擠壓模構造對蜂窩體成形質量影響的數(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，針對蜂窩體的結構特點，國內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模型。
　　 針對蜂窩結構的直通孔特點，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構，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，結合高嶺土陶瓷的喂料本構，運用三維流體有限元軟件POLYFLOW對喂料在模具內的流動過程進行數(shù)值模擬。觀察喂料在模腔內的流動行為及特點，分析喂料在模腔內的壓力場、速度場及流動形狀，評估了擠壓模具構造對蜂窩體成形質量的影響，結合系列數(shù)值模擬結果，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、套的結合等因素，設計出合適的擠壓裝置方案。
　　 依據最終模具設計方案，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品與數(shù)值模擬的結果，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構成形效果的影響，總結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