Transcript Prezentare Carblab (3)
Slide 1
“ CERCETARI PRIVIND CREAREA UNUI
SISTEM INTEGRAT DE INALTA
PRECIZIE NECESAR REALIZARII DE
INVESTIGATII SPECIFICE
MATERIALELOR COMPOZITE DE TIP
DUR IN REGIM INFORMATIZAT”
Slide 2
MINISTERUL ECONOMIEI
http://www.incdmtm.ro
Nr. Reg. Comerţului:
J40/1074/1997
C.I.F. RO930
INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE
DEZVOLTARE PENTRU
MECATRONICA ŞI TEHNICA MĂSURĂRII
Şos. Pantelimon nr. 6 ÷ 8, sector 2, 021631, Bucureşti, ROMÂNIA
Tel: +4021. 252.30.68/69; Fax:+4021. 252.34.37;
E-mail: [email protected]; [email protected]
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
SISTEM DE INVESTIGATII
PENTRU PULBERI
METALICE
DURE
Slide 8
Problematicile abordate de proiect se referă la realizarea
de materiale dure sinterizate utilizând tehnici / tehnologii şi sisteme de control specifice metalurgiei pulberilor.
Slide 9
Aceste procedee au fost generate ca o necesitate stringentă de obţinere a unor game de produse superioare
din punct de vedere al caracteristicilor fizico-mecanice,
in special al durităţii, aceasta fiind superioară oricărui
oţel obţinut prin metode clasice de elaborare.
Slide 10
Materialele compozite au la baza reţete stricte cu
fracţii precis definite granulometric, liate şi cu
material de ranforsare.
Slide 11
La definirea acestor familii de materiale
sunt necesare realizarea unor teste
specifice de investigare şi control a:
- proporţiilor principalilor componenţi chimici;
- gradientului dimensional al fiecărui component in parte;
- gradului de liere;
Slide 12
Prin identificarea principalilor parametri se pot realiza
amestecuri / reţete specifice (bine definite), cu destinaţii
precise în activităţile unde urmează a fi utilizate:
Slide 13
- plăcuţe de aşchiere;
- produse de uzură;
- produse cu destinaţie specială.
Slide 14
Ca principale priorităţi impuse de amestecurile pulverulente este necesară
realizarea unui riguros control al amestecurilor şi a principalilor parametri
de influenţă ai acestora.
O precizie sporită în realizarea investigaţiilor de evaluare a acestora
contribuie direct la creşterea gradului calitativ al produselor finale obţinute
din aliaje compozite tip pulberi metalice sinterizate.
Slide 15
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
1 - Masa antivibraţie care amortizează şocurile şi vibraţiile
existente în laborator sau în incinta unde se fac determinările
Masa este compusă din două
cadre din oţel inoxidabil, pe
un cadru fiind aşezată o piatră
finisată, iar celălalt cadru fiind
folosit ca masă servantă pentru
aplicaţia de laborator. Piatra
este aşezată pe cadrul respectiv
pe nişte pufere din cauciuc care
se regăsesc şi la picioarele
cadrului. Aceste pufere împreună
cu piatra realizează un sistem
de protecţie împotriva vibraţiilor
şi şocurilor care pot apărea în
timpul determinărilor.
Slide 16
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
2 - Placa de bază pe care se realizează conexiunile cu celelalte
subansamble componente ale Sistemului de investigaţii .
Pe placă sunt realizate
conexiunile:
conexiunile electrice
conexiunile pneumatice
conexiunile cu PC-ul
Slide 17
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
3 - Platina pneumatică este montată pe cadrul inferior al mesei antivibraţie .
Pe placă sunt montate:
pompa de vacuum
electrovalvele de comandă
electrovalva de depresurizare
Slide 18
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
4 - Coloanele de măsurare (montate pe placa de bază) cu dispozitivele :
de determinare a densităţii aparente a pulberilor
de determinare a vitezei de curgere
de determinare a densităţii aparente a :
- semifabricatului
- produsului sinterizat
Slide 19
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
5 - Termobalanţa cu care se
detremină:
umiditatea pulberilor
masa pulberilor
Slide 20
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
6 - Clopotul este realizat din geam de 10 mm, securizat şi lipit in UV.
Clopotul este prevăzut cu un mâner cu
două ventuze de vid pentru manipulare
accesibilă.
De asemenea este prevăzut cu un sistem
de prindere rapidă care are şi rolul de a
fixa clopotul pe garnitura siliconica de 3 mm
grosime pentru realizarea etanşării.
Slide 21
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
7 - Butelia de argon care este conectată la instalaţie
este prevăzută cu ceasuri indicatoare pentru controlul
debitului şi al presiunii de argon
Slide 22
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
8 - Panoul de automatizare pentru realizarea vacuumului şi a atmosferei de
argon precum şi pentru comanda determinării vitezei de curgere a
pulberilor metalice.
Prin intermediul panoului se comandă
pompa de vacuum şi în momentul în
care se obţine o presiune absolută de
0,8 bar se declanşează un semnal acustic şi vizual şi se întrerupe pompa de
vacuum prin intermediul electrovalvei.
În acest moment se acţionează cealaltă
valvă de comandă care permite introducerea argonului până când se atinge presiunea absolută de 0,95 bar semnalizată
corespunzător acustic şi vizual.
Pe panou există şi un buton de comandă
care se acţionează de către operator pentru
declanşarea determinării vitezei de curgere
a pulberilor.
Slide 23
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
9 - Touch screen-ul pentru setarea valorilor vidului şi a presiunii de
argon, a timpilor de menţinere, precum şi a butoanelor de comandă
pentru declanşarea procesului automat de creare a atmosferei
neutre pentru determinarea densităţii aparente şi a vitezei de
curgere în atmosferă de argon.
Slide 24
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
10 - Aplicaţie software PICDUR- PROGRAM pentru investigaţii
specifice materialelor compozite de tip DUR ”
Aplicaţia software PICDUR este caracterizată prin:
funcţii şi subrutine pentru operare
simplă şi intuitivă: include o interfaţă
grafică prietenoasă pentru a se asigura
interactivitatea cu utilizatorul prin
ferestre, butoane;
asigură interfaţarea cu sistemul de
investigaţii ;
asigură analiza primară a datelor;
asigură stocarea datelor de interes în
fişiere;
asigură elaborarea unui raport cu
rezultate.
Slide 25
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
11 - PC- ul pe care rulează softul de monitorizare a
presiunii şi softul dedicat PICDUR
Slide 26
I. Determinarea densităţii aparente a pulberilor:
Se toarnă proba în dispozitivul de determinare a densităţii aparente care face parte din sistemul de investigaţii.
Cu ajutorul unui raclor nemagnetic se nivelează pulberea la suprafaţa dispozitivului printr-o singură trecere, fără să
comprima, îndepărtând excesul şi având grijă să nu se producă şocuri sau vibraţii în timpul operaţiei .
Se declanşează procesul de determinare a densităţii aparente prin comanda START din programul PICDUR care
acţionează butonul de deschidere a trapei dispozitivului şi pulberea va curge pe platanul balanţei.
m
Se determină densitatea aparentă utilizând algoritmul de calcul ρa = — ( g/cm3 )
V
unde :
m - este masa pulberii indicată de balanţă
V - este volumul dispozitivului în care se toarnă pulberea ( V = 8 ± 0,05 cm3 în cazul Sistemului de
investigaţii)
Valori ale densităţii mai mari decât valoarea indicată de producător înseamnă :
granule mici ( clasa fină până la max. 1,5 m ) – viteză mare de curgere
factorul de formă ( dimensiunea min / dimensiunea max. ) este 1.
gradul de acoperire cu parafină insuficient :
- particule incomplet acoperite
- strat subţire de parafină
umiditate mare
reţetă cu mult WC ( carbură de wolfram )
În cazul densităţilor mai mici indicate de producător caracteristicile pulberilor sunt opozabile cu cele menţionate
mai sus
Funcţie de valorile rezultate fabricantul poate remedia şarja iar producătorul poate decide reorientarea şarjei către
alte produse care nu necesită caracteristici fizice superioare.
Slide 27
II. Determinarea vitezei de curgere a pulberilor.
Determinarea se verifică simultan cu determinarea densitatii aparente
Se comanda prin intermediul touch screen-ului (se apasa pe functia EL- magnet) trapa dispozitivului cu care
se determină densitatea aparentă.
După deschiderea trapei pulbera va curge liber prin dispozitivul de determinare al vitezei de curgere care este
format dintr-o pâlnie cu un orificiu calibrat la ieşire de 2,5 mm.
Pulberea cade pe platanul balanţei timp de 10 – 20 secunde în funcţie de granulaţia pulberii şi al altor
caracteristici fizice indicate de fabricant .
În momentul când pulberea atinge platanul balanţei , modificarea masei înregistrată de balanţă declanşează în
cadrul programului PICDUR un cronometru cu precizia de 0,5 sec .
Atâta timp cât pulberea curge, indicaţia balanţei este corespunzătoare cu masa de pulbere care se depozitează
pe platan .
Când curgerea s-a terminat , indicaţia balanţei devine constantă această stare de stabilizare a masei este
informaţia care opreşte cronometrul.
Viteza de curgere a volumului de 8 cm3 de pulbere este afişată în g/s sau s/100g.
Funcţie de fiecare reţetă de pulbere există o viteză de curgere optimă indicată de fabricant care se determină
experimental.
O viteză mare ( mai mare decât cea indicată de fabricant ) înseamnă :
dimensiune mică a particulei de pulbere corespunzătoare clasei de precizie fină – max. 1,5 m
factorul de formă ( dimensiunea min / dimensiunea max. ) este 1.
particule uniform atomizate ( îmbrăcate uniform în parafină )
pulbere cu conţinut mare de WC ( carbură de wolfram ) între 3 şi 30 %
gradul de umectare ( umiditate ) al pulberii foarte mic
Slide 28
Obţinerea de viteze de curgere mai mici decât cea indicată de fabricant înseamnă pulbere cu caracteristici
opuse celei prezentate mai sus.
În cazul acesta este necesară investigarea microscopică de către beneficiar a următoarelor caracteristici:
- dimensiunea medie a particulei
- dimensiunea minimă a particulei
- dimensiunea maximă a particulei
- gradul de acoperire cu parafină
Aceste investigaţii sunt necesare, în cazul fabricantului şarja putând fii remediată ( iar în cazul
beneficiarului ( utilizator ) la abateri mari se respinge sau se reorientează şarja spre altă producţie care
nu necesită caracteristici de curgere bune ( umplerea matriţelor în ciclurile automate sau produse cu
caracteristici fizice mai scăzute )
Este necesară preluarea unor eşantioane din fiecare şarjă şi supuse unor verificări pentru
determinarea parametrilor pulverulenţi respectiv clasele de precizie.
Rezultatele dimensionale obţinute sunt clasificate pe clase precizie (conform Kenneth JA Brookes–
manual tehnic de prezentare materiale dure şi extradure ):
- clasa fină :
cu particule până la
max. 1,5 μm
- clasa medie :
cu particule cuprinse între
1,5 μm 3 μm
- clasa grosieră : cu particule peste
3 μm
Definirea şi identificarea dimensiunilor particulelor pulverulente are în vedere şi stabilirea factorului de
formă a acestora ( raportul dintre dimensiunea minimă şi dimensiunea maximă a particulelor )
Factorul de formă ideal este „ 1 ” care conferă o curgere foarte bună materializată prin realizarea unei
umpleri rapide şi uniforme a matriţelor de presare.
Aceasta conduce la obţinerea de produse finale sinterizate cu porozităţi foarte mici, deci durităţi şi
ruperi prin înconvoiere superioare necesare sculelor aşchietoare.
Slide 29
III. Determinarea densităţii aparente şi a vitezei de curgere în atmosferă
purificată de argon.
Determinarea se verifică după procedura enunţată anterior în condiţiile în care determinările se fac în
atmosferă purificată (argon) la presiunea absolută de 0,95 bar
Dupa umplerea dispozitivului cu pulbere metalică dură se monteaza clopotul pentru realizarea
atmosferei inerte.
Se comandă prin intermediul touch screen-ului (START) procesul de obţinere a vacuumului la presiunea
absolută de 0,6 bar.
Aceasta este monitorizată de un senzor de presiune, moment în care se întrerupe pompa de vacuum şi
se deschide calea pentru introducerea argonului până la presiunea absolută de 0,95 bar (pentru o
etanseitate superioara).
Când s-a atins presiunea de 0,95 bar, senzorul de presiune declanşează un semnal vizual şi sonor
pentru a atenţiona operatorul că s-a demarat investigatia privind determinarea vitezei de curgere în
atmosferă purificată de argon.
Se verifică concomitent densitatea aparentă şi viteza de curgere a probei de pulbere.
În funcţie de rezultatele obţinute se analizează influienţa unei atmosfere purificate asupra vitezei de
curgere a pulberilor, parametrul esenţial în tehnologia de fabricare a pieselor sinterizate din pulberi
metalice dure. Viteza de curgere influienţează gradul de umplere al matriţelor precum şi
omogenitatea semifabricatelor şi a produselor finite.
Determinările trebuie să se facă pe eşantioane din aceleaşi şarje pentru verificarea vitezei de curgere
atât în atmosferă oxidantă cât şi în atmosferă purificată cu argon.
Rezultatele obţinute pe mai multe grupe de pulberi cu granulaţii diferite permit adoptarea unor decizii
privind tehnologiile de umplere ale matriţelor pentru piese sinterizate.
Slide 30
IV. Gradul de umiditate a pulberilor.
Determinarea se verifică utilizând metoda pierderii de masă .
O cantitate de pulbere metalică dură de max. 120g se aşează pe platanul balanţei şi se uniformizează pe toată
suprafaţa acestuia cu un raclor nemagnetic .
Se închide capacul balanţei care este prevăzut cu un sistem de încălzire .
Programul PICDUR permite utilizarea a cinci metode de determinare a umidităţii pulberilor în funcţie de:
temperatura de încălzire,
durata de încălzire,
modul de afişare al rezultatelor (procentual, masă pulbere uscată, masă umiditate)
Se setează metoda cu care se doreşte a se face determinarea.
Se declanşează procesul de determinare a umidităţii acţionând START din meniul balanţei sau comanda
START din programul PICDUR.
Procesul de uscare va dura până când masa indicată de balanţă se va stabiliza sau în funcţie de metoda
aleasă cu durată determinată a încălzirii .
Procentul de umiditate trebuie să corespundă cu procentul indicat de fabricant în cazul reţetei verificate.
Determinarea umidităţii este strict necesară înainte de introducerea şarjei din care s-a făcut
eşantionarea în procesul de fabricaţie. Rezultatele obţinute permit ca utilizatorul să ia decizia care se
impune privind introducerea şarjei în procesul de uscare sau reorientarea acesteia către alte fabricaţii.
Totodată, ţinând cont că pulberile metalice dure sunt caracterizate printr-o higroscopie ridicată,
utilizatorul va trebui să decidă măsuri privind depozitarea şi metode de manipulare până în procesul de
fabricaţie.
Slide 31
Determinarea densităţii semifabricatului şi a produsului sinterizat .
Determinarea se verifică prin intermediul unui dispozitiv de andocare care permite
cântărirea semifabricatului sau a produsului sinterizat în aer şi imersat în apă
Densitatea semifabricatului sau a produsului sinterizat se determina după algorimul de
calcul:
m1δ
ρ = ————————( g/cm3)
m1 - m2 - m3
unde :
m1 = masa probei cântărită în aer
δ = densitatea apei la t=200C - 09982 g/cm3
m2 = masa probei şi a sârmei de susţinere cântărită în apă
m3 = masa sârmei de susţinere cântărită în apă
Epruveta se cantareste in aer dupa care prin intermediul dispozitivului de andocare se
imerseaza in apa.
Absorbtia de apa inceteaza dupa un anumit timp prestabilit sau in momentul in care
indicatia balantei devine constanta (procesul de saturatie)
Densitatea semifabricatului sau a produsului sinterizat trebuie să fie cât mai aproape de
curbele indicate de producător privind presbilitatea din care rezultă optimul de
compactare.
În cazul presiunilor mici nu se realizează compactarea optimă rezultând porozităţi mari.
În cazul presiunilor mari se realizează o compactare la care apar zone de strtificare. Aceasta
influienţează negativ calitatea produsului fragilizându-l după operaţia de sinterizare. De
asemenea se manifestă printr-o densitate mare a produsului adică o absorţie de apă
foarte mică în comparaţie cu indicaţia producătorului. Aceasta conduce şi la uzura
prematură a matriţelor prin micşorarea ciclurilor de presare, fapt ce crează costuri foarte
ridicate la beneficiar.
Slide 32
Slide 33
Slide 34
“ CERCETARI PRIVIND CREAREA UNUI
SISTEM INTEGRAT DE INALTA
PRECIZIE NECESAR REALIZARII DE
INVESTIGATII SPECIFICE
MATERIALELOR COMPOZITE DE TIP
DUR IN REGIM INFORMATIZAT”
Slide 2
MINISTERUL ECONOMIEI
http://www.incdmtm.ro
Nr. Reg. Comerţului:
J40/1074/1997
C.I.F. RO930
INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE
DEZVOLTARE PENTRU
MECATRONICA ŞI TEHNICA MĂSURĂRII
Şos. Pantelimon nr. 6 ÷ 8, sector 2, 021631, Bucureşti, ROMÂNIA
Tel: +4021. 252.30.68/69; Fax:+4021. 252.34.37;
E-mail: [email protected]; [email protected]
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
SISTEM DE INVESTIGATII
PENTRU PULBERI
METALICE
DURE
Slide 8
Problematicile abordate de proiect se referă la realizarea
de materiale dure sinterizate utilizând tehnici / tehnologii şi sisteme de control specifice metalurgiei pulberilor.
Slide 9
Aceste procedee au fost generate ca o necesitate stringentă de obţinere a unor game de produse superioare
din punct de vedere al caracteristicilor fizico-mecanice,
in special al durităţii, aceasta fiind superioară oricărui
oţel obţinut prin metode clasice de elaborare.
Slide 10
Materialele compozite au la baza reţete stricte cu
fracţii precis definite granulometric, liate şi cu
material de ranforsare.
Slide 11
La definirea acestor familii de materiale
sunt necesare realizarea unor teste
specifice de investigare şi control a:
- proporţiilor principalilor componenţi chimici;
- gradientului dimensional al fiecărui component in parte;
- gradului de liere;
Slide 12
Prin identificarea principalilor parametri se pot realiza
amestecuri / reţete specifice (bine definite), cu destinaţii
precise în activităţile unde urmează a fi utilizate:
Slide 13
- plăcuţe de aşchiere;
- produse de uzură;
- produse cu destinaţie specială.
Slide 14
Ca principale priorităţi impuse de amestecurile pulverulente este necesară
realizarea unui riguros control al amestecurilor şi a principalilor parametri
de influenţă ai acestora.
O precizie sporită în realizarea investigaţiilor de evaluare a acestora
contribuie direct la creşterea gradului calitativ al produselor finale obţinute
din aliaje compozite tip pulberi metalice sinterizate.
Slide 15
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
1 - Masa antivibraţie care amortizează şocurile şi vibraţiile
existente în laborator sau în incinta unde se fac determinările
Masa este compusă din două
cadre din oţel inoxidabil, pe
un cadru fiind aşezată o piatră
finisată, iar celălalt cadru fiind
folosit ca masă servantă pentru
aplicaţia de laborator. Piatra
este aşezată pe cadrul respectiv
pe nişte pufere din cauciuc care
se regăsesc şi la picioarele
cadrului. Aceste pufere împreună
cu piatra realizează un sistem
de protecţie împotriva vibraţiilor
şi şocurilor care pot apărea în
timpul determinărilor.
Slide 16
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
2 - Placa de bază pe care se realizează conexiunile cu celelalte
subansamble componente ale Sistemului de investigaţii .
Pe placă sunt realizate
conexiunile:
conexiunile electrice
conexiunile pneumatice
conexiunile cu PC-ul
Slide 17
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
3 - Platina pneumatică este montată pe cadrul inferior al mesei antivibraţie .
Pe placă sunt montate:
pompa de vacuum
electrovalvele de comandă
electrovalva de depresurizare
Slide 18
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
4 - Coloanele de măsurare (montate pe placa de bază) cu dispozitivele :
de determinare a densităţii aparente a pulberilor
de determinare a vitezei de curgere
de determinare a densităţii aparente a :
- semifabricatului
- produsului sinterizat
Slide 19
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
5 - Termobalanţa cu care se
detremină:
umiditatea pulberilor
masa pulberilor
Slide 20
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
6 - Clopotul este realizat din geam de 10 mm, securizat şi lipit in UV.
Clopotul este prevăzut cu un mâner cu
două ventuze de vid pentru manipulare
accesibilă.
De asemenea este prevăzut cu un sistem
de prindere rapidă care are şi rolul de a
fixa clopotul pe garnitura siliconica de 3 mm
grosime pentru realizarea etanşării.
Slide 21
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
7 - Butelia de argon care este conectată la instalaţie
este prevăzută cu ceasuri indicatoare pentru controlul
debitului şi al presiunii de argon
Slide 22
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
8 - Panoul de automatizare pentru realizarea vacuumului şi a atmosferei de
argon precum şi pentru comanda determinării vitezei de curgere a
pulberilor metalice.
Prin intermediul panoului se comandă
pompa de vacuum şi în momentul în
care se obţine o presiune absolută de
0,8 bar se declanşează un semnal acustic şi vizual şi se întrerupe pompa de
vacuum prin intermediul electrovalvei.
În acest moment se acţionează cealaltă
valvă de comandă care permite introducerea argonului până când se atinge presiunea absolută de 0,95 bar semnalizată
corespunzător acustic şi vizual.
Pe panou există şi un buton de comandă
care se acţionează de către operator pentru
declanşarea determinării vitezei de curgere
a pulberilor.
Slide 23
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
9 - Touch screen-ul pentru setarea valorilor vidului şi a presiunii de
argon, a timpilor de menţinere, precum şi a butoanelor de comandă
pentru declanşarea procesului automat de creare a atmosferei
neutre pentru determinarea densităţii aparente şi a vitezei de
curgere în atmosferă de argon.
Slide 24
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
10 - Aplicaţie software PICDUR- PROGRAM pentru investigaţii
specifice materialelor compozite de tip DUR ”
Aplicaţia software PICDUR este caracterizată prin:
funcţii şi subrutine pentru operare
simplă şi intuitivă: include o interfaţă
grafică prietenoasă pentru a se asigura
interactivitatea cu utilizatorul prin
ferestre, butoane;
asigură interfaţarea cu sistemul de
investigaţii ;
asigură analiza primară a datelor;
asigură stocarea datelor de interes în
fişiere;
asigură elaborarea unui raport cu
rezultate.
Slide 25
Sistemul se compune din următoarele elemente principale:
11 - PC- ul pe care rulează softul de monitorizare a
presiunii şi softul dedicat PICDUR
Slide 26
I. Determinarea densităţii aparente a pulberilor:
Se toarnă proba în dispozitivul de determinare a densităţii aparente care face parte din sistemul de investigaţii.
Cu ajutorul unui raclor nemagnetic se nivelează pulberea la suprafaţa dispozitivului printr-o singură trecere, fără să
comprima, îndepărtând excesul şi având grijă să nu se producă şocuri sau vibraţii în timpul operaţiei .
Se declanşează procesul de determinare a densităţii aparente prin comanda START din programul PICDUR care
acţionează butonul de deschidere a trapei dispozitivului şi pulberea va curge pe platanul balanţei.
m
Se determină densitatea aparentă utilizând algoritmul de calcul ρa = — ( g/cm3 )
V
unde :
m - este masa pulberii indicată de balanţă
V - este volumul dispozitivului în care se toarnă pulberea ( V = 8 ± 0,05 cm3 în cazul Sistemului de
investigaţii)
Valori ale densităţii mai mari decât valoarea indicată de producător înseamnă :
granule mici ( clasa fină până la max. 1,5 m ) – viteză mare de curgere
factorul de formă ( dimensiunea min / dimensiunea max. ) este 1.
gradul de acoperire cu parafină insuficient :
- particule incomplet acoperite
- strat subţire de parafină
umiditate mare
reţetă cu mult WC ( carbură de wolfram )
În cazul densităţilor mai mici indicate de producător caracteristicile pulberilor sunt opozabile cu cele menţionate
mai sus
Funcţie de valorile rezultate fabricantul poate remedia şarja iar producătorul poate decide reorientarea şarjei către
alte produse care nu necesită caracteristici fizice superioare.
Slide 27
II. Determinarea vitezei de curgere a pulberilor.
Determinarea se verifică simultan cu determinarea densitatii aparente
Se comanda prin intermediul touch screen-ului (se apasa pe functia EL- magnet) trapa dispozitivului cu care
se determină densitatea aparentă.
După deschiderea trapei pulbera va curge liber prin dispozitivul de determinare al vitezei de curgere care este
format dintr-o pâlnie cu un orificiu calibrat la ieşire de 2,5 mm.
Pulberea cade pe platanul balanţei timp de 10 – 20 secunde în funcţie de granulaţia pulberii şi al altor
caracteristici fizice indicate de fabricant .
În momentul când pulberea atinge platanul balanţei , modificarea masei înregistrată de balanţă declanşează în
cadrul programului PICDUR un cronometru cu precizia de 0,5 sec .
Atâta timp cât pulberea curge, indicaţia balanţei este corespunzătoare cu masa de pulbere care se depozitează
pe platan .
Când curgerea s-a terminat , indicaţia balanţei devine constantă această stare de stabilizare a masei este
informaţia care opreşte cronometrul.
Viteza de curgere a volumului de 8 cm3 de pulbere este afişată în g/s sau s/100g.
Funcţie de fiecare reţetă de pulbere există o viteză de curgere optimă indicată de fabricant care se determină
experimental.
O viteză mare ( mai mare decât cea indicată de fabricant ) înseamnă :
dimensiune mică a particulei de pulbere corespunzătoare clasei de precizie fină – max. 1,5 m
factorul de formă ( dimensiunea min / dimensiunea max. ) este 1.
particule uniform atomizate ( îmbrăcate uniform în parafină )
pulbere cu conţinut mare de WC ( carbură de wolfram ) între 3 şi 30 %
gradul de umectare ( umiditate ) al pulberii foarte mic
Slide 28
Obţinerea de viteze de curgere mai mici decât cea indicată de fabricant înseamnă pulbere cu caracteristici
opuse celei prezentate mai sus.
În cazul acesta este necesară investigarea microscopică de către beneficiar a următoarelor caracteristici:
- dimensiunea medie a particulei
- dimensiunea minimă a particulei
- dimensiunea maximă a particulei
- gradul de acoperire cu parafină
Aceste investigaţii sunt necesare, în cazul fabricantului şarja putând fii remediată ( iar în cazul
beneficiarului ( utilizator ) la abateri mari se respinge sau se reorientează şarja spre altă producţie care
nu necesită caracteristici de curgere bune ( umplerea matriţelor în ciclurile automate sau produse cu
caracteristici fizice mai scăzute )
Este necesară preluarea unor eşantioane din fiecare şarjă şi supuse unor verificări pentru
determinarea parametrilor pulverulenţi respectiv clasele de precizie.
Rezultatele dimensionale obţinute sunt clasificate pe clase precizie (conform Kenneth JA Brookes–
manual tehnic de prezentare materiale dure şi extradure ):
- clasa fină :
cu particule până la
max. 1,5 μm
- clasa medie :
cu particule cuprinse între
1,5 μm 3 μm
- clasa grosieră : cu particule peste
3 μm
Definirea şi identificarea dimensiunilor particulelor pulverulente are în vedere şi stabilirea factorului de
formă a acestora ( raportul dintre dimensiunea minimă şi dimensiunea maximă a particulelor )
Factorul de formă ideal este „ 1 ” care conferă o curgere foarte bună materializată prin realizarea unei
umpleri rapide şi uniforme a matriţelor de presare.
Aceasta conduce la obţinerea de produse finale sinterizate cu porozităţi foarte mici, deci durităţi şi
ruperi prin înconvoiere superioare necesare sculelor aşchietoare.
Slide 29
III. Determinarea densităţii aparente şi a vitezei de curgere în atmosferă
purificată de argon.
Determinarea se verifică după procedura enunţată anterior în condiţiile în care determinările se fac în
atmosferă purificată (argon) la presiunea absolută de 0,95 bar
Dupa umplerea dispozitivului cu pulbere metalică dură se monteaza clopotul pentru realizarea
atmosferei inerte.
Se comandă prin intermediul touch screen-ului (START) procesul de obţinere a vacuumului la presiunea
absolută de 0,6 bar.
Aceasta este monitorizată de un senzor de presiune, moment în care se întrerupe pompa de vacuum şi
se deschide calea pentru introducerea argonului până la presiunea absolută de 0,95 bar (pentru o
etanseitate superioara).
Când s-a atins presiunea de 0,95 bar, senzorul de presiune declanşează un semnal vizual şi sonor
pentru a atenţiona operatorul că s-a demarat investigatia privind determinarea vitezei de curgere în
atmosferă purificată de argon.
Se verifică concomitent densitatea aparentă şi viteza de curgere a probei de pulbere.
În funcţie de rezultatele obţinute se analizează influienţa unei atmosfere purificate asupra vitezei de
curgere a pulberilor, parametrul esenţial în tehnologia de fabricare a pieselor sinterizate din pulberi
metalice dure. Viteza de curgere influienţează gradul de umplere al matriţelor precum şi
omogenitatea semifabricatelor şi a produselor finite.
Determinările trebuie să se facă pe eşantioane din aceleaşi şarje pentru verificarea vitezei de curgere
atât în atmosferă oxidantă cât şi în atmosferă purificată cu argon.
Rezultatele obţinute pe mai multe grupe de pulberi cu granulaţii diferite permit adoptarea unor decizii
privind tehnologiile de umplere ale matriţelor pentru piese sinterizate.
Slide 30
IV. Gradul de umiditate a pulberilor.
Determinarea se verifică utilizând metoda pierderii de masă .
O cantitate de pulbere metalică dură de max. 120g se aşează pe platanul balanţei şi se uniformizează pe toată
suprafaţa acestuia cu un raclor nemagnetic .
Se închide capacul balanţei care este prevăzut cu un sistem de încălzire .
Programul PICDUR permite utilizarea a cinci metode de determinare a umidităţii pulberilor în funcţie de:
temperatura de încălzire,
durata de încălzire,
modul de afişare al rezultatelor (procentual, masă pulbere uscată, masă umiditate)
Se setează metoda cu care se doreşte a se face determinarea.
Se declanşează procesul de determinare a umidităţii acţionând START din meniul balanţei sau comanda
START din programul PICDUR.
Procesul de uscare va dura până când masa indicată de balanţă se va stabiliza sau în funcţie de metoda
aleasă cu durată determinată a încălzirii .
Procentul de umiditate trebuie să corespundă cu procentul indicat de fabricant în cazul reţetei verificate.
Determinarea umidităţii este strict necesară înainte de introducerea şarjei din care s-a făcut
eşantionarea în procesul de fabricaţie. Rezultatele obţinute permit ca utilizatorul să ia decizia care se
impune privind introducerea şarjei în procesul de uscare sau reorientarea acesteia către alte fabricaţii.
Totodată, ţinând cont că pulberile metalice dure sunt caracterizate printr-o higroscopie ridicată,
utilizatorul va trebui să decidă măsuri privind depozitarea şi metode de manipulare până în procesul de
fabricaţie.
Slide 31
Determinarea densităţii semifabricatului şi a produsului sinterizat .
Determinarea se verifică prin intermediul unui dispozitiv de andocare care permite
cântărirea semifabricatului sau a produsului sinterizat în aer şi imersat în apă
Densitatea semifabricatului sau a produsului sinterizat se determina după algorimul de
calcul:
m1δ
ρ = ————————( g/cm3)
m1 - m2 - m3
unde :
m1 = masa probei cântărită în aer
δ = densitatea apei la t=200C - 09982 g/cm3
m2 = masa probei şi a sârmei de susţinere cântărită în apă
m3 = masa sârmei de susţinere cântărită în apă
Epruveta se cantareste in aer dupa care prin intermediul dispozitivului de andocare se
imerseaza in apa.
Absorbtia de apa inceteaza dupa un anumit timp prestabilit sau in momentul in care
indicatia balantei devine constanta (procesul de saturatie)
Densitatea semifabricatului sau a produsului sinterizat trebuie să fie cât mai aproape de
curbele indicate de producător privind presbilitatea din care rezultă optimul de
compactare.
În cazul presiunilor mici nu se realizează compactarea optimă rezultând porozităţi mari.
În cazul presiunilor mari se realizează o compactare la care apar zone de strtificare. Aceasta
influienţează negativ calitatea produsului fragilizându-l după operaţia de sinterizare. De
asemenea se manifestă printr-o densitate mare a produsului adică o absorţie de apă
foarte mică în comparaţie cu indicaţia producătorului. Aceasta conduce şi la uzura
prematură a matriţelor prin micşorarea ciclurilor de presare, fapt ce crează costuri foarte
ridicate la beneficiar.
Slide 32
Slide 33
Slide 34