фициента вытяжки указанный диапазон стало- m вится равным нулю, и только одно определенное значение массы BB будет обеспечивать полную вытяжку заготовки. При дальнейшем увеличении диаметра заготовки возможна неполная вытяжка, или даже разрушение заготовки. Сказанное иллюстрируется рис. 21.17, на котором плоскость (m-Ao), то-есть (масса заряда BB-начальный коэффициент вытяжки Ко = D3/Do) разделена на области полной вытяжки, неполной вытяжки и разрушения заготовки. Точка А, общая для всех областей, соответствует предельному коэффициенту вытяжки. Значения предель-
ных коэффициентов вытяжки, определенные в рис> 21.17. Кривые штамнуемости [21.28], приведены в табл. 21.7. При штамповке деталей с коэффициентом вытяжки, большем
предельного, применяют последовательное многократное штампование.
Вместе с правильным подбором коэффициента вытяжки и массы заряда BB управление качеством детали достигается путем изменения высоты подвеса BB, подбором передающей среды и применением различных прокладок между заготовкой и передающей средой.
* ¦>
Таблица 21,7
Предельные коэффициенты вытяжки.
Материал
ОТ-4
Ст.3
2X13
Х18Н10Т
08 кп
АмгбМ
К?
1,48
1,55
1,56
1,58
1,59
1,64
Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что хорошие результаты получаются тогда, когда высота подвеса заряда BB заключена в пределах H = (0,2.. .0,S)Dq. Важным параметром процесса является также
576
21. Обработка материалов взрывом
высота столба жидкости над зарядом ВВ. которая должна превышать Н.
Значительное влияние на качество деталей оказывает передающая среда, так как передаваемые давление, импульс и энергия зависят от физико-механических свойств среды. Более плотная среда требует большей массы заряда BB, чтобы получить тот же самый прогиб, который получается, когда энергия взрыва передается водой, но вместе с тем плотная среда обеспечивает меньшие скорости деформации.
Для перераспределения и аккумулирования энергии взрыва используются различные прокладки из резины, пенопласта, свинца, помещаемые непосредственно на заготовку или над ней.
Рассмотренная схема штамповки относится к так называемым открытым схемам. Основным недостатком этих схем является то, что к заготовке направляется небольшая доля общей энергии взрыва. К гидродинамическим способам увеличения коэффициента полезного действия (к.п.д.) относятся применение отражателей и введение зазора между передающей средой и заготовкой. Обзор этих способов приведен в [21.3].
Если оборудование сконструировать так, чтобы в нем был отражатель подходящей формы, который отражает и направляет отраженные волны в направлении заготовки, то к.п.д. процесса резко увеличивается. Отражатели, как правило, применяют при электрогидравлической штамповке, когда источником энергии является электрический разряд в жидкости.
Введение зазора между передающей средой и заготовкой приводит к метанию передающей среды и перераспределению энергии взрыва в сторону той части жидкости, которая раньше охватывается волной разрежения.
21.5. Ударно-волновой и детонационный синтез сверхтвердых
материалов
Фазовый переход графита в алмаз под действием высокого давления общеизвестен и экономически важен, так как используется для получения искусственных алмазов, имеющих широкое промышленное применение. Для обеспечения заметной скорости перехода графита в алмаз необходимо, одновременно с приложением давления р ^ 10 ГПа, нагревать графит до высокой температуры T ~ 2000К [21.35, 21.36]. Уравнение линии равновесия монокристального графита с алмазом при р > 2 ГПа можно приближенно представить в виде
р - 2,7Т + 600, |р] = МПа, [T] = К.
Тройная точка характеризуется давлением 12,5 ГПа и температурой 4100... 4200 К.
После того как был осуществлен высокотемпературный синтез алмаза г под давлением, исследователи обратили внимание на нитрид бора BN, который очень похож на графит по многим показателям, только не проводит электрический ток. Сходство в свойствах этих веществ объясняется одинаковостью их кристаллической структуры и близостью термодинамических характеристик. Оказалось, что у нитрида бора, также как и у графита, существует плотная фаза высокого давления с кубической алмазоподобной структурой с уникальным сочетанием свойств: твердость близка к твердости алмаза; теплостойкость и химстойкость по отношению к железу значительно превосходят таковые у алмаза [21.36, 21.37]. Для синтеза кубического нитрида бора также необходимо одновременно с приложением высокого давления нагревать исходный гексагональный нитрид бора.
Поскольку при ударно-волновом сжатии происходит нагрев вещества, то принципиально возможно получение фаз высокого давления графита и нитрида бора
21.5. Синтез сверхтвердых материалов
577
в ударных и детонационных волнах.
В настоящее время применяются два способа динамического синтеза сверхтвердых материалов:
1) ударно-волновое нагружение графита (гексагонального нитрида бора) или их смесей с нереагирующими добавками.
