Выбор и исследование материалов с заданными свойствами для производства литой биметаллической пресс-оснастки

• Автор: Сагиров, Марсель Мансурович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОСТОЙКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ТВЕРДО-ЖИДКОЙ ШТАМПОВКИ СПЛАВОВ

1.1 Особенности нагружения штампов для твердо-жидкой штамповки

1.2 Тепловое воздействие

1.3 Влияние внешнего силового воздействия

1.4 Взаимодействие инструментальных материалов с расплавами

1.5 Стали, применяемые при изготовлении пресс-оснастки

1.6 Существующие способы и методики исследования материалов для пресс-оснастки

1.7 Существующие способы производства литой пресс-оснастки и теоретические предпосылки их совершенствования

Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Выбор объекта исследования и экспериментальные исследования температурных полей штампа в процессе эксплуатации
2.2 Применяемые материалы
2.3 Разработка методики исследования
2.4 Аналитические расчёты- напряжённого состояния штампа в процессе эксплуатации
2.5 Исследование закономерностей разрушения штампов в процессе эксплуатации
2.6 Методика и установка для определения работоспособности исследуемых материалов
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ НА ИХ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ
3.1 Сравнительные испытания сопротивления инструментальных сталей в литом и кованом состояниях термомеханической усталости
3.2 Исследование влияния температурных условий кристаллизации и охлаждения отливок из стали 4Х4СВМ2Ф на структуру и свойства
3.3 Исследование влияния марганца на литейные свойства стали 4Х4СВМ2Ф и аналогичные марки
3.4 Обоснование выбора стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР для работы в условиях ЦТСН и сравнительный анализ сталей с высокими эксплуатационными свойствами
3.5 Исследование структуры и свойств стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР в зависимости от условий охлаждения, термической обработки, модифицирования
Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА И ТЕХНОЛОГИЧЕКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ штампов с опорным СЛОЕМ ИЗ ЛЕГКОПЛАВКИХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
4.1 Общие положения
4.2 Разработка технологии изготовления отливок штампов из биметалла сталь-алюминий
4.3 Исследование свойств биметаллического сплава «А1-Ее»
4.4 Оптимизация технологии изготовления литых биметаллических штампов
4.5. Технико-экономическое обоснование изготовления литых биметаллических штампов
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Современный уровень развития машиностроения охватывает внедрение в производство высокотехнологичных процессов получения заготовок, приближающихся по размерам и форме к готовым деталям. Актуальность проблемы постоянно возрастает в связи с ростом объемов пресс-оснастки и требованиями к точности изделий. Но высокая стоимость и низкая стойкость пресс-оснастки ограничивают масштаб их внедрения в производство.
Повышение эксплуатационных свойств пресс-оснастки связано на прямую с развитием автомобильной, приборостроительной, ракетной, авиационной, но и других сфер промышленности. При решении рассматриваемого вопроса дополнительную сложность создаёт дороговизна основных легирующих компонентов теплостойких инструментальных сталей. Поэтому, увеличение работоспособности, а также разработка экономно легированных сплавов, рациональных технологий изготовления и упрочнения пресс-оснастки являются актуальными и требуют незамедлительного решения.
В трудах В.А. Виллса , Ж. Робертса , Б.Ф. Трахтенберга , А.И. Иванова, В.Г. Асташова, Ю.А. Геллера, и других [16,59,74,75,77,33,34,1,17-21] отмечено, что для повышения работоспособности пресс-оснастки нужны не только новые и известные перспективные материалы, а также технология изготовления, и оптимизация режимов упрочнения пресс-оснастки, основанная (наряду с определением основных механических свойств) на информации, полученной при исследовании специальных характеристик инструментальных материалов, таких, как теплостойкость, разгаростойкость и других. Разработан метод полунатурных испытаний, принципиальной особенностью которого является выполнение экспериментальных программ на образцах простой формы при моделировании или воспроизведении в испытательных установках факторов и параметров воздействия, мак-

ботке материалов для высокостойкой пресс-оснастки, работающей в условиях ЦТСН.
Результаты стойкостных испытаний пресс-оснастки чаще всего не имеют удовлетворительной корреляции с данными лабораторных испытаний. Поэтому в качестве основного метода для оценки работоспособности материалов пресс-оснастки до последнего времени используются натурные испытания.
Анализ литературных источников по рассматриваемому вопросу показывает малочисленность разработок в области испытательной техники, предусматривающей исследование специальных характеристик материалов для пресс-оснастки. Здесь следует отметить существование двух самостоятельных классов методов испытаний инструментальных сталей обсуждаемого назначения: один из них предназначен для оценки активности взаимодействия материалов с расплавами, другой — оценки разгаростойкости.
Переходя к рассмотрению методов испытания на разгаростойкость материалов для пресс-оснастки, следует отметить, что специальных разработок в этой области не проводилось. Для рассматриваемых целей в известных работах традиционно используются качественные методы испытаний сталей на термическую усталость (ТУ), обеспечивающие изучение закономерностей трещинообразования (иногда параллельно определяется изменение размеров и формы образцов) на поверхностях цилиндрических образцов, подвергаемых многократному нагреву и охлаждению.
Теплоконтактный способ выгодно отличается от других возможностью варьирования условий теплового стока на массу, а также возможностью исследования- кинетики развития единичной трещины. Универсальность рассматриваемого способа, высокая производительность, получение многосторонней достаточно достоверной информации (благодаря применению ряда объективных критериев для оценки поведения материалов при комплексном или раздельном температурно-силовом нагружении) выдви-