Разработка и исследование антифрикционных сплавов системы Al-Si-Cu-Pb и технологии изготовления из них литых деталей с целью создания нового поколения шестеренных насосов

• Автор: Георгиевский, Мирослав Георгиевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Детали шестеренных насосов, изготовляемые из алюминиевых сплавов
1.2. Литьё с кристаллизацией под давлением сплавов цветных металлов
1.3. Антифрикционные и износостойкие алюминиевые сплавы
1.4. Свойства антифрикционных и износостойких алюминиевых сплавов, закристаллизованных под давлением
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Выбор сплавов, опытных отливок и режимов литья
2.2. Методика исследования затвердевания и уплотнения формирующихся отливок
2.3. Методика исследования качества и усадки отливок
2.4. Методика исследования ликвации свинца в отливках
2.5. Методика исследования структуры и механических свойств
сплавов и отливок
2.6. Методика исследования температурных интервалов плавления сплавов
2.7. Методика исследования фрикционных характеристик сплавов
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И УПЛОТНЕНИЯ
ПРИ ЗАТВЕРДЕВАНИИ ОТЛИВОК
3.1. Исследование затвердевания и уплотнения формирующихся отливок
3.2. Исследование усадки отливок
3.3. Выводы по главе 3
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ОТЛИВОК
4.1. Исследование ликвации свинца в сплавах и отливках
4.2. Исследование структуры и механических свойств отливок
4.3. Исследование фрикционных характеристик отливок
4.4. Выводы по главе 4

5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ ШЕСТЕРЁННЫХ НАСОСОВ
5.1. Литьё с кристаллизацией под давлением компенсаторов
5.2. Литьё с кристаллизацией под давлением втулок
5.3. Повышение надёжности шестерённых насосов
5.4. Внедрение процесса ЛКД в производство
5.5. Экономическая эффективность процесса ЛКД
5.6. Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Инновационный путь развития экономики и конкурентоспособность России на мировом рынке, в последнее время объявленный как приоритетное направление дальнейшего развития страны, не может быть реализован без создания конкурентоспособной продукции с гарантированным техническим уровнем. Производство такой продукции, являющейся объектом интеллектуальной собственности, возможно только пройдя все стадии научно-технического процесса, от исследований и разработки новой продукции до всесторонних испытаний.
Надежность машин и механизмов неразрывно связана с качеством материалов и уровнем технологических процессов на всех стадиях производства. Существенное снижение металлоемкости машин и трудоемкости их производства достигается применением не только высококачественных сплавов, но и прогрессивных технологий.
Среди различных способов изготовления заготовок литье наиболее конкурентоспособно, поскольку позволяет обеспечить однородность структуры и свойств литых деталей, достаточные жесткость и прочность литых конструкций, возможность изготовления заготовок, которые нельзя получить другими способами, и т.п.
Особое место в производстве отливок занимают алюминиевые сплавы, объём выпуска которых во всем мире постоянно увеличивается. Промышленные литейные алюминиевые сплавы имеют достаточно высокую прочность, хорошие технологические свойства, легко обрабатываются. В ряде отраслей промышленности наблюдается тенденция замены чугуна, стали и медных сплавов алюминиевыми сплавами. Относительно высокая стоимость алюминиевых сплавов по сравнению с чугунами и сталями компенсируется значительным снижением массы деталей и трудоёмкости их механической обработки. В свою очередь, снижение массы деталей дает экономический эффект вследствие снижения расхода топлива при эксплуатации машин и агрегатов, что особенно ха-
Материал месдозы - сталь 60Г ГОСТ 14959-79, имеющая после термической обработки твердость 40...45 ШС. На боковую поверхность месдозы наклеивали тензометрические датчики с базой 20 мм и сопротивлением 200 Ом (каждый). Рабочие и компенсационные датчики соединяли по схеме моста, для повышения, чувствительности которого каждое плечо имело по два датчика, соединенных последовательно. Таким образом, общее сопротивление каждого плеча моста составляло 400 Ом. Рабочие датчики наклеивали вдоль образующей цилиндрической части месдозы, компенсационные - поперек.
Перед нагружением месдозы плечи моста были сбалансированы. При сжатии месдозы в цепи моста появлялся ток, пропорциональный усилию прессования. Выходной сигнал от тензомоста усиливался и подавался на соответствующий гальванометр осциллографа. Запись усилия пресса вели через усилитель У («Топаз-2А»), снабженный блоком стабилизационного питания БП («Г ранат»).
При тарировке месдозы давление подавали статически, для чего пуансон пресса опускали со скоростью рабочего хода на жесткий упор. После чего производили набор усилия до заданного значения. При этом усилие задавали с помощью электроконтактного манометра, установленного на прессе. Выходной сигнал месдозы фиксировали по величине отклонения «зайчика» на шкале осциллографа ИП. Месдозу тарировали через каждые 20.. .25 запрессовок.
Опыты проводили на гидравлическом прессе мод. Д2430Б; при проведении опытов усилие пресса регулировали в заданных пределах с помощью регулятора давления в гидросистеме пресса. На столе пресса 13 (рисунок 2.1) устанавливали основание 11 с термопарами 10 и матрицу 12 пресс-формы. На ползуне закрепляли верхнюю плиту 2 с пуансонодержателем 3, в котором при помощи съемных пустотелых штырей 4 закрепляли пуансон 6. В его верхней части выполнена полость для цилиндрической месдозы 5, предназначенная для измерения усилия (давления) прессования во время всего периода формирования отливки. Как указывалось выше, тензометрическая месдоза связана с блоком питания БП, усилителем У и измерительным прибором ИП (светолучевым