Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Формирование порошковой стали методом электроконтактного уплотнения

Диссертация: Формирование порошковой стали методом электроконтактного уплотнения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Установлено, что формирование качественного межчастичного сращивания, идентифицируемое по гребням вязкого излома и уровню механических свойств, происходит не только при миграции межчастичной поверхности сращивания, сопровождающейся увлечением сегрегационной атмосферы и субмикропор, но и в случае ее отрыва от зернограничных дефектов, реализуемого при превышении движущей силы миграции над силами… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. СВОЙСТВА И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ
    • 1. 2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ФОРМИРОВАНИЕ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА
    • 1. 3. АНАЛИЗ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕСОВ СПЕКАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Формирование порошковой стали методом электроконтактного уплотнения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Порошковая металлургия (ПМ) охватывает совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками.

Из имеющихся разнообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает особое место, так как позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим пугем получить или очень трудно или невозможно. У таких материалов можно получить уникальные свойства, а в ряде случаев существенно повысить экономические показатели производства.

Порошковая металлургия находит широчайшее применение для различных условий работы деталей изделий. Методами порошковой металлургии производят изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали узлов трения приборов и машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т. д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали (диски, колодки и др.), инструментальные материалы (резцы, пластины резцов, сверла и др.), электротехнические детали (контакты, магниты, электрощетки и др.) для электронной и радиотехнической промышленности, композиционные (жаропрочные и др.) материалы.

Основные преимущества использования порошковой металлургии:

— снижает затраты на дальнейшую механическую обработку, которая может быть исключена или существенно уменьшена. Получает готовое изделие точное по форме и размерам. Обеспечивает высокое качество поверхности изделия.

— использует энерго и ресурсосберегающие технологии. Уменьшает количество операций в технологической цепи изготовления продукта. Использует более чем 97% стартового сырья. Реализует многие последующие сборочные этапы ещё на стадии спекания.

— позволяет получать изделия с уникальными свойствами, используя многокомпонентные смеси, объединяя металлические и не металлические компоненты. Изделия различной пористости с регулируемой проницаемостью.

— получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные характеристики изделий по сравнению с традиционными технологиями. возможность получения пористых материалов с контролируемой пористостью, чего нельзя достигнуть плавлением и литьем. Основными элементами технологии порошковой металлургии являются следующие:

— получение и подготовка порошков исходных материалов, которые могут представлять собой чистые металлы или сплавы, соединения металлов с неметаллами и различные другие химические соединенияпрессование из подготовленной шихты изделий необходимой формы в специальных пресс-формах, т. е. формование будущего изделия;

— спекание спрессованных изделий, придающее им окончательные физико-механические и другие специальные свойства.

Несмотря на наличие разработанных технологий ПМ продолжаются исследования их новых разновидностей, к которым можно отнести технологические процессы, основанные на совмещении операций прессования и спекания порошковых материалов. Развитием этого направления можно считать электроконтактное уплотнение (ЭКУ), сущность которого заключается в уплотнении порошковой шихты из насыпанного состояния при прямом пропускании через прессовку электрического тока.

Для порошковых заготовок и деталей, независимо от способа получения, их качество в первую очередь определяется величиной плотности и равномерностью ее распределения по объему изделия, так как эти параметры влияют на возможность дефектообразования, физико-механические свойства материала и его анизотропию.

Совершенствование и создание оригинальных технологических направлений обуславливают необходимость проведения дальнейших исследований с целью получения высокоплотных порошковых материалов различной степени сложности, что позволит в достаточно широком спектре расширить номенклатуру изготавливаемых методом ПМ деталей.

Актуальность темы

диссертации определяется возможностью прогнозирования структуры и свойств получаемого материала. Реализация этой возможности определяет необходимость проведения специальных исследований.

На основе результатов проведенных исследований разработана технология изготовления детали.

При проведении аналитического обзора научно-технической литературы использовалась всемирная компьютерная сеть Интернет (сайт fips. ruhttp://www.soHd. пзс. пЛепаМзоокв).

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ)в соответствии с основным научным направлением ЮРГТУ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Определены технологические параметры ЭКУ, обеспечивающие формирование порошковой стали за одну технологическую операцию с остаточной пористостью 2−6%, отсутствием структурно свободного графита и качественным межчастичным сращиванием. Наилучшими функциональными свойствами обладает порошковая сталь, полученная по следующим режимам ЭКУ: плотность тока 32 МА/м2, давления прессования 380 МПа и длительность пропускания электрического тока 70 с при циклическом приложении давления прессования.

2. Определено влияние технологических параметров ЭКУ на закономерности протекание процессов уплотнения, растворения углерода и межчастичного сращивания. Выявлена зависимость механических свойств порошковой стали от плотности, степени гомогенизации и качества межчастичного сращивания. Значительное влияние на уровень механических свойств порошковой стали оказывает растворение углерода в металлической основе. При недостаточной продолжительности ЭКУ' в структуре пористого порошкового материала обнаруживаются объемные включения, обогащенные углеродом. Эти включения увеличивают склонность порошковой стали к хрупкому разрушению. Наиболее высокими механическими свойствами обладает порошковая сталь с минимальной остаточной пористостью, с завершенной гомогенизацией Бе — С композиции и внутрикристаллитным сращиванием.

3. Установлено, что ЭКУ порошковой стали сопровождается интенсификацией диффузионных процессов, способствующих гомогенизации железо — графитовой композиции в течении 50- 70с. Предложена гипотеза, объясняющая это явление влиянием электрического поля, создаваемого внешним источником, на степень ионизации ионов легких элементов, в том числе углерода, облегчающее совершение ими элементарного акта перескока в соседнее междоузлие.

4. Проведен анализ условий миграции МЧПС, различающихся соотношением движущей силы миграции, силы сегрегационного торможения и гомогенизации порошковой стали.

5. Установлено, что формирование качественного межчастичного сращивания, идентифицируемое по гребням вязкого излома и уровню механических свойств, происходит не только при миграции межчастичной поверхности сращивания, сопровождающейся увлечением сегрегационной атмосферы и субмикропор, но и в случае ее отрыва от зернограничных дефектов, реализуемого при превышении движущей силы миграции над силами торможения этого процесса, при условии завершенности гомогенизации порошковой стали.

6. На основании результатов исследования и теоретического обобщения полученных результатов разработаны рекомендации их практического использования, положенные в основу установления технологических режимов изготовления сменной насадки отверток на основе железо — графитовой композиции. По предложенной технологии была изготовлена опытная партия насадок. Результаты промышленных испытаний показали их полное соответствие предъявляемым требованиям, увеличение срока службы и снижением себестоимости их изготовления, что подтверждается актом внедрения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Leone Frank D., Chen Y.T., Weber R.G. A new high strength P/M alloy steel// Processing and business machine applications: Nat. Powder Met. Conf. (Montreal, May 24−27, 1982)-New York: Princetion. — P. 33- 44
  2. Бар Дж., Вейс В. Порошковая металлургия материалов специального на значения. М.: Металлургия, 1977. — 374 с.
  3. М.Ю., Кипарисов С. С. Основы порошковой металлургии.- М.: Метаддургия, 1978, — 184 с.
  4. А.Т., Алиев Н.А Сравнительная оценка свойств пористых материалов и подшипников скольжения из них для электродвигателей вентиляторов бытовых кондиционеров // Порошковая металлургия. 1988.-№ 5.-С. 98−103
  5. А. Т., Алиев Н. А. Особенности технологии изготовления пористых подшипников скольжения из железного порошка//Порошковая металлургия.— 1986.— № 7.— С. 96—100
  6. С.А., Михайлов А. О., Зубко И. Ю. Влияние углерода на формирование структуры при механическом легировании и спекании порошковых сталей // Известия ВУЗов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия.- 2008. -№ 1.- С. 9−16.
  7. С.С., Вязников Н. Ф. Порошковые стали и изделия.- 4-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990.-319с.
  8. B.C., Саклинский В. В. Порошковая металлургия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1973 .-126с.
  9. Г. А. Основы порошковой металлургии. М. Металлургия, 1975.-200с.
  10. Ю.Мищенко В. Н., Струков А. Г., H.H. Жердицкая H.H. Влияние марок железных порошков на свойства// Порошковая металлургия. 1989.- № 3. -С. 5 — 7.
  11. П.Гретченхо В. Е., Чумаков А. Ф., Рославцев H.A. Свойства железньтх и низколегированных порошков производства Сулинского металлургического завода // Порошковая металлургия. -1992.-№ 2. С.101−106.
  12. М. Б. Хеиров,. А. Т. Мамедов Структура и прочностные характеристики порошковой стали ЖГр 0,8, получаемой различными способами // Порошковая металлургия.-1989.- № 7.- С.87−92.
  13. А. с. 954 189 СССР. Способ изготовления спеченных изделий на железографитовых материалов/А. Т. Мамедов/Юткрытия. Изобретения.— 1982.— № 32.— С. 35.
  14. Ю. Г., Мамедов А. Т. Порошковые герметичные износостойкие материалы для деталей бытовых кондиционеров//Порошковая металлургия.— 1985.—№ 12.—С. 50—54.
  15. В.А., Мамонова A.A. Особенности тонкой структуры феррита в горячештампованных порошковых сталях/ТПорош. металлургия. Украина, 2005. — № 5−6. — С. 108−119
  16. Л.Г., Устименко В. И. Структурообразование материалов из диффузионно-легированных порошков. М.: Металлургия, 1993. 240 с.
  17. В. С. Ермаков, С. С. Ермаков. Э. А. Сулейменов Влияние температуры на свойства и деформационную способность порошковых сталей //Порошковая металлургия.— 1990.— № 7.—С. 43-—47.
  18. Ю. Г. Эволюция теории и технологии горячей обработки давлением дискретных материалов // Порошковые и композиционные материалы и изделия: сб. науч. тр./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.- Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2000. С. 4 — 12.
  19. В.Ю., Егоров С. Н. Межчастичное сращивание при формировании порошковых горячедеформированных материалов. — М.: ЗАО Металлургиздат, 2003. 152 с.
  20. Сопоставление данных теоретического и экспериментального определения давления при динамическом горячем прессовании / М. С. Ковальченко, Ю. Г. Дорофеев, Н. Т. Жердицкий и др. // Порошковая металлургия. 1977.- № 6. С. 30 — 35.
  21. Ю. Г., Колесников В. А. К вопросу о сущности явлений, протекающих при динамическом горячем прессовании пористых порошковых заготовок // Исследования в области порошковой и стружковой металлургии: Т. 221. Новочеркасск: РИО НПИ, 1969. — С. 3−8.
  22. . Физическое металловедение. М.: Металлургиздат, 1963. -435 с. 230 механизме образования соединений при сварке и пайке/ Никифоров Г. Д. и др. // Сварочное производство. 1967. — № 12. — С. 8−10.
  23. Уплотнение порошковых материалов/ В. М. Сегал, В. И. Резников,
  24. B. Ф. Малышев и др. // Порошковая металлургия. 1979. — № 6.1. C. 26−30.
  25. И. В., Радомысельский И. Д., Щербань Н. И. Исследование уплотняемости порошков // Порошковая металлургия. 1975. — № 6. -С. 32−43.
  26. , Р. Дж. Теория пластичности пористых тел: сб. переводов «Механика».- 1973.-№ 4.-С. 109−121.
  27. , Р. Математическая теория пластичности. М.: Гостехтеориздат. -1956.-407 с.
  28. А. К., Соколовский В. Н. Исследование уплотнения металлических порошков при нагреве под высоким давлением до 80 кбар // Порошковая металлургия. 1978, — № 11. — С. 28 -33.
  29. К. К. Применение техники высоких давлений при исследованиях твердого тела. — М.: «Мир». — 1972. — 232 с.
  30. А. С. Основы сварки давлением. М.: Машиностроение, 1970. -302 с.
  31. А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом. Новосибирск: «Наука», 1972.-139 с.
  32. Ю. Г., Пруцаков В. Т., Скориков В. А. Особенности динамического горячего прессования металлических порошков, технология изготовления и свойства металлокерамических и шихтовых материалов. — Новочеркасск. 1971. — С. З — 10.
  33. М. Е. Методика исследования металлов и обработки опытных данных. М.: Металлургиздат, 1952.- 144с.
  34. В.Н., Бобров Г.В, Дружинин JI.K. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1987.-792с.
  35. Л.О., Корнюшин Ю. В., Ошкадеров С. П. Формирование межчастичных соединений при электроконтактном спекании металлических порошков //Метафизика. 1991.Т.13.№ 10.С.110−121.
  36. А.И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока. М.:Металлургия, 1987.-128с.
  37. A.A., Истомина Т. И., Попов В. П. Влияние удельных энергозатрат при электроразрядном спекании на структуру и свойства композиции медь-олово абразив// Порошковая металлургия. 1986.№ 8. С.67−70
  38. Киеси Иноуэ. Метод и установка для спекания электрическим разрядом. Патент Японии № 1685,Кл. 10А501,1971.
  39. Киеси Иноуэ. Способ изготовления формы для электроразрядного спекания. Патент Японии № 45−1528ДСл.10А601,1970.
  40. К.Е., Мазюк В. В., Минько Д. В., Шелег В. К. Теория и практика электримпульсного спекания пористых порошковых материалов. Минск: Ремико, 1997.- 180с.
  41. С.А., Башлыков С. С., Быков И. И. и др. Электроимпульсное прессование порошковых материалов.- Препринт ИПМ АН УССР.- N6. -1985.-30с.
  42. М.И., Фадин В. В. Влияние электрического поля на разрушение поверхности трения спеченных металлических / М. И. Алеутдинова, В. В. Фадин // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функцион. покрытия. 2010. — № 2. — С. 18 — 23.
  43. Пат. на изобретение № 2 210 460 РФ. Способ изготовления изделий из шихты на основе металлического порошка/ Егоров С. Н., Медведев Ю. Ю., Егоров М. С., Егорова И.Ф./ 06.12.2001.
  44. , Ю.Ю. Формирование порошкового материала при электропластическом уплотнении // Дисс.. канд. техн. наук: -Новочеркасск. 2003. — 152 с.
  45. A.A. Структура и свойства порошковой бронзы, формированной при электроконтактном уплотнении: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Новочеркасск, 2007. 20 с.
  46. Handbook of Auger Electron Spectroscopy // Physical Electronics. 1995. -408 c.
  47. Ю.Г., Попов C.H. Исследование сращивания металлов при динамическом горячем прессовании // Порошковая металлургия.-1971.-№ 2. -С.44−51.
  48. Я. Б. Фридман. Механические свойства металлов. Изд. 3, в 2-х частях. М.: «Машиностроение», 1974.- 840с.
  49. A.A. Планирование эксперимента при исследовании техно-, логических процессов. М.: Машиностроение. — 1981.- 184 с.
  50. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. — 276 с.
  51. Ф.С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов, методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение- София: Техника, 1980.- 304 с.
  52. Смирнов-Аляев Г. А., Чикидовский В. П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. — Л.: Машиностроение. — 1972. — 359 с.
  53. Т.А. Получение высокоплотного материала методом электроконтактного уплотнения/ Т. А. Литвинова // Металлург. 2009. -№ 7. — С. 67−68.
  54. Т.А., Егоров С. Н. Влияние технологических режимов электроконтактного уплотнения на пористость порошковой стали / Т. А. Литвинова, С. Н. Егоров // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функцион. покрытия. 2010. — № 1. — С. 28−30.
  55. Т.А., Егоров С. Н. Механические свойства порошковой стали, полученной методом электроконтактного уплотнения / Т. А. Литвинова, С. Н. Егоров // Металлург. 2010. — № 1. — С. 65−67.
  56. Ю.Г. Динамическое горячее прессование в металлокерамике. -М.: Металлургия, 1972. 176 с.
  57. Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок. М.: Металлургия, 1977. — 216 с.
  58. Механические свойства спеченных материалов. Сообщение 3 / В. И. Трефилов, Ю. В. Мильман, Р. К. Иващенко и др. // Порошковая металлургия. -1991- № 5 С.38−49.
  59. В.Н., Перельман В. Е. Механика процессов прессования порошковых и композиционных материалов.- М.: 2001. 628 с.
  60. С. С., Либенсон Г. А. Порошковая металлургия.-М.: Металлургия, 1980 495 с.
  61. Ю.Г., Мариненко Л. Г., Устименко В. И. Конструкционные порошковые материалы и изделия. М.: Металлургия, 1986.-144 с.
  62. В. С. Спеченные материалы в технике. М.: Металлургия, 1978 — 231 с.
  63. М.С. Влияние степени гомогенизации порошковых сталей на их механические свойства // Изд. вузов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. -2004. — Прил. № 8. — С. 15 — 19.
  64. С.Н., Симилейский Б. М., Егоров М. С. Строение хемосорбированного слоя кислорода на поверхности металлов кубической сингонии// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки, 1999. -С.77−80.
  65. В.К. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. -М.: Наука, 1970.-292с. «
  66. И.М. Холодная сварка металлов. Л.: Машиностроения, 1985. -224с.
  67. Э.В. Металлохимия комплексного легирования. М.: Металлургия, 1983. — 184с.
  68. Т.А., Егоров С. Н. Формирование порошковой стали в условиях электроконтактного уплотнения // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия .- 2009. № 2. — С. 20 — 22.
  69. , Б. Г. Взаимная диффузия и гомогенизация в порошковых сплавах: Моногр./ Юж. Рос. Гос. Техн. Ун-т. — Новочеркасск: ГОРГТУ, 2002. — 113 с.
  70. Т.А., Егоров С. Н., Медведев Ю. Ю. Кристаллографические аспекты гомогенизации железографитовой композиции /Т. А. Литвинова, С. Н. Егоров, Ю. Ю. Медведев // Металлург. 2010. — № 6. — С. 40 -43.
  71. В.А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. М.: Химия, 1977.-376 с.
  72. Ю.Г., Попов С. Н. Исследование сращивания малоуглеродистой стали при динамическом горячем прессовании // Исследование в области порошковой и стружковой металлургии: Новочеркасск, 1968.- С. 120−131.
  73. Ю.Г., Попов С. Н. Исследование сращивания меди при динамическом горячем прессовании // Исследование в области порошковой и стружковой металлургии: Новочеркасск, 1968.- С. 131−141.
  74. Ю.Г., Попов С. Н. Исследование сращивания металлов при динамическом горячем прессовании // Порошковая металлургия.— 1971.-№ 2.- С.44−51.
  75. С.Н. Исследование процесса формирования материала при динамическом горячем прессовании пористых порошковых заготовок// Дисс.. канд. техн. наук:-Новочеркасск.- 1978. — 167 с.
  76. A.C., Борисов С. А. Влияние размера частиц на поверхностную сегрегацию // Порошковая металлургия. -1988.- № 10.- С. 14−16.
  77. Физико-химические свойства элементов / Под ред. Г. В. Самсонова // Киев: Наукова думка, 1965.- 808 с.
  78. Ч., Томсон Р. Физика твердого тела.- М.:Мир, 1969.-560 с.
  79. Senuma Т. et. al. Influence of Chemical Compositions on the Texture Formation of Low Carbon Sheets Rolled in a-region // Tetsu to hagane. 1987.- № 73.-P. 1421.
  80. Tsunoyama K. et. al. Development of Extra Deep Drawing Gold-Rolled Steel Sheets for Intergradet Automotive Parts // Kawasaki Steel Girho. 22(3), 1990. -P.177−182.
  81. Takeshi H. Development and Production of IF- Steel (Round Table Discussion of the Metallurgy of Modern IF Grades). Germany. Dusseldorf. 1990. Sponsored by NPC.
  82. Кан P. Физическое металловедение.-Т.2.- M.: Мир, 1968.- 491 с.
  83. Я. С., Скаков Ю. А., Иванов А. Н., Расторгуев JI.H. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия.- М.: Металлургия, 1982.- 632 с.
  84. JI.С. Поверхностные явления в металлах М.: Гос. науч.-техн. изд. литер, по черной и цветной металлургии, 1955.- 304 с.
  85. Г. К., Иванов A.C., Борисов С. А. О перераспределении примесей в мелких частицах за счет восходящей диффузии // Физика металлов и металловедение. -1980.- № 3.- С.633−634.
  86. Процессы сращивания в порошковых горячештампованных материалах на основе железа. Сообщения 1−3 / Б. Ю. Дорофеев, В. Ю. Дорофеев, Ю. Н. Иващенко и др. // Порошковая металлургия. 1988. — № 6. — С. 27−32- № 7. — С. 53−56- № 8.- С. 36−40.
  87. Процессы сращивания в порошковой металлургии / В. Ю. Дорофеев, И. А. Кособоков, В. И. Лозовой и др.//Новочерк. политехи. ин-т. Новочеркасск.-1990.-88 с. ,
  88. B.C. Разрушение металлов М.: Металлургия, 1979.-168 с.
  89. Т.А. Получение высокоплотного материала методом электроконтактного уплотнения/ Т. А. Литвинова // Металлург. 2009. -№ 7. — С. 67−68.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!