Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

100 gm Рис. 1. Форма частиц порошка стали 40ХМА Из рисунка 1 видно, что форма частиц достаточно близка к сферической форме. Для дальнейших испытаний на основе выбранного металлического порошка и полимеров в роторном смесителе была приготовлена металлополимерная порошковая смесь (фидсток). В качестве связующего использовались полиацеталь К700 (производства Toray), полиэтилен высокого давления и стеариновая кислота. Одна из основных технологических характеристик, которую указывают производители фидстоков, — индекс расплава или показатель текучести расплава (ПТР), что соответствует английскому melt mass-flow rate (MFI). Значение ПТР характеризует вязкость расплава при стандартном значении нагрузки для данного материала. Согласно ГОСТ 11645-73 (зарубежные аналоги ISO 1133 и ASTM 1238), показатель текучести расплава (ПТР) — это масса материала, экструдированного из капилляра вискозиметра в течение 10 мин при заданных температуре и давлении, в граммах. Значение ПТР в эксперименте определяли с помощью капиллярного вискозиметра «ИИРТ-5м». Диаметр капилляра— 2,095 мм, величинаприложенной нагрузки— 21,6 кг. Указанные величиныдиаметра и нагрузки соответствовали значениям, которые использовала фирма «БАСФ» для фидстоков марки “Catamold”. ПТР определялось при трех температурах 180, 190 и 200 °С. Результаты экспериментов показаны в табл. 1. Таблица 1 Результаты экспериментов Температура, °С Значение ПТР, г/10 мин Catamold 316L Catamold 420W Catamold 42CrMo4 40ХМА 180 218 608 253 243 190 330 756 400 285 200 437 960 516 408 Полученное значение ПТР для фидстоков Catamold находится в пределах технических характеристик, приводимых фирмой «БАСФ» [4]. Наилучшей текучестью обладает фидсток Catamold 420W, ПТР которого превышает ПТР других фидстоков в 2 раза. При температуре 190 оС фирмой для Catamold 42CrMo4 указано значение ПТР, равное 350, и допустимый разброс значений ПТР в диапазоне 200-500. Сравнивая данные табл. 1, можно отметить снижение ПТР для фидстока на основе стали 40ХМА, что может быть связано, в частности, с увеличением размера частиц порошка. Рассчитанные по уравнению Аррениуса значения энергии активации течения расплавов фидстоков приведены в табл. 2 Таблица 2 Значения энергии активации течения расплавов фидстоков Марка фидстока Catamold 316L Catamold 420W Catamold 42CrMo4 40ХМА Ea кДж\моль 61 41 64 46 Энергия активации течения расплава фидстоков, рассчитанная по уравнению Аррениуса в приведенном диапазоне температур по значению ПТР, составляет для первого и второго образца соответственно 64 и 46 кдж/моль, что в 2 и 1,5 раза превышает энергию активации течения для расплава полиацеталя марки «Делрин 100» [5] в области низких скоростей сдвига, характерных для условий определения ПТР. На основании этого можно предположить, что структурообразование в расплаве образца Catamold выражено в большей степени. 307