Повышение эксплуатационных свойств пористых подшипников скольжения путем формирования разноуплотненной структуры в процессе радиального обжатия

• Автор: Мухин, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
1. Анализ современных технологий получения пористых антифрикционных изделий, перспективы и задачи исследования

1.1. Современные технологии получения пористых антифрикционных изделий

1.1.1. Порошковые антифрикционные материалы.

1.1.2. Технологии изготовления.

1.1.3. Влияние структуры пористого подшипника скольжения на повышение его эксплуатационных свойств
1.2. Современное состояние и перспективы теоретического описания процесса калибрования пористой втулки.

1.3. Особенности деформации спеченных пористых втулок

1.3.1. Пластическое деформирование пористых цилиндрических заготовок и методы его исследования.
1.3.2. Механизм образования соединения между компонентами пластическим деформированием

1.4. Выводы и задачи исследования

2. Математическое моделирование формирования разноуплотненной структуры при калибровании пористых втулок
2.1. Применение метода конечных элементов для исследования НДС пористых осесимметричных заготовок
2.2. Постановка задачи и моделирование процесса деформирования пористых втулок в конических матрицах.
2.3. Исследование процесса уплотнения пористых втулок при радиальном обжатии в конических матрицах
2.3.1. Определение действительных механических свойств пористого материала.
2.3.2. Анализ процесса уплотнения пористых втулок при калибровании
2.3.3. Определения конечных свойств втулок в результате
калибрования
2.4. Выводы по главе
3. Экспериментальная оценка процесса формирования разноуплотненной структуры пористой втулки
3.1. Методика проведения эксперимента.
3.2. Результаты эксперимента по калиброванию пористых втулок и их
3.2.1. Анализ факторов, влияющих на уплотнение и разуплотнение материала втулки.
3.2.2. Факторы, влияющие на усилие калибрования.
3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных данных.
3.3.1. Оценка конечной пористости.
3.3.2. Оценка механических свойств
3.4. Выводы по главе
4. Совершенствование технологии производства антифрикционных изделий из металлического порошка
4.1. Разработка методики определения технологических параметров калибрования для получения необходимого уплотнения поверхностных слоев.
4.2. Разработка технологии производства подшипников скольжения с раноуплотненной структурой.
4.3. Внедрение результатов работы
4.4. Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников


Для расширения области применения пропитанных маслом пористых материалов в узлах трения скольжения и установления возможности их использования при тяжелых режимах работы в условиях жидкостного трения необходимо проанализировать принципы образования смазочной плёнки, установить взаимосвязь технологических процессов с физико-механическими свойствами пористого антифрикционного материала. Основными критериями выбора технологии изготовления материалов для узлов трения, и не только их, являются возможная простота технологического процесса, его доступность, использование недефицитного исходного сырья, вспомогательных материалов и оборудования, высокий уровень автоматизации и механизации. Именно метод порошковой металлургии наиболее эффективен для изготовления антифрикционных изделий различного химического состава с хорошей прирабатываемостью, высокой износостойкостью, низким и стабильным коэффициентом трения, хорошей сопротивляемостью схватыванию и другими полезными качествами. Наличие пор позволяет придавать антифрикционные свойства материалам, которые в литом состоянии ими не обладают. Для изготовления антифрикционных изделий применяют традиционные процессы порошковой металлургии, упрощённая схема такого производства представлена на рис. Подготовка порошков Смешивание Формование Спекание Пропитк! Рис. Ниже приведен анализ традиционной технологии получения антифрикционных втулок с точки зрения влияния каждой операции на конечные свойства изделий. В операцию подготовки порошка может входить размол, просев, восстановительный отжиг, сушка или прокаливание, а также плакирование частиц. Подготовительные операции, главным образом, определяют микроструктуру, химический состав готового изделия, а также имеют большое значение при последующих операциях деформирования, что, в конечном счете, оказывает влияние на механические свойства. После подготовки порошки в требуемом соотношении смешивают в течение 2 - 4 ч в смесителях различных ёмкостей и типов, без добавления или с добавлением различных присадок (стеарат цинка, бензин, раствор глицерина в спирте) для улучшения перемешивания. Данная операция влияет на равномерность свойств в объеме готового изделия. Заготовки чаще всего формуют одно- или двусторонним прессованием в стальных пресс-формах на гидравлических или механических прессах при давлении 0 - 0 МПа. Прессование ведут либо с ограничителем высоты (прессование до упора), обеспечивая постоянство высоты прессовок независимо от навески порошка, либо по давлению, обеспечивая постоянство плотности прессовок. Для изготовления изделий более сложной формы или большой массы применяют изостатическое формование, в том числе и при повышенных температурах. Иногда применяют горячее динамическое прессование, взрывное формование и другие методы. Пористость прессовок (формовок) задается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к готовым изделиям, и обычно составляет - % (в некоторых случаях до %). Особенностью формования является то, что масса и размер заготовок должны отличаться от заданных на величину усадки при спекании и припуска на калибрование. Процесс спекания антифрикционных изделий достаточно хорошо изучен и не представляет технических трудностей. Надо помнить, что содержание окислителей (Н, С и др. Для этого применяют печи непрерывного или периодического действия либо с защитной атмосферой, состоящей из водорода, диссоциированного аммиака, конвертированного или эндотермического газа. Либо без использования защитной атмосферы, но в герметичных контейнерах из жаропрочной стали с плавким затвором. Рабочая температура спекания в таких печах до °С. Для изготовления небольших опытных партий изделий применяют спекание в вакууме. Спечённые и, если требуется, термически обработанные пористые втулки пропитывают минеральными маслами (И-А, МГ. С, СВ); масло служит смазкой в процессе их эксплуатации и обеспечивает самосмазы-ваемость антифрикционного материала. От качества применяемого смазочного масла во многом зависят долговечность и другие свойства спеченных подшипников. Поскольку масло в порах удерживается капиллярными силами, то необходимо соблюдать определённое соответствие между размером (эффективным сечением) пор и поверхностным натяжением масла. Пропитку проводят, погружая на 0,5 - 1 ч пористые изделия в нагретую до - 0 “С масляную ванну и затем охлаждая их в холодном масле.