Исследование процессов восстановления и упрочнения матриц для прессования панелей из алюминиевых сплавов методом электроискрового легирования

• Автор: Вишневский, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 142 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЕЛАВА 1. Анализ литературных данных и постановка задачи исследования

1.1. Принципиальная схема процесса ЗИЛ

1.2. Модель процесса ЗИЛ А.Д. Верхотурова

1.3. Оборудование и электродные материалы процесса ЗИЛ

1.4. Эрозия материалов электродов при электроискровом легировании

1.5. Формирование измененного поверхностного слоя при ЗИЛ

1.6. Физико-химические свойства легированного слоя

1.7. Обоснование выбора метода ЗИЛ. Постановка задачи исследования

1.8. Структурно-логическая схема решения поставленной задачи
ЕЛАВА 2. Методика исследований, оборудование и материалы
2.1 .Оборудование и методики используемые при ЗИЛ
2.2.Используемые материалы
2.3. Исследование эрозии электродов и исследование массы катода
2.4. Методика эксперимента по определению прочности сцепления покрытия с основой
2.5. Оборудование для фазового и химического анализа
2.6. Исследование покрытий на жаростойкость
2.7. Методика исследования износостойкости
2.8. Испытание покрытий на газоабразивное изнашивание
2.9. Исследование макроструктуры легированного слоя
2.10. Металлографический анализ микроструктуры легированного слоя
2.11. Определение сплошности покрытия после искровой обработки
2.12. Методы обработки полученных данных
ЕЛАВА 3. Исследование зависимости эрозии анода и процесса формирования ЛС, при однослойном легировании штамповой стали 4Х5В2ФС
3.1. Технология прессования панелей из алюминиевых сплавов
3.2. Требования к легированному слою матриц. Подбор электродных ма-

териалов для исследований
3.3. Исследование эрозии материала анода в зависимости от его
состава, структуры, времени и режимов легирования
3.3.1. Исследование эрозии электродного материала
11Х15Н25М6АГ2, ВК6М, Ni, Сг, Т5К10, Ti, W, WCrl4, WNi
3.3.2. Анализ и обобщение экспериментальных данных по эрозии
материала анода
Выводы
3.4. Исследование процесса формирования J1C на подложках из штамповой стали 4Х5В2ФС никелем, хромом, сплавом 11Х15Н25М6АГ2,
твердыми сплавами ВК6М, Т5К
Выводы
ГЛАВА 4. Исследование формирования многослойного легирования штамповой стали 4Х5В2ФС
4.1. Обоснование целесообразности трехслойного легирования
4.2. Структурная модель процесса образования
многослойного покрытия
4.3.Исследование процесса формирования ИПС при многослойном легировании
4.4. Обобщенная схема процесса ЗИЛ при формировании трехслойного покрытия
4.5. Требования к электродным материалам при формировании
моно- и многослойных покрытий
4.6. Алгоритм формирования многослойных покрытий методом ЗИЛ
4.7. Исследование макро- и микроструктуры, фазового состава ЛС многослойного покрытия
4.8. Анализ распределения химических элементов в поверхностных слоях
образцов из штамповой стали 4Х5В2ФС
4.8.1. Распределение химических элементов в образованных при ЗИЛ покрытиях

4.9. Основные выводы по главе
ГЛАВА 5. Исследование эксплуатационных характеристик покрытий
5.1. Исследование прочности сцепления покрытий
5.2. Исследование на газоабразивный износ
5.3. Исследование триботехнических характеристик
5.4. Исследование жаростойкости покрытий
5.5. Технологический процесс восстановления и упрочнения рабочих поверхностей матриц для прессования панелей из алюминиевых сплавов
Основные выводы по главе
Основные выводы по работе
Используемая литература
Приложения

По мнению Г.П. Иванова [78] причина этого заключается в том, что а- и у -фазы в поверхностном слое стали после её ЭИЛ на воздухе представляют собой не углеродистые, а азотистые аустенит и феррит. Экспериментально такой вывод подтверждается идентичностью рентгенограмм собственно образцов стали Ст.2, упрочнённых сплавом ВК2 и графитом, и тех же образцов после их отпуска при 400°С в течение 10-15 минут. Это указывает на то, что в поверхностном слое упрочнённых образцов действительно присутствует азотистый аустенит, имеющий более высокую стойкость по сравнению с углеродистым, который разлагается при указанной температуре отпуска. Характерно, что параметр решётки у-фазы хорошо укладывается в диапазоне параметров азотистого аустенита 3,6 -3,65 А [179]. Что касается карбидной фазы, то нормальный ц - карбид (МебС) частично или полностью заменяется другим карбидом, известным под названием К-фазы (Ре,С)21 АЧСб. Это свидетельствует о том, что обогащение поверхностного слоя возможно либо из жидкого феррита, или из материала анода. В [204] показано, что в случае упрочнения железа твёрдым сплавом в поверхностном слое образуется аустенит, а при использовании в качестве анода вольфрама, аустенит в БС отсутствует и слой представляет собой пересыщенный твёрдый раствор вольфрама в феррите быстрорежущей стали. На основании этого сделан вывод, что образование у- фазы в поверхностном слое возможно лишь при стабилизации её углеродом из материала легирующего электрода. Данные, полученные в работах [179, 180], этот вывод не подтверждают.
Таким образом, хотя действие искрового разряда очень кратковременно, в процессе ЭИЛ имеет место не только направленный перенос материала на подложку, но и активное перемещение атомов перенесённого материала в поверхностный слой подложки, сопровождающееся химическим взаимодействием материалов электродов. Именно это обусловливает появление в БС метастабильных фаз (у - железа, ц - железа), присутствие окислов и нитридов при упрочнении на воздухе, образование пересыщенных твёрдых растворов.
В [180], исследуя микротвёрдость составляющей слоя после отжига при разных температурах автор установил, что при ЭИЛ стали карбидом титана и