Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Экономическое и социальное
развитие подразумевает научно-технический прогресс и
расширение объемов производства продукции машиностроения,
металлообрабатывающей, станкостроительной, горнодобывающей
промышленности и других отраслей техники. В современном
машиностроении ишроко используются металлокерамические
твердые сплавы. Поэтому создание новых инструментальных
металлов, в частности, спеченных твердых сплавов, позволяющих
интенсифицировать процесс резания и повысить
производительность обработки, является актуальным.
Острый дефицит вольфрама и кобальта, а также то обстоятельство, что спеченные твердые сплавы на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, не удовлетворяют повышенным требованиям предъявленными к ним обусловили интенсивные поиски для создания мало — и безвольфрамных твердых сплавов. Разработаны и внедрены в производство безвольфрамные твердые сплавы на основе карбида титана типа ТН и карбонитрида титана типа КНТ, с никель-молибденовой связкой. Но их применение ограничено из-за невысоких механических характеристик.
Одним из перспективных материалов в качестве твердо-составляющего твердых сплавов, является карбид титана. Несмотря на то, что промышленная технология производства карбида титана и твердых сплавов на его основе уже разработана и освоена давно, все же до конца не раскрыта физическая природа роли морфологии и структуры исходного карбида титана и их взаимосвязь со структурой и свойствами спеченного твердого сплава. Поэтому исследование морфологических и структурных особенностей карбида титана является важным моментом. Также большое значение имеет усовершенствование технологических циклов производства твердых сплавов.
Исследованиями последних лет убедительно доказано, что триботехнические характеристики материалов определяются свойствами пленок, непосредственно формирующихся на
поверхностях трения. Поэтому изучение процесса формирования структуры, механизмов пластической деформации поверхности спеченных твердых сплавов имеет важное значение.
Комплексное изучение физико-механических свойств и структур твердых сплавов дает возможность сознательно регулировать состав сплавов и технологию их производства с целью улучшения характеристики готовой продукции. Важное значение имеет также усовершенствование современных методов исследования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящей работы является изучение особенностей структурных, превращении карбида титана при его подучсшш и при различных внешных воздействиях; комплексное исследование физических основ производства твердых сплавов с целью его усовершенствования; разработка износостойких твердых сплавов на основе карбида титана с высокими физико-механическими свойствами; изучение структурьі и физико-механических свойств разработанных твердых сплавов; разработка новых методов препарирования образцов для металлографического и электронномикроскотгческого исследования и создаїше соответствующего устройства.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучены кристаллографические и морфологические особенности превращения карбида титана, происходящие при его получении и различных внешных воздействиях. Впервые найдены политипные и гексагональное структурные состояния карбида титана.
— Выявлены недостатки технологии производства спеченных
твердых сплавов, связанные с неравномерным распределением в
прессовке частиц карбида титана и связывающего материала и
ух5'дшением прессуемое порошка твердосплавной шихты из-за
сильного наклепа компонентов; предложена новая технология,
устраняющая эти недостатки.
— Разработаны новые мало — и безвольфрамовые спеченные твердые
сплавы па основе карбида титана с Ni-Mo-W, Ni-Fe и Ni-Mo-Nb связкой.
— Изучены структуры и физико-механические свойства
разработанных сплавов, показывающие, что эти сплавы по
эксплуатационным и прочностным характеристикам превосходят
существующие твердые сплавы.
— Создано устройства "Спектрогалъвапостат", которое дает возможность повысить информативность структурного и коррозионно-химичеекого поведения материалов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Комплексный подход к производству спеченных твердых сплавов дал возможность разработать твердые сплавы на основе карбида титана, которые защищены авторскими свидетельствами. А их внедрение в промышленность дало экономический эффект исчисляющийся несколькими сотнями тысяч рублей в год.
Разработанное в соавторстве устройство — "Спектр о -потенциостат" защищено авторским свидетельством, запатентовано в ФРГ, США, Японии н проданы лицензии в ФРГ и Японию. Разработанное модергашірованное устройство "Спектрогальваиостат" также защищено авторским свидетельством, характеризуется упрощенной конструкцией и повышенной информативностью.
Научные результаты полученные в работе могут быть использованы при совершенствовании и технологии спеченных твердых сплавов. В научно-исследовательских и заводских лабораториях будет полезно использование разработанного устройства для ускоренного определения коррозионной стойкости новых материалов, определения технологических параметров при выделении компонентов из химических отходов методом электролиза и нанесении гальванопокрытии.
1 .Гексаногалыюе и полптипные структуры фазово-структурного превращали кубического карбида титана при микропластической деформации, плазменного переплава, самораспространяющем высокотемпературном синтезе, высокотемпературной конденсации, ионной имплантации и взрыве.
2. Выявленные недостатки технологии производства спеченных
твердых сплавов.
3. Новая технология получения спеченных твердых сплавов
включающая добавление пластифицирующих веществ при размоле
твердосплавных смесей, впоследствии предохраняющая порошок
от окисления, улучшающая прессуемость шихты и характеристики
готовой продукции.
4. Разработанные мало — и безвольфрамовые спеченные твердые
сплавы на основе карбида титана с Ni-Mo-W, Ni-Fc н Ni-Mo-Nb
связкой, превосходящие по физико-механичеааш и эксплуатационным
свойствам существующие спеченные твердые сплавы.
5. Устройство для ускоренного определения коррозионно-
химического поведения и структурного состояния материалов,
функционирующее на принципе образования градиента
потенциала на поверхности образца в электролите.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы работы докладывались и
обсуждались на следующих конференциях и совещаниях: XIX
Республиканская научно-техническая (г. Тбилиси, 1975 г.); Всесоюзная
научно-техническая конфересщця "Проблемы производства и
применения твдідьіх сплавов" (г. Свердловск, 1977 г.); Всесоюзный
симпозиум "Проблемы создания и внедрения высокоэффективных
режущих инструментов с поїшженньїм содержанием вольфрама"
(г. Тбилиси, 1977 г.); "Первая республиканская научно-техническая
ко^к^енция по проблемам эффективного использовашїя вторичных
ресурсов в народном хозайстве" (г. Тбилиси, 1981 г.); IV тематическая
сессия научного Совета по проблеме "Теория и практика процессов
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза"
(г. Боржоми, 1981 г.); IV Веесоюзшлй симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам иеследоваштя твердых тел — "РЭМ-84" (г. Звенигород, 1984 г.); IX Европейский конгресс по электронной микроскопии (г. Будапешт, 1984 г.); VI Межд)иародный симпозиум по использованию энергии взрыва для производства металлических материалов с новыми свойствами (ЧССР, г. Готвальдов, 1985 г.); Третья Всесоюзная школа по диаграмам состояния в материаловедении (г. Одесса, 1986 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. Содержание диссертации отражено в 18 опубликованных работах, в том числе в 9 изобретениях и патентах, перечень которых приведен в конце работы.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 136 страниц машинописного текста, 7 таблиц, 42 рисунка и библиографшо из 161 наименований.
