Технологическое обеспечение износостойкого поверхностного слоя пластин штампов для формования изделий из мелкодисперсных абразивосодержащих смесей

• Автор: Игонин, Владислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

1.1 Упрочнение поверхности путем пластического

деформирования

1.2 Упрочнение поверхностей деталей нанесением износостойких

покрытии

1.3 Химикотермические методы упрочнения поверхности

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ.

ЦЕЛБ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 4

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АБРАЗИВНЫХ ЧАСТИЦ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ПЛАСТИН ШТАМПОВ ПРИ УПЛОТНЕНИИ АБРАЗИВОСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ.
2.1 Особенности формования изделий из
абразивосодержащих смесей
2.2 Исследование напряженного состояния уплотняемой
массы сыпучего материала.
2.3 Исследование износа боковых пластин штампов при прессовании
2.4 Определение контактного давления при уплотнении абразивосодержащих смесей в штампе.
2.5 Выводы.
ГЛАВА 3. УПРОЧНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
СТАЛЬНЫХ ПЛАСТИН ШТАМПОВ ДИФФУЗИОННЫМ БОРИРОВАНИЕМ.
3.1 Структура и свойства борированного слоя.
3.2 Теоретическое исследование процесса диффузии бора в поверхность упрочняемой детали
3.3 Разработка нового состава для порошкового борирования
3.4 Экспериментальные исследования влияния концентрации диффундирующих элементов и времени насыщения на качественные показатели упрочненного слоя.
3.5 Выводы.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПЛАСТИН, УПРОЧНЕННЫХ ДИФФУЗИОННЫМ БОРИРОВАНИЕМ.
4.1 Изменение микрорельефа поверхности и размеров деталей
после борирования
4.2 Влияние технологических факторов на износостойкость образцов после борирования.
4.3 Топографии поверхности износа
4.4 Исследование износостойкости упрочненного
поверхностного слоя в условиях контактного трения
4.5 Выводы.
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 Технология диффузионного упрочнения пластин штампов для прессования керамических и силикатных
материалов.
5.2 Технология восстановления изношенных борированных пластин штампов
5.3 Техникоэкономическая эффективность внедрения новой технологии упрочнения поверхностей пластин штампов борированием
5.4 Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Пластины штампов для прессования
общие виды и чертеж боковой пластины с техническими
требованиями.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Матрица плана, результаты опытов и
статистической обработки экспериментальных данных для построения математических моделей влияния состава порошковой смеси на микротвердость и толщину
борированного слоя.
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Матрица плана, результаты опытов и
статистической обработки экспериментальных данных для построения математических моделей влияния
технологических факторов на износ поверхности образцов 0 ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Результаты исследования топографии
поверхности пластин штампов
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акты внедрения результатов работы, решение
ФИПС о выдаче патента по заявке на изобретение.
ВВЕДЕНИЕ


При качении деформирующего элемента, прижатого к поверхности силой Р, происходит локальный контакт поверхности тела качения с обрабатываемой поверхностью, что приводит к возникновению очага пластической деформации, перемещающегося вместе с инструментом см. При этом поверхностный слой деформируется на глубину к
б
распространения очага деформации, размеры которого зависят от силы Р, подачи , частоты вращения п, а также формы и размеров деформирующего элемента твердости обрабатываемого материала и других факторов. При ППД поверхностного слоя достигается снижение шероховатости поверхности и предела текучести металла, происходит повышение микротвердости, формирование в поверхностных слоях металла сжимающих остаточных напряжений. По схеме скольжения см. При динамическом воздействии инструмента на поверхность детали см. Удары, наносимые инструментом, оставляют на поверхности большое число локальных пластических отпечатков, которые постепенно покрывают всю обрабатываемую поверхность. Рассмотрим подробнее основные технологические способы ППД. Выглаживающие способы применяют для обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Выглаживание наружных поверхностей производят выглаживателями, а внутренних прошивками дорнами или шариками. Выглаживатель состоит из державки и деформирующего элемента, которым может быть пластина твердого сплава или алмаз. Лучшее качество достигается при алмазном выглаживании. Кристалл алмаза закрепляют в оправке обычно пайкой. Используются кристаллы весом 0,. Радиус рабочей поверхности алмаза 0,5. Рабочая поверхность сферы полируется. При обработке, выглаживатель с определенным усилием Р прижимается к обрабатываемой поверхности и движется с продольной подачей а деталь при этом вращается рис. Рисунок 1. Контактирование инструмента и детали может быть упругим или жестким. При упругом контактировании, процесс обработки проходит стабильно, а качественные характеристики поверхностного слоя получаются более однородными. Процесс выглаживания сопровождается теплообразованием, интенсивность которого зависит от режимов и условий обработки , 1. Для повышения стойкости инструмента и уменьшения трения, применяют сульфофрезол или индустриальное масло. Для выглаживания внутренних цилиндрических поверхностей изготавливают специальные прошивки дорны рис. Диаметр инструмента при этом принимают несколько большим диаметра отверстия для создания контактного давления на поверхность. Рисунок 1. В результате выглаживания достигается глубина наклепанного слоя с повышенной микротвердостью до 0,2. Яа 0,2. Дорнование и упрочняющее применяют для повышения износостойкости и в качестве отделочной обработки, особенно для пластичных материалов , , 8. Обкатные способы обработки поверхностей производят шариковыми рис. Обкатник прижимается к обрабатываемой поверхности и получает движение продольной подачи, а детали сообщается вращательное движение . Рисунок 1. Шарики и ролики изготавливают из сталей IIIX, ХВГ, ХП, У,У. Для обеспечения твердости их закаливают до . НЯС, а рабочие поверхности полируют , 3. При обкатке также происходит нагрев поверхностных слоев детали и инструмента, в результате чего качественные характеристики поверхностного слоя ухудшается. Поэтому при обкатке применяют в качестве смазочноохлаждающей жидкости СОЖ индустриальное масло И или его смесь с 2. Исходная шероховатость поверхностей деталей оказывает большое влияние на процесс обкатки. Так при обкатывании незакаленных поверхностей, высота неровностей Яг должна быть не более . При более грубой исходной шероховатости неровности деформируются только частично, и обеспечить эффективное снижение шероховатости не удается. При обкатывании деталей из закаленных сталей и других материалов, которые обладают пониженной пластичностью, исходная шероховатость поверхности не должна превышать Яа 1, мкм. Поэтому в качестве технологической операции, предшествующей обкатыванию, обычно назначают шлифование. Поскольку обкатывание при упругопластическом контакте практически не уменьшает погрешности формы поверхностей, то необходимая точность должна обеспечиваться на предшествующей операции.