Введение к работе
Актуальность_рабдты. Традиционные способы производства профилей из цветных металлов основаны на процессе прессования, показатели эффективности которого непосредственно связаны с точностью размеров и качеством поверхности пресс-инструмента. Современная технология его изготовления, в основном, базируется на применении размерной электроарозионной обработки (ЭЭО), которая обеспечивает необходимую экономичность, а в ряде случаев, является единственно возможной.
Эффективность процесса ЭЭО оценивают объемной производительностью прожига, удельными затратами энергии и качеством обрабатываемой поверхности. Последние, во многом, зависят от материала электрода-инструмента. Поэтому улучшение свойств существующих и поиск новых материалов, используемых для изготовления электродов-инструментов, обладающих более высокими показателями эксплуатационных свойств,-является актуальной задачей повышения эффективности размерной ЭЭО при изготовлении пресс-инструмента.
Работа выполнялась в рамках региональной научно-исследовательской программы "Сибирь" и межвузовской научно-технической программы "Металл" по проблеме "Разработка основ модернизации прессового оборудования и инструмента за счет использования материалов с особыми физическими свойствами".
Цель работы. Разработка и изучение технологических и эксп
луатационных свойств композиционного материала Cu-SiC для элект-
родоа-инструментов, обеспечивающего повышение эффективности раз
мерной электроэрозионной обработки каналов пресс-инструмента.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-выполнить исследования эффективности использования различных композиционных материалов в качестве электродов-инструментов для ЭЭО;
-исследовать и оптимизировать состав композиционного материала Cu-SIC для изготовления электродов-инструментов;
-обосновать способы и режимы смешивания порошков меди и карбида кремния для получения композиционного материала Cu-SIC;
-оценить влияние параметров технологии изготовления материала электрода-инструмента на его эксплуатационные свойства;.
-разработать экономико-математическую модель^ эффективности ЭЭО пресс-инструмента и обосновать параметры технологии при использовании электродов-инструментов, изготовленных из композиционного материала Cu-SiC.
Методы_иссле20ваний. В процессе решения.поставленных в диссертации задач использованы следующие методы научных исследований: микроскопический и рентгеноспектральний анализ материала; промышленные эксперименты при оценке производительности прожига и относительного износа электродов в зависимости от параметров электрического режима ЭЭО; лабораторные исследования пористости и электропроводности материала, неоднородности порошковых смесей; математические методы планирования промышленных и лабораторных экспериментов;-методы теории вероятности, математической статистики и корреляционного анализа при обработке экспериментальных данных; технико-экономический анализ при обосновании электрических параметров режима ЭЭО.
Достоверность представленных результатов подтверждена стабильностью полученных экспериментальных, данных при многократном
повторении экспериментов, а также результатами промышленных испытаний, тщательной и корректной обработкой их результатов с использованием современного программного обеспечения на персональных компьютерах.
-результаты сопоставительных экспериментальных исследований эффективности материалов электродов-инструментов;
-результаты исследования способов получения порошковой смеси Cu-SIC;
-данные о влиянии содержания карбида кремния в материале Cu-SIC на его эксплуатационные свойства и эффективность ЭЭО;
-зависимости эксплуатационных свойств материала электрода-инструмента и показателей эффективности процесса 330 от параметров технологии изготовления электродов-инструментов;
-технология изготовления пресс-матриц размерной электроэрозионной обработкой электродами-инструментами, изготовленными
из материала Cu-SiC. Нау_чная_ноЕизна:
I.Предложен критерий для сопоставительной оценки эффективности различных материалов, применяемых для изготовления электродов-инструментов при размерной ЭЭО пресс-инструмента.
2.Получены статистические данные о свойствах новой порошковой композиции Cu-SIC, на основе которых оптимизирован состав материала для электродов-инструментов (материал защищен положительным решением на изобретение).
3.Установлено, что, в пределах исследуемых интервалов, эксплуатационные свойства материала укладываются в линейную зависимость, это позволило создать номограмму для управления техноло-
- б -
гическим процессом изготовления электродов-инструментов.
4.На основе разработанной экономико-математической модели изучены зависимости показателей эффективности размерной ЭЭО пресс-инструмента от электрических параметров процесса обработки и геометрических размеров обрабатываемых каналов и предложен эко-номический критерий для обоснования оптимальных параметров обработки.
Щактическая_значимость работы состоит в следующем:
-разработан композиционный материал Cu-SiC для электродов-инструментов, применяемых для размерной ЭЭО пресс-инструмента (пол.решение 4918609 от 03.01.92), обеспечивающий повышение точности обработки поверхностей за счет снижения эрозионного износа электродов-инструментов;.
-обоснованы параметры технологии изготовления электрода-инструмента из композиционного материала Cu-SiC;
-разработана и предложена к внедрению технология размерной ЭЭО пресс-матриц электродами-инструментами, изготовленными из композиционного материала Cu-SiC. Разработанная технология внедрена на Красноярском металлургическом заводе с экономическим эффектом 30 тысяч рублей в год в ценах 1991 года.
АпробацияjgaOora. Основные положения диссертационной» работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзной научной конференции "Производство, применение и свойства медных сплавов общего и специального назначения" (г.Москва,1990); научно-технической конференции "Пути повышения качества и надежности деталей из порошковых материалов" (г.Барнаул,1991); межреспубликанской конференции "Технология производства деталей из композиционных материалов" (г.Киев,1991); Российской научно-технической конференции "Новые
материалы и технологии" (г.Москва,1994); научно-технической конференции "Современные проблемы горно-металлургического производства" (г. Красноярск,1994); международной научно-технической российско-германской конференции "Пластическая и термическая обработка современных металлических материалов" (г.Санкт-Петербург, 1995 ) .
Публикации. По результати выполненных исследований опубликовано 9 работ и получено I положительное решение на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 114 наименований и двух приложений, содержит 37 рисунков и 19 таблиц..
