Порошковые инфильтрованные материалы Fe-Ni-Cu на основе механически активированных шихт

• Автор: Гончарова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Влияние меди и никеля на формирование спеченных порошковых

материалов ЕеЕЛСи.

1.2 Инфильтрованные порошковые материалы ЕеМСи.

1.3 Порошковые материалы на основе механически легированных

шихт ЕсЬП

1.4 Выводы, цели и задачи исследования.

2 МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Характеристика исходных материалов
2.2 Технологии изготовления исследуемых образцов
2.3 Методики обработки экспериментальных исследований.
2.4 Методики определения физикомеханических и триботехнических свойств ИПМ
2.5 Методики микрореитгеносиектрального, рентгенофазового и
рентгеноструктурного анализа
2.6 Обработка экспериментальных исследований
2.7 Многокритериальная оптимизация технологических параметров
инфильтрации
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В ВЭМ ШИХТ ЕеИ ПОРОШКОВЫХ
ОСНОВ ИПМ.
3.1 Сухой размол порошковых шихт ЕеЕЛ.
3.2 Размол в жидких средах порошковых шихт ЕеЕ
3.3 Механическая активация в жидких средах порошковых шихт Ее
3.4 Выводы по главе
4 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СПЕКАНИЯ, ИНФИЛЬТРАЦИИ, ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ В ВЭМ ПОРОШКОВЫХ ШИХТ Ре.
4.1 Спеченные и инфильтрованные материалы на основе порошковых шихт, полученных сухим размолом.
4.2 Спеченные и инфильтрованные материалы на основе порошковых шихт, полученных размолом в жидких средах.
4.3 Спеченные и инфильтрованные материалы на основе порошковых шихт, полученных механической активацией в жидких средах.
4.4 Выводы по главе.
5 ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И РАЗРАБОТКА ОПЫТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА ОПОРНОЙ ШАЙБЫ
5.1 Обсуждение полученных результатов.
5.2 Разработка опытной технологии получения инфильтрованного порошкового материала РеЫ1БрОЮС1,5ЦФ опорной шайбы горнопроходческого
комбайна.
5.3 Общие выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Спекание может быть активировано наличием в прессовках легкоплавких компонентов, образующих эвтектики с температурой плавления ниже температуры спекания. С помощью легирования можно стабилизировать размеры при спекании и значительно уменьшить усадку [2]. К числу наиболее распространенных легирующих элементов, применяемых в порошковой . Самое широкое распространение получило легирование медью, сплавы которой с железом изготавливаются чаще всего путем смешивания исходных компонентов [3]. Растворимость меди в железе при температурах спекания велика, что способствует интенсивному образованию диффузионных связей и твердорастворимому упрочнению [4]. Максимальная растворимость меди в железе при температуре К составляет 8%, а железа в меди - 4% [5]. Присутствие меди значительно повышает прочность пористого железа, благоприятно влияет на процесс спекания. Увеличение количества меди от 3% до 5% позволяет повысить физико-механические свойства сталей [3]. Антифрикционные свойства материалов, содержащих медь, имеют более высокие физико-механические свойства, что позволяет использовать их в ответственных узлах трения [6]. Материалы железо-медь, содержащие медь свыше % (до -%), обладают повышенной коррозионной стойкостью, по антифрикционным свойствам не уступают бронзе и с успехом могут ее заменять [7]. При использовании вместо меди - медных сплавов (бронзы) показано снижение температуры спекания (при добавлении олова к сплавам Ре-Си с до 0°С), при этом одновременно улучшаются прочность и обеспечивается более точный контроль размеров, чем у сплавов, легированных только медью. При изучении механизмов спекания Ре-Си-Бп при °С было установлено, что добавки олова в сплавы Ре-Си приводят к повышению растворимости железа в жидкости, возрастанию скорости массопереноса железа, убыванию скорости диффузии меди в железо, снижению поверхностного натяжения меди, что приводит к улучшению смачиваемости и проникновению в матрицу, снижению температуры ликвидуса, что позволяет указанным выше процессам протекать при более низких температурах. В работе [В] показано, что добавка % сплава на основе меди (пористая бронза, изготовленная из порошков меди и олова (9-% Бп)) в железный каркас заменяет литые бронзовые детали. В качестве инфильтрата для пропитки железного каркаса в работе [9] обосновано использование бронзы БрОЮС1,5ЦФ и определено его оптимальное содержание (-% мае. Увеличение содержания олова более 1-1,4% мае. ИПМ и снижению прочности. Известно [], что если нагреть железомедные смеси любого состава выше °С, то будут преобладать условия жидкофазного спекания, вследствие образования жидкой фазы на поверхностях раздела частиц порошка железа и меди. Однако при использовании меди как добавки к железу наблюдается «разбухание» железомедных прессовок при спекании - «медный рост», что влияет на точность размеров детали. Рост заготовок из сплавов Ре-Си зависит от ряда параметров, включая содержание меди и других легирующих элементов, свойств железных и медных порошков, плотность заготовок, температуры и длительности термического воздействия. Медь плавится и капиллярное давление стремится перестроить твердые частицы так, чтобы были достигнуты минимальная поверхность пор и максимальная упаковка. Движущей силой этого процесса является уменьшение поверхностного натяжения на границе жидкости или газа. Однако величина сжатия ограничивается образованием мостиков между частицами. После усадки, обусловленной перестройкой, если поверхность выпукла форма частиц изменяется вследствие растворения железа, а где поверхность вогнута -осаждения в области шеек и других плоскостей. Железо несколько расширяется, когда медь входит в твердый раствор, а дополнительное расширение может вызывать пористость, обусловленную эффектом Киркендалла. Ограниченный коэффициент объемной диффузии меди в у-Ие приводит к ее ограниченному проникновению и неполному легированию. Это очень слабый источник расширения. Медь образовывает с-фазу и растворяется в железе - твердый раствор железа в меди, который раздвигает частицы, вызывая рост прессовки.