Горячедеформированные порошковые материалы на основе механохимически активированного "стружкового" порошка Д-16

• Автор: Безбородов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 225 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Технологии механической и механохимической активации МХА порошковых материалов на основе алюминия
1.2. Особенности механического легирования МЛ углеродом порошковых материалов на основе алюминия

1.3. Структура и свойства алюминиевых порошковых материалов на основе МХА и МЛ шихт

1.4. Выводы, цель и задачи исследований

2. МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МХА И МЛ АЛЮМИНИЕВЫХ ШИХТ

2.1. Характеристики используемых материалов.

2.2. Технология получения порошковых образцов

2.3. Методики определения физикомеханических и триботехнических свойств горячедеформированных порошковых материалов ГДПМ
2.4. Методики микрорентгеноспектрального, рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа
2.5. Математическое планирование и обработка результатов
экспериментальных исследований
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ ДИСПЕРГИРОВАНИЯАГЛОМЕРАЦИИ ПРИ МХА И МЛ АЛЮМИНИЕВЫХ ШИХТ
3.1. МХА стружки сплава Д и алюминиевой крупки
3.2. Механическое легирование углеродом механохимически
активированной АС
3.3. МХА смеси стружкового и алюминиевого порошков
3.4 Выводы по главе
4. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ УПЛОТНЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ
ЗАГОТОВОК ПРИ ФОРМОВАНИИ И ДАЛЬНЕЙШЕЙ ОБРАБОТКЕ
4.1. Формование пористых заготовок
4.2. Исследование процесса динамического горячего прессования
порошковых заготовок
4.3. Выводы по главе
5. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ГДПМ НА ОСНОВЕ МХА И МЛ
СТРУЖКОВОГО ПОРОШКА
5.1. ГДПМ на основе МХА стружки алюминиевого сплава Д
5.2. ГДПМ на основе механически легированной углеродом и МХА
стружки
5.3. ГДПМ на основе МХА смеси стружкового и алюминиевого
порошков
5.4. Выводы по главе
6. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ
ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННОГО ПОРОШКОВОГО ПОРШНЯ И
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
6.1. Разработка опытнопромышленной технологии получения
порошкового горячедеформированного поршня
6.2. Обсуждение полученных результатов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Литература


Проанализированные технологии формирования ГДПМ позволяют обеспечить их повышенные физико-механические свойства, но они имеют высокую стоимость из-за длительного помола шихты и ее последующей термообработки [], сложности операции экструзии и необходимости дополнительной механической обработки для получения готовых изделий. Формирование ГДПМ с повышенными физико-механическими свойствами осуществляется путем МЛ элементарных порошков А1, ? V, 5/ с добавлением 0,5%мас. Л.З,Т-) []. МЛ системы, %мас. Mg2A 1/1,2. Ре 0, . С 0,. А1 - основа также проводят в среде аргона с использованием стеариновой кислоты. Из МЛ порошка горячим прессованием при / = 0. С в вакууме получают заготовки, их подвергают экструзии с температурой 3. С и закалке при 1 = 6° С (выдержка 2ч) путем охлаждения в воде (/жс1. Американскими учеными [] предложен способ формирования ГДПМ, включающий: МЛ алюминиевой шихты, содержащей, %мас. О 0,4. С 0,. С (предпочтительнее 0°С) и экструдирование / = 5. С (рис. Т-4). А1, 1^у и в шаровой мельнице в атмосфере инертного газа с добавлением стеариновой кислоты для улучшения прессования; дегазацию; горячее прессование в вакууме пористых заготовок и их экструзию {рис. Т -6). При этом достигаются высокие значения трещиностойкости КХс =-,МПа м"1 и модуля упругости ? ГПа []. А1 -и-2,ЗМ#- 1,8Си - 5/С, последующую дегазацию, герметизацию и экструзию {рис. Л.Ъ,Т -5). Технология позволяет использовать ГДПМ при производстве поршней двигателей и деталей шасси []. Для формирования высокопластичного материала с повышенным Ф модулем упругости и хорошим сочетанием твердости, прочности и термической стабильности предложена технология получения механически легированного алюминиевого сплава, содержащего МРе=5%мас. МЛ осуществляют на воздухе, при массовом соотношение шаров из хромистой стали и шихты :1. Смеси компактируют, помещают в контейнер из алюминия и после дегазации в вакууме при г = 0. С проводят горячую экструзию / = 0°С, при коэффициенте вытяжки 1: (рыс. МЛ алюминия карбидами кремния Мж -%мас. С целью повышения прочности ГДПМ предложена технология, предусматривающая: обработку в ВЭМ порошков А1 и Мя горячее прессование; экструдирование (:1) при / = 0° С (рис. Предел прочности ГДПМ составляет 0. МПа, что превышает величины, известные для литых сплавов аналогичного состава (0А МПа). Известен способ производства ГДПМ на основе систем Л1-1Л-М% и А1 - и - Си. Увеличение прочности и износостойкости достигается при реализации технологии, включающей: МЛ сплава /4/-6. Л^? ССи = 2. С (М&с =ЗЛ0%мас. ИЛИ М? ММо3} =2. Т-2) []. Метод МЛ алюминия свинцом, с последующей прокаткой гранул и экструзией порошков способствует формированию ГДПМ с высокими антифрикционными свойствами (рис. Рассмотренные технологии получения ГДПМ с помощью экструзии и дополнительных операций обеспечивают формирование материалов с повышенными механическими свойствами. При переходе от МЛ в атмосфере воздуха к использованию стеариновой кислоты работа образования новой поверхности понижается за счет снижения свободной поверхностной энергии. При адсорбции поверхностно-активных веществ обеспечивается более легкое образование зародышевых микротрещин с последующим развитием их в трещины разрушения [4]. Использование дорогостоящих порошков А1, легирующих добавок, проведение МЛ и экструдирования в среде аргона, инертной атмосфере и сложности операции экструзии, требующей механическую обработку ГДПМ, снижает эффективность рассмотренных технологий, по сравнению с технологиями, основанными на горячей штамповке материалов из «стружкового» порошка []. В Японии разработан способ производства шатунов из быстротвердеющих порошков А1 сплавов []. К порошку добавляют 0,2. Ю%мас. Ю0. С, перемешивают, полученную смесь помещают в нагретую пресс-форму. После расплавления связки и улучшения сцепления частиц порошка проводят прессование заготовки. Затем пористую формовку помещают в печь с безокислительной средой. После удаления смазки заготовку переносят в камеру высокого давления, в которой она уплотняется и проходит термическую обработку. Известна технология формирования материала, включающая смешивание порошков алюминиевого сплава, содержащего %мас. Мп 6. См2. Mg,5A^J керамики 3.