擠壓模構(gòu)造對蜂窩體成形質(zhì)量影響的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、運用粉末擠壓成形制備蜂窩體具有重要的工業(yè)和科研價值，針對蜂窩體的結(jié)構(gòu)特點，國內(nèi)外學者有廣泛的研究。本文對高嶺土陶瓷蜂窩的制備和成形機理展開研究，配置了適合擠壓成形的高嶺土喂料體系，運用毛細管流變儀測試了喂料的流變性和粘度系數(shù)，結(jié)果顯示喂料屬于假塑性非牛頓流，由此確定了喂料的流體本構(gòu)模型。
　　 針對蜂窩結(jié)構(gòu)的直通孔特點，運用CAD軟件初步設計了用于蜂窩體擠壓成形的模具及相關設備，整套擠壓裝置由擠壓桿、料筒、模具、模套底座、支撐桿

2、及底盤組成。其中擠壓模具為一體化結(jié)構(gòu)，由整塊材料加工而成，上部為均勻分布的進料孔，下部為等距分布的成形柱。
　　 基于計算流體動力學知識，結(jié)合高嶺土陶瓷的喂料本構(gòu)，運用三維流體有限元軟件POLYFLOW對喂料在模具內(nèi)的流動過程進行數(shù)值模擬。觀察喂料在模腔內(nèi)的流動行為及特點，分析喂料在模腔內(nèi)的壓力場、速度場及流動形狀，評估了擠壓模具構(gòu)造對蜂窩體成形質(zhì)量的影響，結(jié)合系列數(shù)值模擬結(jié)果，優(yōu)化確定了模具進料孔的分布、成形柱的排列和模芯與模

3、套的結(jié)合等因素，設計出合適的擠壓裝置方案。
　　 依據(jù)最終模具設計方案，加工蜂窩擠壓模具等裝置，運用擠壓成形裝置開展擠壓成形實驗。通過對比系列擠壓成形實驗得到的產(chǎn)品與數(shù)值模擬的結(jié)果，驗證模具裝置設計的合理性。通過實驗分析了不同的喂料配比和擠壓速率對蜂窩結(jié)構(gòu)成形效果的影響，總結(jié)出適宜的配料比方案和擠壓速率。
　　 將擠壓成形實驗得到的蜂窩坯體放置于真空干燥箱進行干燥，通過觀察蜂窩坯體外形的變化得到適宜的干燥溫度和時間。最后