개념 제안

아래 그림과 같이 다결정 금속 시료에 갑자기 일정량의 응력이 가해지면 시료가 즉시 생성하는 탄성 변형률은 응력에 불과합니다. 전체 변형률(OH)의 일부(OC)와 나머지 변형률(CH)이 응력 크기를 그대로 유지하면서 점진적으로 생성되는 현상을 탄성 크리프 또는 콜드 크리프라고 합니다. 외력이 갑자기 제거되면 탄성변형률은 사라지지만, 모든 변형률이 동시에 사라지는 것은 아니고, 일부(DH)만 먼저 사라지고 나머지(OD)도 점차적으로 사라진다. 이러한 현상을 반동 후유증이라고 합니다.

탄성 후유증의 모식도

공학에서 흔히 말하는 탄성 후유증은 이런 반동 후유증을 가리킨다. 요컨대, 응력의 작용 하에서 시간이 지남에 따라 변형이 계속해서 발생하고 응력이 제거된 후 변형이 점진적으로 회복되는 이러한 거동을 총칭하여 탄성 여파라고 할 수 있습니다.

탄성 여진 현상은 계측기 및 정밀기계 제조업에서 매우 중요합니다. 예를 들어, 힘 측정 스프링 재료와 장기간 하중을 견디는 필름 재료의 경우 긍정적인 탄성 여파 문제를 고려해야 합니다. 예를 들어, 오일 압력 게이지(또는 공기 압력 게이지)의 힘 측정 스프링은 탄성 여파를 가져서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 측정이 왜곡되거나 심지어 사용할 수 없게 됩니다. 일반적으로 곧게 펴진 공작물은 일정 시간 동안 배치된 후 구부러집니다. 이는 반동 후유증의 결과이거나 클래스 I 잔류 내부 응력으로 인한 긍정적인 탄성 후유증의 결과일 수 있습니다. 공작물. 전자는 교정 후 뜨임 온도(강의 경우 300~450℃, 동합금의 경우 150~200℃)를 합리적으로 선택하여 얻을 수 있으며, 뜨임 과정에서 반동 여진을 최대화하여 가공물이 손상되는 것을 방지합니다. 미래에는 사용 중에 변형이 발생합니다.

탄성 팽창 현상

페이스트 형성 과정에서 입자는 소성 변형뿐만 아니라 탄성 변형도 겪습니다. 프레스 블록에서 압력이 제거되거나 탈형되면 탄성 응력이 완화되어 프레스 블록이 탄성 팽창하여 부피가 증가하는 현상을 탄성 여파라고 합니다. 탄성 여파의 크기는 성형체의 부피 팽창 비율로 표현되는데, 탄성 여파의 결과는 페이스트 입자 사이의 내부 응력이 감소하고 입자 사이의 접촉 면적도 감소한다는 것입니다. 이로 인해 입자 사이에 균열이 생기고 더 큰 균열이 형성되어 균열이 생긴 폐기물이 발생합니다. 이러한 현상은 탈형 시 바로 발생하는 경우도 있고, 일정 시간 방치한 후 발생하는 경우도 있으므로 로스팅 전 원재료의 균열을 방지하기 위해 최대한 빨리 로에 투입하여 로스팅해야 합니다. 실험 결과, 성형품의 높이 방향 탄성 팽창이 직경 방향 팽창보다 더 큰 것으로 나타났습니다. 이는 성형품이 높이 방향으로 받는 압력이 직경 방향으로 받는 측면 압력보다 크기 때문입니다. , 높이 방향의 탄성 팽창이 더 집중된 응력에 의해 발생합니다.

탄성 팽창 현상이 나타나는 주된 이유는 압축 과정에서 분체에 압력을 가한 후 분체 입자가 소성 변형을 겪게 되어 성형체 내부에 큰 내부 응력이 축적되기 때문입니다. 그 중 입자에 가해지는 힘과 일치하는 외부 힘의 방향은 입자가 변형되는 것을 방지하려고 합니다. 가압력이 제거되면 탄성 내부 응력이 완화 및 해제되어 입자의 형상과 입자 간의 접촉 상태가 변화되어 분말 성형체가 팽창하게 됩니다. 앞서 언급한 바와 같이, 프레스된 블랭크의 각 방향의 힘이 다르므로 탄성 내부 응력도 다릅니다. 따라서 프레스된 블랭크의 탄성은 이방성 특성을 갖습니다. 축방향 압력이 측면 압력보다 크기 때문에 압착된 블랭크의 높이 방향을 따른 탄성 여파는 횡방향의 탄성 여파보다 더 크며, 압착 방향의 압착된 블랭크의 치수 변화는 5%~6%에 도달할 수 있습니다. 누르는 방향에 수직인 누르는 방향의 치수 변화는 1%~3%입니다.

영향 요인

탄성 여파의 결과는 페이스트 입자 사이의 내부 응력을 줄이고 접촉 면적을 줄여 입자가 접촉하여 더 큰 균열로 부서지는 것입니다. , 노폐물 생성을 유발합니다. 이러한 현상은 탈형 중이나 금형 노즐에서 압착된 직후에 발생하며, 성형 압력이 매우 높으면 탈형 시 층으로 균열이 발생합니다(층 균열). 따라서, 로스팅 전 연탄이 갈라지는 것을 방지하기 위해서는 로스팅용 화로에 시간에 맞춰 또는 최대한 빨리 장전하는 것이 유리하다.

탄성 여진은 성형품에 큰 영향을 미치며, 등압성형, 압출성형, 진동성형 순으로 나타난다. 따라서 성형 생산에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 탄력성 효과에 영향을 미치고 변화시키는 요인은 여러 가지가 있는데, 주요 요인은 다음과 같습니다.

1. 분말의 가소성

압착 분말의 가소성을 높이려면 금속 재료를 어닐링해야 합니다. 탄소 재료의 반죽 온도는 너무 높지 않아야 합니다. 입자 크기에 따라 증가하거나 감소합니다. 각 입자 표면에 충분한 두께의 바인더 층을 제공합니다.

성형하는 동안 압축 온도가 너무 낮아서는 안됩니다. 예를 들어, 연화점이 80°C 이내인 석탄 피치를 바인더로 사용하는 압축분말의 경우, 성형 시 압축분말의 온도는 15°C 이상이어야 합니다. 금속 프레스 분말에 흑연 분말을 더 많이 첨가하면 흑연과 금속의 소성 변형이 다르기 때문에 소성이 감소합니다. 따라서 흑연분말을 20% 이상 함유한 금속압착분말은 가소성을 향상시키기 위해 적절한 바인더를 첨가해야 합니다.

2. 제품의 입자 크기 구성과 입자의 특성

배아의 탄성과 입자 크기 구성 사이에는 많은 관계가 있습니다. 입자가 크며 서로 물릴 때 큰 입자가 적고 내부 응력이 방출되기 쉽습니다. 동시에 비표면적이 크고 입자간 마찰면이 크기 때문에 조립자와 동일한 밀도의 성형체를 얻기 위해서는 가압압력을 높여야 하므로 성형체에 축적된 내부응력은 이는 큰 탄성 여파로 나타납니다. 분말 입자 크기가 미세할수록 탄성 후유증이 커집니다. 표면이 매끄럽고 모양이 규칙적인 입자들 사이의 기계적 맞물림 및 직조 효과는 표면이 거칠고 모양이 불규칙한 입자보다 작으므로 탄성 여파가 더 큽니다.

3. 페이스트의 가소성

페이스트는 적절한 양의 바인더, 균일한 구성, 양호한 반죽 품질, 양호한 가소성 및 탄성 여파의 팽창력을 가지고 있습니다. 접착력이 부족하면 제품의 탄력성이 떨어집니다. 페이스트에 바인더가 너무 적게 포함되어 있으면 반죽이 불균일하거나 압착 온도가 너무 낮을 경우 가소성이 나빠지고 탄성 후유증의 팽창력이 페이스트의 접착력보다 커져 제품이 깨질 수 있습니다. 탄력있는 후유증이 증가하기 때문입니다.

4. 성형 압력

성형 압력이 증가함에 따라 탄성 여파도 증가하며, 가소성이 낮은 페이스트의 경우 더욱 중요합니다. 가소성이 좋고 페이스트의 입자 표면이 거친 페이스트의 경우 압력이 증가하면 그에 따라 입자의 접촉 표면이 증가하므로 압력이 탄성 여파에 미치는 영향이 적습니다. 성형된 프레스 블록의 경우 높이 방향의 탄성 팽창이 측면 팽창보다 더 큽니다. 이는 높이 방향의 양압이 동일 단면의 측면 압력보다 크기 때문입니다. 그리고 측면압력은 누름블록의 방향을 따라 위에서 아래로 점차 감소하기 때문이다. 따라서 측면 탄성 여진도 프레싱 블록의 방향을 따라 위에서 아래로 점차 감소합니다.

5. 압축률 및 압축 밀도

압착 시 분말의 압축률이 클수록 탄성 여파가 커지며, 이는 압축의 상대 밀도가 커진다는 의미입니다. , 탄력성이 커집니다. 그 반대.

6. 스탬퍼의 재질과 구조

다이월의 경도가 높고 구조가 단순한 경우 스탬퍼의 재질과 구조가 탄성 여파에 영향을 줍니다. , 탄성 후유증은 작을 것이다. 따라서 금형 및 다이노즐을 설계할 때에는 블랭크 내부의 불균일한 탄성여과로 인해 탈형시 취약부분이나 응력집중부분에 균열이 나타나게 되는 점을 고려하여야 한다.

완화 조치

탄성 후유증을 줄이기 위해 다음 방법을 사용할 수 있습니다.

1. 혼합 온도는 너무 높지 않아야 합니다. 혼합 시간은 너무 길지 않아야 합니다. 바인더의 양을 잘 익히세요. 성형하는 동안 페이스트의 온도가 너무 낮아서는 안 되며, 이는 페이스트의 가소성을 향상시킬 수 있습니다.

2. 압력의 작용 시간을 연장하면 입자가 더 가깝게 접촉할 수 있습니다. 입자의 변위, 변형, 가스 배출 등은 모두 일정 시간이 필요하므로 대형 제품이나 두꺼운 연탄을 프레스할 때에는 최고 압력을 몇 초~2~3분 정도 유지하거나, 2~3분으로 나누어 압력을 가하는 것이 좋습니다. 낮은 단계에서 높은 단계로 가압하면 입자가 충분히 움직이고 더 긴밀하게 결합할 수 있어 브리켓의 밀도와 강도가 증가하여 탄성 여파를 줄이는 데 도움이 되며 밀도와 강도가 약간 증가합니다. 소형 제품을 프레스할 때 압력 유지 시간은 브리켓의 강도에 큰 영향을 미치지 않습니다.

3. 느린 속도로 압력을 가하면 연탄의 밀도와 강도가 균일해지며 탄성 여파도 줄일 수 있습니다. 철은 힘을 전달하는 능력이 낮기 때문에 미세한 압축 분말에 특히 적합합니다. 두꺼운 제품은 더 천천히 눌러야 하며, 탄소 저항기와 같은 얇은 제품은 더 빠르게 눌러야 합니다.

4. 성형 과정에서 분말과 금형 벽 사이의 마찰과 분말 입자 사이의 마찰로 인해 압력 분포가 고르지 않아 밀도가 고르지 않아 제품 변동이 발생합니다. 품질이 중요한 이유 중 하나입니다. 추가적인 진동을 가하는 방법을 사용하면 이러한 불균일 현상을 상당 부분 극복할 수 있어 탄성 여진을 줄일 수 있다. 이는 진동이 분말 입자의 변위를 촉진하고 입자를 합리적으로 배열하며 입자의 브리징 현상을 제거할 수 있기 때문입니다. 따라서 더 낮은 압력에서 더 높은 밀도의 연탄을 얻을 수 있습니다.

5. 양방향성형도 탄력후유증을 줄이는데 도움이 됩니다.