СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано при определении износостойкости материалов, предназначенных для изготовления инструмента, применяемого при прессовании деталей из порошкового материала.

Известен способ испытания материалов на износостойкость, заключающийся в приведении в контакт контртела с образцом, перемещении их друг относительно друга при заданных напряжениях и температуре. Контртело выводят из контакта с образцом в конце прямого и обратного ходов. В конце обратного хода контртелу сообщают поперечное смещение (1).

Недостатком данного способа являются выведение контртела в конце прямого хода, в результате чего все участки рабочей поверхности образца имеют одинаковый путь трения, а, следовательно, данный способ не воспроизводит условия работы инструмента при прессовании деталей из порошкового материала.

Наиболее близким как по назначению, так и по совокупности существенных признаков является способ испытания на износостойкость материалов, заключающийся в том, что образец прижимают к контртелу по всей длине сразу (2). Контртело в данном способе имеет длину, равную длине детали, и его перемещают на расстояние
,
где l длина детали;
l₂ длина заготовки перед прессованием.

Контртело выводят из контакта с образцом в конце обратного хода, а поверхности трения контртела периодически меняют. Контртело изготовлено из спрессованного материала, равно по длине детали и выполнено из двери частей, при этом части контртела устанавливает на расстоянии
,
где l₁ длина детали;
l₂ длина заготовки перед прессованием.

Части контртела перемещает по образцу навстречу друг друга до соприкосновения со скоростями, равными скоростям соответствующих пуансонов. Контртело выводят из контакта с образом в конце обратного хода и определяют трибологические параметры, по которым судят об изностостойкости.

Задачей изобретения является повышение точности испытания на износостойкость путем создания трения рабочей поверхности инструмента, работающего по схеме двустороннего прессования.

Поставленная задача достигается тем, что контробразец изготавливают из прессованного материала длиной, равной длине изделия, при прямом ходе контробразец вводят в контакт с образцом из испытуемого материала сразу по всей длине, в конце обратного хода выводят его из контакта с образцом. Для моделирования двустороннего прессования контробразец выполняют из двух частей длиной с и b. В начале прямого хода их устанавливают на расстоянии S друг от друга, которое определяют из соотношения
,
где l₁ длина изделия;
l₂ длина заготовки,
и перемещают эти части до соприкосновения со скоростями, равными скоростями прессования с обеих сторон. При этом длины частей с и b определяют из соотношения
,
где l₃ и l₄ длины путей прессования для соответствующих частей контртела.

На фиг. 1 представлена последовательность технологических операций при прессовании; на фиг. 2 эпюры путей трения точек рабочей поверхности инструмента; на фиг. 3 схема осуществления способа; на фиг. 4 эпюры путей трения точек рабочей поверхности образца при испытании согласно способу.

При изготовлении детали из порошкового материала по схеме двустороннего прессования имеет место следующая последовательность технологических операций. Предварительно спеченную из порошкового материала заготовку 1 длиной l₂ помещают на стержневой инструмент 2 (фиг. 1a). Пуансоны 3 и 4 прессуют деталь до нужного размера l₁ (на фиг. 1б), проходя за одно время пути прессования l₃ и l₄ (в частном случае l₃ может быть равно l₄), после чего пуансон 3 удаляют готовую деталь 5 из матрицы 6 (фиг. 1в).

На стержневом инструменте выделяют плоскость А, путь тремя при прямом ходе лежащих в этой плоскости точек стержневого инструмента равен нулю (фиг. 2). Эта плоскость находится на расстоянии l₅ и l₆ от торцов заготовок и на расстояниях с и b от торцов детали.

Указанные величины находятся в следующих зависимостях:

Путь трения любой точки рабочей поверхности стержневого инструмента, находящейся на расстоянии l_x или l_y от плоскости А (фиг. 2), равен
при прямом ходе:


при обратном ходе:

С учетом того, что плотность образца пропорциональна длине детали, т. е. приведенный путь трения будет равен:
при прямом ходе:


Так как при обратном ходе плотность деталей не меняется, то и приведенный путь трения равен неприведенному пути трения.

Способ испытания на изностойкость материалов осуществляется следующим образом.

Контробразец приготовлен из опрессованного материала длиной, равной длине изделия. При прямом ходе контробразец вводят в контакт с образцом 9 из испытуемого материала сразу по все длине, в конце обратного хода выводят его из контакта с образцом и определяют трибологические параметры, по которым судят об износостойкости испытуемого материала. Для моделирования двустороннего прессования выполняют из двух частей 7 и 8 длиной с и b в начале прямого хода устанавливают их на расстоянии S друга от друга, которое определяют из соотношения
,
где l₁ длина изделия;
l₂ длина заготовки,
и перемещают эти части до соприкосновения со скоростями, равными скоростям прессования с обеих сторон (положение 10 и 11). При этом длины с и b частей 7 и 8 контртела определяют из соотношения
,
где l₃ и l₄ длины путей прессования для соответствующих частей контртела,
обе части контртела, не выводя из контакта, перемещают в положение 12.

Путь трения любой точки, расположенной на расстоянии l_x и l_y от плоскости Б (фиг. 4), равен:
при прямом ходе:


при обратном ходе:


Эпюры путей трения рабочей поверхности образца 9 близки у эпюрам приведенных путей трения рабочей поверхности.

Сущность изобретения: контробразец изготавливают из спрессованного материала длиной, равной длине изделия. Контробразец выполняют из двух частей длиной c и b для моделирования двустороннего прессования. При прямом ходе образец и контробразец вводят в контакт сразу по всей длине. Части контробразца в начале прямого хода устанавливают на расстоянии S друг от друга, которое определяют из соотношения , где l₁ - длина изделия; l₂ - длина заготовки. Части контртела перемещают до соприкосновения со скоростями, равными скоростям прессования с обеих сторон, при этом длины частей c и b контртеле определяют из соотношения c/b = l₃/l₄ - длины путей прессования для соответствующих частей контртела. В конце обратного хода выводят контробразец из контакта с образцом и определяют трибологические параметры, по которым судят об износостойкости материала. 4 ил.

Способ испытания на износостойкость материала, заключающийся в том, что контробразец изготавливают из спрессованного материала длиной, равной длине изделия, при прямом ходе контробразец вводят в контакт с образцом из испытуемого материала сразу по всей длине, в конце обратного хода выводят его из контакта с образцом и определяют трибологические параметры, по которым судят об износостойкости испытуемого материала, отличающийся тем, что для моделирования двустороннего прессования контробразец выполняют из двух частей длиной с и b, в начале прямого хода устанавливают их на расстоянии S друг от друга, которое определяют из соотношения

где l₁ длина изделия; l₂ длина заготовки,
и перемещают эти части до соприкосновения со скоростями, равными скоростям прессования с обеих сторон, при этом длины частей c и b контртела определяют из соотношения

где l₃ и l₄ длины путей прессования для соответствующих частей контртела.