴方向产生膨胀应变ξx2
ξx2=vp1y/E                       (2-2) 
3、在X方向的侧压力P1x作用下
压坯在X轴方向产生压缩应变ξx3
ξx3=-vp1x/E                      (2-3)
由于受到压模的限制,立方体实际上不能在侧向膨胀,即X轴方向不发生变形。有:
ξx1+ξx2+ξx3=0                 (2-4)
由于对称性:
P1y=P1x=P1
联立(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)得
p1/p=v/(1-v)= ξ                 (2-5)
为侧压系数,即侧压力与压制压力的比值。同理,沿Y轴方向也可以推得相应的公式,其结果与(2-5)一样。
在实际压制中,横向膨胀并非在弹性范围内,还有颗粒的位移和塑性变形等,故公式(2-5)给出的侧压系数只能作参考。
 
侧压系数与压坯密度的关系
研究得出,粉末体的侧压系数和压坯密度有如下关系:
侧压系数随侧压力的增加而增加。当侧压力沿着压坯高度逐渐减少时,侧压系数也随之减少。即压坯密度越高,侧压系数越大。
侧压系数与密度的关系图片
压制过程中的压力分布:引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。压块高度越高,压力分布越不均匀。实行双向加压或增大压坯直径,能减少压力分布的不均匀性。
 
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