Теоретические предпосылки обеспечения заданного качества порошковых изделий и рекомендации по их практической реализации

• Автор: Скориков, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.16.06, 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 270 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Методы повышения эффективности изготовления изделий из ПМ. Литературный обзор

1.1. Обрабатываемость резанием.

1.1.1. Особенности обрабатываемости резанием ПМ

1.1.2. Анализ методов повышения эффективности обработки

резанием ГДПС

1.1.3. Обоснование критериев оценки обрабатываемости резанием

1.2. ХТОГДПС.

1.3. Выводы, цель и задачи исследования.

2. Влияние особенностей ГДПС на обрабатываемость ре

занием и формирование структуры их поверхностных слоев в процессе обработки.
2.1. Структура и свойства исследуемых материалов
2.2. Влияние технологических факторов на обрабатываемость резанием
2.2.1. Пористость и особенности структуры.
2.2.2. Содержание углерода
2.2.3. Термическая обработка
2.2.4. Сочетание свойств обрабатываемого и инструменталь
ного материалов
2.2.5. Параметры механической обработки.
2.3. Формирование поверхностного слоя.
2.3.1. Шероховатость обработанной поверхности.
2.3.2. Остаточные напряжения, дефектность структуры и уплотнение поверхностного слоя при чистовом точении
2.3.3. Качественные показатели обработанной поверхности .
2.4 Выводы.
3. ГДПС с улучшенной обрабатываемостью резанием
3.1. Свинецсодержащие Г ДПС.
3.1.1. Обрабатываемость резанием
3.1.2. Свойства СГДПС.
3.1.3. Структурообразование СГДПС
3.2. Висмутсодержащие ГДПС.
3.2.1. Обрабатываемость резанием.
3.2.2. Свойства ВГДПС
3.2.3. Технологические особенности получения ВГДПС
3.3. Кальций и кальцийфосфорсодержащие ГДПС.
3.3.1. Выбор легирующих КС.
3.3.2. Влияние технологических параметров получения КГДПС на механические свойства
3.3.3. Оптимизация технологических режимов горячего уплотнения при получении КГДПС
3.3.4. Обрабатываемость резанием.
3.3.5. Определение основных зависимостей для расчета режимов резания.
3.3.6. Структурообразование кальцийсодержащих Г ДПС
3.4. Выводы
4. Повышение эффективности и качества изготовления изделий из Г ДПС
4.1. Диффузионное хромирование в расплавах солей с применением электролиза ионных расплавов
4.1.1. Кинетика образования диффузионных слоев.
4.1.2. Свойства ПС, прошедших ЭДХ
4.2. Диффузионное хромирование в расплавах солей с применением нагрева ТВЧ.
4.2.1. Кинетика образования диффузионных слоев.
4.2.2. Свойства ПС, прошедших ДХТВЧ
4.3. Выводы
5. Реализация результатов исследований.
5.1 Автоматизация процессов оптимизации режимов резания ГДПС
5.1.1 Автоматизация расчетов оптимальных режимов резания
5.2 Изделия из ГДПС
5.3 Выводы.
Общие выводы
Литература


Наряду с увеличением стойкости снижаются силы резания и улучшается качество обработанной поверхности, так как свинец способствует уменьшению нароста и снижению сил внешнего трения при образовании жидкой прослойки свинцового расплава между стружкой и инструментом. Отмечается, что положительное влияние свинца более ощутимо при резании инструментом из быстрорежущей стали, чем при использовании твердосплавного инструмента, так как в последнем случае при больших температурах резания возможно испарение РЬ и ухудшение его смазывающего действия. В ряде случаев, за счет большей степени измельченности аустенит-ного зерна свинецсодержащих сталей, они имеют повышенную ударную вязкость, а при обработке на сорбит не проявляют склонности к хладноломкости. Максимальное количество вводимого свинца обычно составляет около 0,3 мае. Исследования морфологии частиц свинца в литых сталях дают очень противоречивые результаты. Одни исследователи утверждают, что свинец не образует никаких соединений как с металлической матрицей, так и с неметаллическими включениями, другие - что свинец активно взаимодействует с неметаллическими включениями с образованием частиц сульфидов и силикатов, окаймленных свинцовыми пленками. Противоречия вызваны, по-видимому, трудностью выявления таких соединений при малом содержании свинца. Основным ограничением применения свинца в металлургии является токсичность как самого свинца, так и его соединений. Тем не менее, даже дополнительные затраты на соответствующие меры безопасности, как правило, многократно окупаются эффективностью применения свинецсо-держвщих сталей, особенно в массовом автоматизированном производстве. В литературе встречается немного работ, посвященных улучшению обрабатываемости резанием конструкционных ПС за счет их легирования свинцом. Это, очевидно, связано с тем, что получение порошковых изделий долгое время было ориентировано на полное отсутствие, либо весьма незначительный объем механической обработки. Но проведенный анализ свойств свинецсодержащих литых сталей позволяет сделать вывод, что такие материалы будут весьма перспективны. Методами порошковой металлургии можно получить стали с высоким, практически любым содержанием свинца, что позволит выявить его новые качества, оказывающие существенное влияние как на обрабатываемость резанием, так и на другие эксплуатационные и технологические свойства. В некоторой степени влияние висмута на обрабатываемость сталей резанием аналогично влиянию свинца. Располагаясь в структуре стали в виде тонкодисперсных выделений, как в матрице, так и на частицах неметаллических включений, висмут благоприятствует процессу стружкообразования. Например при МО стали с содержанием Ы 0,8-0,2% крутящий момент уменьшается на %, усилие резания на %, а средняя высота микронеровностей на %. При этом образуется ломкая, хорошо удаляющаяся стружка, что позволяет обрабатывать заготовки из висмутсодержащих сталей на автоматических линиях [1, 9]. Хотя висмут и дороже свинца, его некоторые специфические особенности дают ему возможность успешно конкурировать со свинцом в металлургии. В частности, он является наименее токсичным из всех тяжелых металлов. Обрабатываемость в холодном состоянии и механические свойства висмутсодержащих сталей заметно не изменяются до концентрации В! Новые легкообрабатываемые стали без РЬ и Те, содержащие только В1, хорошо подвергаются цементации и нитроцементации, нанесению гальванических покрытий, пайке твердым припоем. Присутствующий в сталях висмут, в количестве 0,-0,2%, не ухудшает горячей деформируемости материала [5]. С повышением содержания висмута улучшается эффект термоциклической обработки [7]. Легирование висмутом позволяет решать вопросы свариваемости деталей, повышения их коррозионной стойкости, не снижая при этом механических свойств [0]. Небольшие добавки висмута к сталям улучшают прочность, хладноломкость, снижают охрупчивающее влияние серы [0,5]. Висмут также используют для изготовления подшипниковых сплавов на основе железа с улучшенными антифрикционными свойствами.