Разработка технологии и исследование порошковых покрытий систем Al и Al-Pb

• Автор: Игнатьев, Игорь Эдуардович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 137 с. : ил

Введение

1. Проблемы получения порошковых покрытий.

1.1. Проблемы получения порошкового антикоррозионного и антифрикционного сплавов с заданными свойствами и нанесения в качестве покрытия на стальную основу

1.2. Состояние вопроса схватываемости совместно прокатываемых материалов.

1.3. Проблема исследований механических характеристик порошковых материалов.

1.4. Современное состояние исследований по механике совместной пластической деформации разнородных металлов.

1.5. Цель и задачи исследований

2. Математическая модель совместной прокатки порошка и стальной полосы. Критерии предотвращения дефектности полосы с порошковым покрытием.
2.1. Математические зависимости, описывающие состояние слоистой многокомпонентной системы в очаге деформации

2.2 Влияние трения на напряженное состояние металла в очаге деформации

при тонколистовой прокатке.

2.3.0предсление параметров волнистости прокатываемых полос энергетическим методом.
2.4. Расчет энергосиловых параметров процесса консолидации дисперсных материалов давлением.
2.5. Метод расчета силовых показателей в очаге деформации при нанесении прокаткой порошкового материала на беспористую полосу
2.6.Возможные дефекты в полосе с покрытием после обработки давлением. Выработка критериев их предотвращения.
3. Влияние степени обжатия и скорости нагрева на интенсивность диффузии и толщину интерметалл ид ного слоя в системе А1 порошковое покрытиестальная основа.
3.1.Разработка методики проведения эксперимента.
3.2.Влияние степени деформации на диффузионные процессы и образование интермегаллидного слоя
3.3.Влияние скорости нагрева на диффузионные процессы и образование интерметалл ид ного слоя
3.4.Влияние скорости охлаждения на образование ингерметаллидного слоя
3.5.Физикохимическое взаимодействие стальной полосы и алюминиевого порошка в процессе высокоскоростного отжига после пластического деформирования
4. Технология получения антикоррозионного покрытия стальной полосы совместной прокаткой стальной основы и алюминиевого порошка
4.1. Разработка способа алюминирования стальной полосы прокаткой
4.2.Установка для алюминирования стальной полосы прокаткой с использованием сухого алюминиевого порошка
4.3.Экспериментальная оптимизация технологических параметров прокатки и отжига
4.4.Корректировка математической модели совместной прокатки стальной полосы и сухого алюминиевого порошка.
4.5. Формула изобретения Патент РФ 1.
5.Особенности получения совместной прокаткой стальной полосы и порошковой смеси системы А1РЬ антифрикционного покрытия
5.1. Материалы для антифрикционного покрытия.
5.2.Поиск решения задачи создания антифрикционного покрытия
5.3.Экспериментальная оптимизация накатки на стальную полосу антифрикционного алюмосвинцового покрытия
5.4. Формула изобретения Заявка па изобретение , приор.
5.5. Способ получения порошкового проката постоянной заданной плотности Заявка на изобретение приор.
б.Экономика вопроса
Выводы
Список использованных источников


Их свойства могут легко варьироваться за счет подбора оптимального состава материала, его пористости, содержания, например, графита, олова или свинца как твердой смазки. В практике изготовления композиционных материалов антифрикционного назначения встречается большое разнообразие комбинаций присадок, вводимых для улучшения свойств. Так, графит вводится совместно с МоБ2, иногда с ВЫ в железо, медь, алюминий и их сплавы 6. Материалы на основе меди улучшают введением Мо, 2 ,,, медноцинковые сплавы и оловянную бронзу легируют сульфидом меди, графитом, сульфидом железа. В алюминиевые бронзы добавляют в количестве до 3 фториды кальция, натрия, калия и лития, которые улучшают также спекаемость бронз. Алюминиевые сплавы с вольфрамом или молибденом легируют серой или сульфидами металлов. В последнее время алюминий выдвинулся в число наиболее перспективных антифрикционных материалов в силу малой удельной массы, невысокой стоимости, хорошей коррозионной стойкости, прочности, теплопроводности. Доказывается 7, что алюминиевые сплавы с большим содержанием интерметаллидов могут заменить оловянистую бронзу при малых и средних нагрузках. Исследования износостойкости сплава Ап с содержанием А1 из порошка выявили меньшую скорость износа в сравнении с литыми аналогичного состава, но и необходимость повышения прочности 9. Сплавы 2У при сухом трении, низких скоростях и повышенных нагрузках превосходят по износостойкости латунь УМ8п и бронзу, но уступают им при скорости 1. Наличие в сплаве Ап без модификаторов пластичных а и рфаз способствует их лучшей работоспособности в сравнении со стандартными сплавами. Добавки Мп и увеличивают износостойкость изза образования твердых частиц интерметаллидов и первичного Б1, но с ростом скорости растет выделение абразивных частиц. Активно изучается введение в алюминиевые сплавы добавки 8Ю. Так, введение частиц БЮ в сплавы АМг1, Д, СИЛО увеличивало несущую способность до 0МПа, а показатель РУ давление скорость до 0МПамс при коэффициенте трения 0. С . Композиционный материал с А1матрицей и керамическими частицами хорошо работает на сжатие . Трещинообразование в керамических частицах явно снижает сопротивление нагружению и скорость упрочнения материала при растяжении. Зато при сжатии напряжение в материале зависит от свойств матрицы, а не от количества частиц с трещинами. Несмешивание свинца с алюминием препятствует использованию РЬ в качестве твердой смазки в алюминиевой матрице. В высокоэнергетических шаровых мельницах уже добиваются их гомогенного смешивания с образованием пересыщенного раствора и нанокристаллической микроструктуры, но в процессе спекания свинец собирается в глобулы . Обилие рекомендуемых присадок объясняется многообразием условий работы подшипников, поэтому постоянно ведутся работы по изыска
нию антифрикционных добавок, дающих наибольший эффект именно для данных конкретных условий. Нами, например, предложен материал антифрикционного покрытия с хорошими трибологическими характеристиками, состоящий из смеси порошков А1, РЬ,Си п. Проблема несмешиваемости системы А1РЬ решается тем, что в процессе нанесения покрытия свинец заполняет, но не собираясь в глобулы, полости поры прочного алюминиевого каркаса матрицы. Зачастую основные трудности создания антифрикционного материала связаны не с выбором состава композита, а с получением из этого композита готовой рабочей детали или покрытия трения. Если, помимо экономичности, выбор антифрикционного сплава и добавок определяется условиями работы трущейся пары, то нанесение покрытия на стальную основу связано с такими факторами, как осуществимость нанесения покрытия, требования к качеству покрытия и т. Прием нанесения антифрикционного материала на стальную основу преследует несколько целей экономичность, ресурсосбережение, упрочнение армирование, антикоррозионность и т. Существует несколько методов нанесения алюминиевых покрытий, и выбор метода зависит от того, какие основные функции оно должно выполнять и какой дальнейшей обработке будет подвергнуто. Одни методы нельзя использовать изза сложности формы изделия, другие изза их химических и физических свойств, третьи изза неспособности покрытия к пластическому формоизменению.