Структура и свойства порошковых спеченных материалов для горячей штамповки деталей сложной формы

• Автор: Егорова, Римма Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ 7 ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Деформация компактных и пористых материалов

1.2 Определение механических свойств металлов и сплавов по 20 твердости

1.2.1 Определение предела текучести по твердости

1.2.2 Определение предела прочности по твердости

1.3 Дефекты порошковых горячештампованных изделий

1.4 Цель и задачи исследования 3

2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ 37 ОБРАЗЦОВ, МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристика исходных материалов
2.2 Изготовление образцов холодным статическим прессованием и 40 последующей горячей штамповкой
2.3 Схемы проведения испытаний образцов, применяемая оснастка и 43 оборудование
2.4 Оценка точности результатов экспериментов
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕФОРМАЦИИ ПОРИСТОГО 52 МАТЕРИАЛА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОЙ ОСАДКИ
3.1 Деформируемость порошковых материалов при свободной 52 осадке
3.1.1 Влияние геометрических параметров образцов на 55 деформируемость
3.1.2 Влияние исходной пористости образцов на деформируемость
3.1.3 Упругие и пластические характеристики порошковых 70 материалов после свободной осадки
3.1.4 Кинетика возникновения трещин в осаживаемых 78 цилиндрических образцах

3.2 Микроструктура порошковых материалов после свободной
осадки
З.ЗОценка контактной поверхности в условиях свободной осадки
3.4 Механические свойства горячештампованного порошкового 96 железа
3.5 ВЫВОДЫ
4 МИКРОСТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 103 ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В УСЛОВИЯХ РАСТЯЖЕНИЯ
4.1 Деформируемость порошковых материалов при 103 высокотемпературном растяжении
4.2 Микроструктура порошковых материалов после 111 высокотемпературного растяжения
4.3 Электронная микроскопия поверхности изломов
4.4 Деформируемость порошковых материалов при горячей 126 твердости
4.5 ВЫВОДЫ
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ 135 ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Рекомендации практического использования результатов 135 исследования
5.2 Инструментальная оснастка для изготовления зубчатого шкива 138 ленточного транспортера
5.3 Технология получения зубчатого шкива ленточного транспортера 142 методом порошковой металлургии
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы методы порошковой металлургии (ПМ) широко внедряются в практику изготовления изделий самого различного назначения и охватывают многие отрасли техники. Это объясняется тем, что изделия из порошка по качеству и свойствам практически не уступают изделиям из компактного материала, а зачастую даже превосходят их.
ПМ является одним из наиболее прогрессивных процессов превращения металла в изделие. Это обуславливается как ее техникоэкономическими показателями, так и возможностями создания материалов с особыми механическими и физико-химическими свойствами.
Основные преимущества ПМ перед другими технологическими процессами состоят:
- в резком сокращении расхода материалов и энергозатрат при производстве изделий;
- в многообразии составов и возможности их широкого варьирования при создании новых порошковых и композиционных материалов;
- в стабильности функциональных свойств изделий;
- в высокой производительности и возможности автоматизации технологических операций.
Расширение области применения порошковых материалов связано с увеличением уровня их эксплуатационных свойств и с практически неограниченной возможностью конфигурационного формообразования уплотняемого порошка или пористой заготовки. Для решения первой задачи требуется формирование высокоплотных материалов. Наиболее перспективной технологией их производства является горячая обработка давлением пористых заготовок (ГОДПЗ).
Многочисленные исследования, проводимые в последние десятилетия, посвящены выявлению зависимостей между составом исходной шихты, параметрами технологии, структурой и свойствами получаемого материала.
заготовку с заданным распределением плотностей по ступеням, разность высот которых равна разности высот ступеней в готовой детали. После горячей штамповки плотность в ступенях выравнивается, а зажим не образуется. Однако возможности применения этого способа ограничены из-за сложности создания большой разности плотностей в заготовке.
Для реализации изготовления деталей сложной ступенчатой формы необходимо учитывать не только особенность инструмента, в недопущении дефектообразования, но и в большей степени пластичность пористого порошкового материала. Поэтому выработка оптимальных режимов изготовления деталей сложной формы, а также повышение пластичности пористого порошкового материала в нагретом состоянии является актуальной задачей.
1.4 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведенный анализ научно-технической литературы позволил сделать следующие выводы.
Порошковая металлургия характеризуется широкой гаммой технологических процессов изготовления материалов, деталей и заготовок различного назначения. Наибольшее развитие получили технологии производства конструкционных изделий для нужд машиностроения.
Наиболее высоким уровнем механических свойств обладают высокоплотные порошковые материалы, к которым применимы как традиционные, так и специфические методы упрочнения.
Для производства высокоплотных изделий наиболее прогрессивной является технология порошковой металлургии, основанная на горячей обработке давлением пористых заготовок. Перспективным из них является метод динамического горячего прессования или горячей штамповки пористых заготовок с целью получения изделий заданной формы, размеров с высокими физико-механическими свойствами.