Введение к работе
Актуальность темы. Важное место в создании новых материалов и изделий из них занимает порошковая металлургия, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с традицонными методами получения изделий (резанием, литьем и т.д.). Методы порошковой металлургии позволяют получать изделия с заранее заданными свойствами и составом, в том числе такими, какие трудно или вообще невозможно обеспечить другими методами.
При большом многообразии требований, предъявляемых к порошковым материалам, необходимо, чтобы они обладали максимумом как физико-механических, так и эксплуатационных характеристик. Проблема повышения прочности материалов сводится прежде всего к установлению таких оптимальных условий, которые обеспечивали бы высокое качество сращивания порошковых частиц при спекании. Анализ литературы показывает, что снижение уровня свойств обуславливается наличием примесей на поверхности порошковых частиц, существованием несплошностей, возникающих из-за шероховатости поверхности порошков.
Необходимость повышения степени химической чистоты поверхности исходных порошков, а также частичного устранения микроне-сплошностей требует разработки новых приемов легирования порошковой шихты. В этом аспекте перспективным направлением является меднение железного порошка и неметаллических включений, т.е. основных компонентов железографитовой шихты. Следовательно разработка новых несложных приемов легирования порошковой шихты, позволяющая обеспечить холодное прессование без технологической смазки и создать ювенильный контакт между порошковыми частицами открывает большие возможности получения изделий с высоким уровнем физико-механических и эксплуатационных свойств.
Целью работы является установление закономерностей формирования структуры и свойств конструкционных порошковых материалов антифрикционного назначения, синтезируемых из смеси порошков медненного железа и металлизированных твердых смазок.
Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью работы были сформулированы и решены следующие основные задачи:
-
Разработана методика и технологическая оснастка для получения порошков медненного железа и металлизированного графита.
-
Обоснованы и оптимизированы составы шихт, содержащих порошки медненного железа и металлизированного графита.
-
Определено влияние условий получения порошковых материалов на формирование их структуры и свойств.
-
Разработана группа порошковых конструкционных материалов антифрикционного назначения, обладающих высокими прочностными характеристиками.
-
Сформулированы научно - обоснованные рекомендации, обеспечивающие внедрение результатов исследовний в производство применительно к деталям различной конфигурации.
Методы исследования и достоверность результатов. Поставленные в работе задачи решались на основе теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и производственных условиях. При выполнении работ для оптимизации составов шихт были использованы математическое планирование экспериментов и статистические методы обработки полученных данных с применением ЭВМ.
Достоверность полученных результатов подтверждена экспериментальными исследованиями, где использованы современные приборы и средства измерения, установки и оснастки.
Научная новизна. Разработаны научно обоснованные процессы получения порошковых материалов с гомогенной структурой, обеспечивающие при спекании высокое качество сращивания как однородных, так и разнородных частиц за счет химического и электрохимического легирования поверхности железного и графитового порошков.
Установлена взаимосвязь гранулометрического состава, содержания технологической и твердой смазок с технологическими параметрами прессования-спекания и свойствами порошковых изделий. Раскрыт механизм структурообразования порошковых материалов на основе мед-ненного порошка железа и на основе железа, содержащих марганец и металлизированный графит.
Установлена закономерность повышения физико-механических и антифрикционных свойств порошковых материалов в 1,7-1,9 раз по сравнению с традиционной технологией за счет применения восстановительного отжига порошков медненного железа перед употреблением.
Определены основные положения повышения прочностных и ан-тн-фрикционных свойств порошковых материалов, заключающихся в: а) исключении отрицательного влияния технологической смазки, обволакивающей частицы и препятствующей созданию ювенильного контакта между ними; б) сохранении исходных форм и размеров несущих включений и твердых смазок в структуре порошковых материалов при спекании путем недопущения их растворения в матрице.
Практическая ценность работы. Разработан новый прием легирования шихты,позволяющий методами однократного прессования-спекания получать изделия с высокими физико-механическими и антифрикционными свойствами.
Разработаны новые порошковые конструкционные материалы антифрикционного назначения для изготовления детали особо сложной конфигурации - рамы ротационного компрессора бытового кондиционера.
Применение рекомендованных материалов и технологии изготовления рамы ротационного компрессора бытового кондиционера позволяет повысить качество выпускаемой продукции (прочность и износостойкость), снизить металлоемкость, повысить надежность, сократить расходы на приобретение дорогостоящих изделий и трудозатраты.
Результаты работы нашли практическое опробирование в НПО "Баккондиционер" при производстве компрессоров бытовых кондиционеров.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены и одобрены на:
-1. Республиканской научно-технической конференции "Трибо-технические проблемы нефтяного оборудования". Баку 1996.
-2. Республиканской научной конференции аспирантов и молодых ученых. Баку 1996.
Публикация работы. Основное содержание работы опубликовано в 6 работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных литератур и приложений. Диссертация изложена на 167 стр. машинописного текста, содержит 40 рисунков, 22 таблицы, 129 наименований литературных источников, 3 приложения.
