Введение к работе
Актуальность темы определяется тем, что порошковая металлургия является одним из динамично развивающихся направлений черной металлургии. Темпы роста ее производства составляют около 7% в год. Ожидается, что высокие темпы роста сохранятся и в ближайшие десятилетия. Около 85% всего мирового производства металлических порошковых изделий приходится на изделия, изготовленные на базе железных порошков. Современное мировое производство железных и легированных порошков составляет около 1 млн. т в год, в том числе восстановленных, получаемых из оксидов посредством восстановления твердым углеродом - 350-400 тыс. т в год, водораспыленных, получаемых распылением стали водой высокого давления - около 600 тыс. т в год. В настоящее время в России распыленные железные порошки выпускаются только на ООО «Северстальмаш -Тяжмаш» путем распыления высокоуглеродистого расплава железа воздухом.
Предполагается, что в 2005 г. в нашей стране потребление железных нелегированных порошков достигнет 13800 т. Этому должно способствовать увеличение выпуска воздухораспыленных железных порошков более чем в два раза по сравнению с 2001 г.
В силу того, что 80% общего количества всех железных порошков используется в автомобильной промышленности, где детали производятся на автоматизированных линиях в массовых масштабах, технологические свойства железных порошков должны быть стабильны от партии к партии. Качество полученного порошка определяет качество детали. Поэтому для повышения качества готовых изделий необходимо улучшение физико-химических и технологических свойств порошков, таких, как насыпная плотность, текучесть, уплотняемость, прочность прессовки. В настоящее время в порошковой металлургии основными требованиями, предъявляемыми к высококачественным порошкам железа, являются, во-первых, химический состав порошка (низкое содержание кислорода и других примесей) и, во-вторых, форма частиц и состояние поверхности, то есть ее рельеф.
Технологии производства металлических порошков постоянно раз
виваются. Однако практика порошковой металлургии намного опережает
порошковое металловедение. Поэтому для российской порошковой метал
лургии насущной потребностью является совершенствование технологии
получения воздухораспыленных железных порошков, направленное на по
вышение их качества. . — . ЛІЛ
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИ6ЛИОТЄКА І C.ner«pfjrpfyt«) , ЗОЭ W*»/"'* /
Цель работы
Установление закономерностей формо- и структурообразования частиц воздухораспьшенного железного порошка на каждой технологической стадии его получения, а также рассмотрение возможностей интенсификации процессов восстановительно-обезуглероживающего отжига в целях улучшения технологических свойств порошка.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
Установление закономерностей изменения химического и фазового состава, формообразования частиц, рельефа их поверхности и микроструктуры металлического ядра на каждой стадии получения воздухорас-пыленного железного порошка.
-
Исследование влияния технологических факторов, а именно температуры и продолжительности обработки, состава рабочей атмосферы на структуру и свойства воздухораспыленного железного порошка при раздельном и совмещенном восстановительно-обезуглероживающем отжиге.
-
Исследование влияния способов и интенсивности дробления и измельчения на комплекс физико-технологических свойств воздухораспыленного железного порошка.
Научная новизна работы заключается в раскрытии закономерностей изменения формы, состава и структуры исходного материала на каждой стадии получения воздухораспыленного железного порошка. Установлены физико-химические, фазовые и структурные превращения на стадиях:
распыления высокоуглеродистого расплава и образования порошка-сырца железа;
восстановительно-обезуглероживающего отжига порошка железа;
измельчения спека в зависимости от интенсивности измельчения и содержания кислорода.
Установлено влияние условий протекания соответствующих технологических процессов на структурные, физико-химические и технологические свойства порошка.
Практическая значимость
На основании проведенных исследований формо- и структурообра-зования частиц воздухораспыленного порошка железа на каждой стадии получения и установленных закономерностей предложены пути интенсификации восстановительно-обезуглероживающего отжига порошка-сырца железа. Рекомендовано увеличение температуры восстановительно-обезуглероживающего отжига. Предложено проведение обезуглероживающего отжига порошка-сырца железа в атмосфере аргона и восстановительного в водороде: раздельно и совмещенных в одной печи.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены и обсуждены на двух Бернштей-новских чтениях по термомеханической обработке металлических материалов (г. Москва, октябрь 1999г., октябрь 2001г., МИСиС); на научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (г. Екатеринбург, 2000 г.); на XII Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (г. Черноголовка, июнь 2001 г.); на научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением» (МГВМИ, февраль 2003 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано семь печатных работ, в том числе две статьи в центральных рецензируемых журналах. Получено два патента Российской Федерации.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, включающего 63 наименования, изложена на 149 страницах, содержит 33 таблицы и 63 рисунка.
