vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-317Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYМОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДИФУЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ СПЕКАНИИ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ СМАЗКИSIMULATION OF PROCESSES OF DIFFUSION INTERACTION AT SINTING OF POWDER MATERIALS WITH THE USE OF HYDRODYNAMIC LUBRICATION THEORYШелегВ. К.ShelehV. K.

член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии машиностроения

Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Engineering), Professor, Head of Chair of the Technology of Mechanical Engineering

sheleh_v@tut.byКовчурА. С.KauchurA. S.

кандидат технических наук, доцент

Ph. D. (Engineering), Аssistant Professor

askovch@tut.byМоскалецР. А.MaskaletsR. A.

магистр технических наук, аспирант, мастер лаборатории группы технического контроля

Master of Engineering, Graduate Student

rmmr@tut.byБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical UniversityВитебский государственный технологический университетVitebsk State Technological UniversityПубличное акционерное общество «Энергоспецмонтаж»Public Joint-Stock Company “Energospetsmontazh”20170910201703718Copyright © Шелег В.К., Ковчур А.С., Москалец Р.А., 20172017Шелег В.К., Ковчур А.С., Москалец Р.А.Sheleh V.K., Kauchur A.S., Maskalets R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/317

Порошковый материал представляет собой некоторую совокупность частиц, способных пластически деформироваться как за счет пластического сдвига этой совокупности частиц, так и за счет скольжения относительно друг друга этой же совокупности контактирующих частиц. Производя моделирование, исходили из того, что модель должна обладать конечным числом особенностей из числа присущих исходному объекту. При этом некоторые из свойств объекта при переносе на эту модель имели возможность подвергаться ряду изменений, которые, оказывая незначительные влияния на исследуемый объект, смогли бы существенно упростить его теоретически-модельное представление. При помощи структурной модели диффузионного взаимодействия в порошковых материалах описывается процесс уплотнения и неупругого деформирования порошковых материалов при условии пластичности с использованием гидродинамической теории смазки в замкнутом объеме. На основании этого проведен теоретический анализ механизма спекания частиц порошковых материалов на основе железа. Рассмотрено влияние введения пластификатора на различных стадиях изготовления изделия на основе предложенных моделей процессов порошковой металлургии. Результаты могут быть использованы при экспериментальных исследованиях процессов диффузии при формовании порошковых материалов и выборе технологических режимов.

 

Powder material is a certain set of particles capable of plastically deforming both due to plastic shear of this set of particles, and due to sliding of the same set of contacting particles relative to each other. Making simulation, we proceeded from the fact that the model must have a finite number of features from the number inherent in the original object. At the same time, some of the properties of the object, when transferred to the model, could undergo a number of changes, which, having had insignificant effects on the object under study, could substantially simplify its theoretical-model representation. Using the structural model of diffusion interaction in powder materials, the process of densification and inelastic deformation of powder materials is described under the condition of plasticity using the liquid-dynamic theory of lubrication in a closed volume. Based on this, a theoretical analysis of the mechanism of sintering particles of iron-based powder materials was carried out. The effect of plasticizer introduction at different stages of product manufacturing on the basis of the proposed models of powder metallurgy processes is considered. The results of the scientific publication can be used in experimental studies of diffusion processes in the formation of powder materials and the choice of technological regimes.

коэффициент внутреннего трениядиффузиядиффузионные процессы при спеканиитеория спекания порошковых материаловмеханизм спеканиядислокациикоэффициент диффузиимоделирование процессов в порошковой металлургииinternal friction coefficientdiffusiondiffusion processes during sinteringtheory of sintering of powdered materialsthe mechanism of sinteringdislocationsdiffusion coefficientmodeling of processes in powder metallurgyReferencesСкороход, В. В. Теория нелинейно-вязкого и пластического поведения пористых материалов / В. В. Скороход, М. Б. Штерн, И. Ф. Мартынова // Порошковая металлургия. – 1987. – № 8. – С. 23–30.Skorokhod V. V., Shtern M. B., Martynov I. F. Theory of nonlinear viscous and plastic behavior of porous materials. Poroshkovaya metallurgiya = Powder metallurgy, 1987, no. 8, pp. 23–30 (in Russian).Штерн, М. Б. Развитие теории прессования и пластического деформирования порошковых материалов / М. Б. Штерн // Порошковая металлургия. – 1992. – № 9. – С. 12–24.Shtern M. B. The development of the theory of pressing and plastic deformation of powder materials. Poroshkovaya metallurgiya = Powder metallurgy, 1992, no. 9, pp. 12–24 (in Russian).Бейгельзимер, Я. Е. Условие пластичности для порошков твердосплавных смесей / Я. Е. Бейгельзимер, А. П. Гетманский, Л. И. Алистратов // Порошковая металлургия. – 1986. – № 12. – С. 11–15.Beigel’zimer Ya. E., Hetman A. P., Alistratov L. I. The condition of plasticity to the powders of carbide composites. Poroshkovaya metallurgiya = Powder metallurgy, 1986, no. 12, pp. 11–15 (in Russian).Бальшин, М. Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна / М. Ю. Бальшин. – М.: Металлургия, 1972. – 336 с.Balchin M. Y. Scientific basis of powder metallurgy and fiber metallurgy. Moscow, Metallurgiya Publ., 1972. 336 p. (in Russian).Амосов, А. П. Вариант условия пластичности порошковых материалов / А. П. Амосов, А. Ф. Федотов // Порошковая металлургия. – 2000. – № 3/4. – С. 4–10.Amosov A. P., Fedotov A. F. Version of the conditions of plasticity of powder materials. Poroshkovaya metallurgiya = Powder metallurgy, 2000, no. 3–4, pp. 4–10 (in Russian).Шелег, В. К. Переработка гальваноотходов / В. К. Шелег, А. С. Ковчур, В. В. Пятов. – Витебск: УО ВГТУ, 2004. – 185 с.Sheleg V. K., Kovchur A. S., Pyatov V. V. Recycling of galvanic waste. Vitebsk, Vitebsk State Technological University, 2004. 185 p. (in Russian).Мышкин, Н. К. Трение, смазка, износ. Физические основы, технические приложения трибологии / Н. К. Мышкин, М. И. Петроковец. – М.: Физматлит, 2007. – 368 с.Myshkin N. K., Petrokovets M. I. Friction, lubrication, wear. Physical basis, technical application of tribology. Moscow, Fizmatlit Publ., 2007. 368 p. (in Russian).Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / А. Н. Леванов [и др.]. – М.: Металлургия, 1975. – 352 с.Levanov A. N., Kolmogorov V. L., Burkin S. P., Kartak B. R., Ashpur U. V., Spassky U. I. Contact friction in the processing of metals by pressure. Moscow, Metallurgiya Publ., 1975. 352 p. (in Russian).Скороход, В. В. Физико-металлургические основы спекания порошков / В. В. Скороход, С. М. Солонин. – М.: Металлургия, 1984. – 159 с.Skorokhod V. V., Solonin S. M. Physical-metallurgical fundamentals of sintering powders. Moscow, Metallurgiya Publ., 1984. 159 p. (in Russian).Ивансен, В. А. Феменология спекания и некоторые вопросы теории / В. А. Ивансен. – М.: Металлургия, 1985. – 245 с.Ivensen V. A. Phenomenology of sintering and certain questions of the theory. Moscow, Metallurgiya Publ., 1985. 245 p. (in Russian).Ивансен, В. А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании / В. А. Ивансен. – М.: Металлургия, 1971. – 268 с.Ivensen V. A. Kinetics of the compaction of metal powders during sintering. Moscow, Metallurgiya Publ., 1971. 268 p. (in Russian).Тихомиров, С. А. Закономерности консолидации металлических нанопорошков никеля и железа : автореф. дис. … канд. техн. наук / С. А. Тихомиров. – М., 2007. – 26 с.Tikhomirov S. A. Mechanism of consolidation of metal powders of nickel and iron. Moscow, 2007. 26 p. (in Russian).Дьячкова, Л. Н. Порошковые материалы на основе железа / Л. Н. Дьячкова, Л. Ф. Керженцева, Л. В. Маркова. – Минск: Топник, 2004. – 227 с.Dyachkova L. N., Kerzhentseva L. F., Markova L. V. Powder materials based on iron. Minsk, Topnic Publ., 2004. 227 p. (in Russian).Гегузин, Я. Е. Механизм и кинетика начальной стадии твердофазного спекания прессовок из порошков кристаллических тел / Я. Е. Гегузин, Ю. И. Клинчук // Порошковая металлургия. – 1976. – № 7. – С. 17–25.Geguzin J. E., Klinchuk Yu. I. Mechanism and kinetics of the initial stage solid state sintering of crystalline powders conglomerates. Poroshkovaya metallurgiya = Powder metallurgy, 1976, no 7. pp. 17–25 (in Russian).Влияние микродобавок на структурообразование и свойства порошковой углеродистой стали / Л. Н. Дьячкова [и др.] // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1991. – № 1. – С. 37–39.Dyachkova L. N., Glukhova N. P., Zvonarev E. V., Samal’ G. I. Microtubular influence on structure and properties of powder carbon steel. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov = Metal Science and Heat Treatment, 1991, no. 1, pp. 3–11 (in Russian).Герцрикен, С. Д. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе / С. Д. Герцрикен, И. Я. Дехтяр. – М.: Физматгиз, 1963. – 320 с.Gertsriken S. D., Dekhtiar I. Ia. Diffusion in metals and alloys in solid phase. Moscow, Fizmatgiz Publ., 1963. 320 p. (in Russian).Андриевский, Р. А. Наноструктурные материалы / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. – М.: Akademia, 2005. – 180 с.Andrievsky R. A., Ragulya A. V. Nanostructured materials. Moscow, Akademia Publ., 2005. 180 p. (in Russian).Попов, В. А. Нанопорошки в производстве композитов / В. А. Попов, А. Г. Кобелев, В. Н. Чернышев. – М.: Интермет Инженеринг, 2007. – 336 с.Popov V. A., Kobelev A. G., Chernyshev V. N. Nanopowders in the manufacture of composites. Moscow, Intermet Engineering Publ., 2007. 336 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.