Применение химико-термической обработки с последующим облучением электронами для повышения стойкости пресс-форм

• Автор: Платицин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил

Содержание.
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Факторы, определяющие стойкость пресс-формы при литье с кристаллизацией под давлением (ЛКД)

1.2. Материалы для пресс-форм при ЛКД

1.3. Стойкость пресс-форм в зависимости от химико-термической обработки (ХТО)

1.4. Влияние облучения электронами на структуру и свойства металлов и сплавов

1.5. Постановка задачи исследования

Глава 2. Материалы и методика исследования

2.1. Выбор материалов и состава смесей для проведения ХТО

2.2. Проведение алитирования и хромоалитирования

2.3. Проведение многокомпонентного диффузионного насыщения
2.4. Методика проведения и обоснование технологических параметров электронного облучения
2.5. Испытания механических свойств
2.6. Изучение структуры и фазового состава, диффузионного слоя
поверхности пресс-форм.............................................42..
Глава 3. Исследование структуры и стойкости пресс-форм из сталей
20X13 и 4Х5В2ФС после термической обработки
3.1. Структура и механические свойства сталей после термической обработки
3.2. Физико-химические условия работы пресс-форм
3.3 Выводы
Глава 4. Повышение эксплуатационной стойкости пресс-форм для ЛКД
после разных видов ХТО

4.1. Формирование алитированного слоя при диффузионном насыщении
4.1.2. Влияние термической обработки на структуру и свойства алитированного слоя
4.1.3. Влияние алитирования на эксплуатационную стойкость пресс-форм
4.2. Влияние хромалитирования на структуру и стойкость пресс-форм
из стали 40Х
4.3. Влияние диффузионного насыщения на структуру и стойкость
стали
4.4. Разгаростойкость диффузионных покрытий на разных марках стали..
4.5 Выводы
Глава 5. Повышение стойкости пресс-форм методом облучения после химико-термической обработки
5.1.1. Влияние электронного облучения на стойкость пресс-форм
из стали 40Х
5.1.2. Влияние электронного облучения на стойкость пресс-форм из легированных сталей 20X13 и 4Х5В2ФС
5.2. Исследование структуры диффузионного слоя сталей 40Х, 20X13, 4Х5В2ФС после электронного облучения
5.3. Обсуждение результатов исследования
5.4 Выводы
Глава 6. Опытно-промышленное опробование результатов исследования
на производстве
Общие выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
С каждым годом всё более широкое применение находят специальные способы литья, особенно те из них, которые обеспечивают получение отливок с высокими физико-механическими свойствами и минимальными припусками на механическую обработку.
Повышение требований к физико-механическим, технологическим и служебным свойствам отливок, обусловленное научно-техническим прогрессом в машино- и приборостроении, заставляет литейщиков искать те принципы, методы и средства, которые необходимы для решения новых и сложных задач современного литейного производства - получения литых деталей с заданными свойствами.
Формирование большинства свойств отливки определяет первичная кристаллизация. Улучшение эксплуатационных свойств отливок достигается главным образом в результате повышения физической и химической однородности металла, сокращая число макро-, микро- и субмикроскопи-ческих дефектов, значительная часть которых возникает в процессе формирования отливки в литейной форме.
Один из путей повышения качества отливок - использование физико-механических методов воздействия на кристаллизующийся в литейной форме расплав. Для этой цели используют различные формы давлений (механическое, газовое, электромагнитное и пр.)
Одним из наиболее прогрессивных процессов изготовления отливок является литьё под давлением, к разновидностям которого относится прессование металла при его кристаллизации (жидкая штамповка).
Прессование металла при кристаллизации - процесс, способствующий снижению расхода металла и трудоёмкости изготовления отливок по сравнению с заготовками, получаемыми ковкой. Он позволяет получать отливки сложного профиля, не уступающие по своим механическим свой-

2.2. Проведение алитирования и хромоалитирования
Алитированию и хромоалитированию подвергались пресс-формы после окончательной механической обработки с учетом припуска на доводочные операции по контуру ручья вкладыша. Алитирование проводили в порошкообразной смеси, содержащей 50% ферроалюминия (45% железа, 55% алюминия), 47% окиси алюминия и 3% хлористого аммония.
Порошкообразная смесь для проведения хромоалитирования содержала в своем составе: 25% феррохрома, 46% окиси алюминия, 4% хлористого аммония и 25% ферроалюминия. Окись алюминия вводили для предотвращения приваривания частиц хрома и алюминия к поверхности пресс-форм, а хлористый аммоний - для создания активной газовой среды.
Насыщение проводили при температуре 950-1050°С в течение 3-8 ч. ХТО проводили в металлических контейнерах из нержавеющей стали.
На дно контейнера засыпалась подушка из порошка высотой 20-25 мм, на которую укладывались матрицы и толкатели вместе с контрольными образцами. Образцы имели цилиндрическую форму диаметром 15x15 мм. После первой операции проводилась полная засыпка вкладышей пресс-форм с таким расчетом, чтобы высота массы порошка по всему объему вкладыша была не менее 20-25 мм. Затем верхнюю часть контейнера закрывали асбестовой тканью, на которую ставили металлическую крышку с отверстиями для выхода газов (диаметр - 8 мм, шаг между отверстиями - 35 мм). В таком виде контейнер загружали в термическую печь. Загрузка в печь проводилась при температуре 300°С, затем ее повышали до 950-1010°С и выдерживали в течение 3-6 ч.
После указанной выдержки контейнеры извлекали из термической печи и охлаждали на воздухе.
Далее пресс-формы подвергались закалке и отпуску по общему режиму. Припуск на доводочные операции был значительно меньше глубины диффузионного слоя с учетом сохранения слоя после шлифовки и полировки ручья вкладыша.