Технологічні особливості одержання карбідосталей на основі швидкорізальної сталі з використанням гарячого штампування порошкових заготовок в пористих оболонках - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ОДЕРЖАННЯ КАРБІДОСТАЛЕЙ НА ОСНОВІ ШВИДКОРІЗАЛЬНОЇ СТАЛІ З ВИКОРИСТАННЯМ ГАРЯЧОГО ШТАМПУВАННЯ ПОРОШКОВИХ ЗАГОТОВОК В ПОРИСТИХ ОБОЛОНКАХРобота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. Науковий керівник: Сердюк Геннадій Георгійович, доктор технічних наук, професор, провідний науковий співробітник Інституту проблем матеріалознавства ім. Офіційні опоненти: Баглюк Геннадій Анатолійович, доктор технічних наук, завідувач відділу зносостійких і корозійностійких порошкових конструкційних матеріалів Інституту проблем матеріалознавства ім. Заболотний Олег Васильович, кандидат технічних наук, доцент кафедри "Компютерне проектування верстатів і технології машинобудування", декан технологічного факультету Луцького державного технічного університету. Захист відбудеться 11 червня 2007 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.207.03 Інституту проблем матеріалознавства ім.В Україні та за рубежем (Росії, Естонії, США, Японії) проведені науково-дослідні роботи по створенню різних карбідосталей із застосуванням технологічних методів, які дозволяють забезпечити оптимальні структуру та фазовий склад матеріалів: рідкофазне спікання, гаряче пресування, гаряче ізостатичне пресування (ГІП). Роботами цього інституту показано, що з технологічної точки зору рідкофазне спікання є важкокерованим процесом, що супроводжується значним ростом зерна металевої звязки, що веде до зниження механічних властивостей матеріалу, і більш якісний матеріал виходить при використанні технології гарячого ізостатичного пресування з наступною обробкою тиском при екструзії гарячепресованих заготовок. Разом з тим, промислові технології, які базуються на методах як рідкофазного спікання, так і ГІП, недостатньо економічні внаслідок значної тривалості виробничого циклу, великої кількості проміжних та додаткових (наприклад, механічна обробка) технологічних операцій, застосування спеціалізованого дорогого устаткування, що стримує організацію розвиненого виробництва виробів з карбідосталей. Що стосується сировини для організації виробництва виробів з карбідосталей, то в Україні розроблено технології і випускаються порошки різних швидкорізальних сталей (УКРНДІСПЕЦСТАЛЬ), є така унікальна сировина як оксиди титану, при необхідності може бути відновлено виробництво порошків карбіду титану (ІПМ НАН України), для чого є технологія та відповідне устаткування. Таким чином, комплексне дослідження закономірностей процесів підготовки порошків до переробки, холодного ущільнення й гарячого штампування саме порошкових заготовок карбідосталей, спрямоване на створення науково обґрунтованої технології для виробництва високозносостійких матеріалів і виробів, які після штампування не потребують, або потребують лише незначної механічної обробки, є актуальним науковим і практичним завданням у сфері порошкової металургії.Розміри і форму часток після розмелу досліджували на оптичному мікроскопі з аналізатором зображень SIAMS-600, що дозволяє одержати точну і широку інформацію про порошок - від візуальної картини до кривої розподілу часток за розмірами. Укладання дисперсних часток швидкорізальної сталі й карбіду титану після розмелу досліджували методом компютерно-імітаційного моделювання випадкового упаковування часток у насипаному порошку 1. Для мінімізації скупчень таких часток (розміром 1...3 мкм) рекомендовано здійснювати розмел суміші таким чином, щоб частки порошку швидкорізальної сталі мали середній розмір у межах 2,5...7,5 мкм, обмеживши при цьому верхнє значення розміру часток величинами порядку 10...15 мкм. Змінними факторами, які можуть впливати на процес розмелу в атриторі, є: (1) діаметр куль dk; (2) обєм, що займають кулі і порошок Vз; (3) обєм куль Vk; (4) обєм порошкового матеріалу, що розмелюється, Vп; (5) швидкість обертання мішалки nm, об/хв. Відповідно до отриманих в процесі дослідження залежностей, параметрами процесу розмелу порошків в атриторах, що забезпечують найбільш ефективний розмел, можна вважати: (1) відношення маси порошку, що розмелюється, до маси розмельних куль ; (2) діаметр куль d к = 8 мм; (3) відношення обєму завантаження, зайнятого кулями разом з порошком, до обєму робочої камери атритора Vз/Va = 2/3; (4) число обертів мішалки атритора 900 об/хв.У дисертації на основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень приведено нове рішення науково-технічної задачі - встановлення закономірностей одержання карбідосталі Р 6М 5Ф 3-20 % ТІС методом гарячого штампування неспечених порошків в оболонках і розробки технологічного процесу виготовлення з неї високо зносостійких виробів конструкційного призначення. Розроблена технологія забезпечує можливість механо-термічної обробки порошкових шихт, які не формуються, вироблення виробів зі зносостійкими шарами, високу якість і економічність продукції, а також підвищення продуктивності промислового устаткування, яке використовується у відповідних промислових технологічних лініях.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ