Теоретические и экспериментальные исследования магнитно-импульсного пресса для керамических порошков

Abstract

Разработана математическая модель магнитно-импульсного пресса циклического действия, которая на каждом рабочем цикле рассчитывает комплекс взаимосвязанных электромагнитных, механических и тепловых процессов. Установлено, что при циклическом режиме работы превышение температуры якоря выше, чем у обмотки индуктора. При следовании импульсов со скважностью 200 во время паузы превышение температуры индуктора незначительно увеличивается, а якоря заметно снижается. Превышение температуры индуктора в прессе с апериодическим импульсом возбуждения и полным разрядом емкостного накопителя выше, чем при использовании однополупериодного импульса возбуждения индуктора и сохранении части энергии в накопителе в течение всего циклического процесса. Превышения температур якоря в обоих случаях практически одинаковы. При экспериментальных исследованиях на модельном магнитно-импульсном прессе на каждом рабочем цикле обеспечивался силовой импульс давления на керамический порошок с амплитудой 85 МПа и длительностью 1 мс. Показано, что увеличение количества силовых импульсов уплотняет керамический порошок, увеличивая механическую прочность образца, снижая его пористость и водопоглощение. Установлено, что импульсное прессование позволяет получить образцы, плотность которых на 12 % выше плотности образцов, полученных статическим прессованием.

Investigate the influence of the half-wave and aperiodic inductor excitation pulse on the efficiency and thermal processes of a magnetic-pulse press operating in a cyclic mode. Experimentally establish the influence of the number of operating cycles on the indicators of pulsed pressing of ceramic powders. With the help of a mathematical model, the thermal processes of a magnetic-pulse press of cyclic action with a periodic and half-wave excitation pulses of an inductor winding depending on the number of excitation pulses are investigated. Experimental studies of samples formed of ceramic powders with a different number of power pulses were carried out on a model magnetic pulse press. A mathematical model of a magnetic-pulse press of cyclic action has been developed, which at each working cycle calculates a complex of interconnected electro-magnetic, mechanical and thermal processes. It has been established that during cyclic operation thetemperature of the armature is higher than that of the inductor winding. With a significant period of pulse repetition during a pause, the temperature rise of the inductor increases slightly, and the anchors decrease markedly. Experimental studies on a model magnetic pulse press at each working cycle provided a force pressure pulse on a ceramic powder with amplitude of 85 MPa and a duration of 1 ms. It is established that the temperature rise of the inductor in a press with an aperiodic excitation pulse and full discharge of the capacitive drive is higher than when using a half-wave inductor excitation pulse and saving part of the energy in the drive during the entire cyclic process. Temperatures of the armature are almost the same. It is established that pulse pressing allows to obtain samples, the density of which is 12% higher than the density of samples obtained by static pressing. It is shown that an increase in the number of power pulses compacts the ceramic powder, increasing the mechanical strength of the sample, reducing its porosity and water absorption.