Введение к работе
Актуальность работа. Задачи ускорения научно-технического прогресса вызывают необходимость широкого освоения передовых ресурсосбе-регазсщих технологий, к которым относятся и процессы порошковой металлургии. Одним, из прогрессивных направлений порошковой металлургии является получение способами прокатки листовых композиционных материалов, предназначенных для изготовления иногруыентсз, используемых для разрезания пластин из сверхтзердых неметаллических материалов на элементы. С 80-х годов для такого разрезания применяются алыазосодерхэ-^ле инструменты на бронзовых связках, эффективные при несквозном лрорезании пластин. В связи с развитием гибких автоматизированных прозззодств (ГА получает применение технология .сквозного разрезания пластин из палупрозодниксвых материалов, при этой значительно усложняется работа алмазных инструментов. По новой технологии разделения к отрезным кругам прздзязляатся повышенные требозашя з отношении механических и эксплуатационных свойств, поэтому являзтся актуальным создание материалов, инструменты из которых обладай? высокой стойкостью и увеличенным ресурсом работы. Кроме того, актуальность данной работы определяется тем, что она выполнена з соответствии с программой "Фундаментальные исследования в области порошковой технологии", ут-зернденной Манистерстзом нзуки, высиез школы и технической политики. Требования предъявляемые техническим заданием яздяются следующими: предел прочности при растянєнии - не менее 280 МВа, шкротзердость -- не менее 2600 MB.
Целью работа является исследование и разработка алмазсметаллп-ческих мгтеризлоз с заданными сзойстзами для црсиззодстза алмазного инструмента повышенной стойкости и работоспособности з условиях зкед-рензя ГАД для скзозного прорезания пластин из неметаллических мате--, риалов.
Иетчяая новизна. Построены с использованием факторного планирования экспериментов и симплекс-планов математические модели зависимости физико-механических свойств алмазосодержащих материалов от химического состава связок, концентрации и зернистости алмазного заполнителя, технологических и других фактороз. Это позволило на базе применения электронной вычислительной техники прогнозировать и получать алказометаллические тонколистовые материалы с заданным комплексом сзойстз. Исследованы структурообразование и физико-механические свойства алмазосодержащих материалов на основе никеля и железа при ком-пактирозании, спекании и термомеханическоЯ обработке з условиях
температур спекания, лимитированных температурой графитизации алмазных микрочастиц.
Разработаны технологические процессы упрочнения алмззометалли-ческих материалов методами термической и поверхностной обработки. Особенности протекания указанных выше процессов определяются малой толщиной алмазоносных лент, наличием включений алмазных микрочастиц, а также порошковой технологией получения материалов.
Оптимизированы составы и режимы изготовления новых алмазосодержаних материалов на основе никеля и железа, инструмент из которых обладает повышенными механическими и эксплуатационными свойствами.
Практическая ценность п реализация результатов работы.
На основании выполненных исследований формирования структуры и свойств, а также математического моделирования получены следующие практичесре результаты:
- определены химические составы, металлических связок, алмазосодержа
щих материалов на основе никеля и железа, позволившие получить за
данные механические свойства и обеспечить высокопроизводительное
разрезание алмазным инструментом пластин с изделиями из полупровод
никовых и других твердых и хрупких неметаллических материалов в про
изводстве изделий электронной техники;
.- установлены оптимальные режимы спекания, холодной прокатки и термической обработки, позволяющие получать заданные физико-механические и эксплуатационные свойства алмазосодержащих тонколистовых материалов;
обоснованы содержание и зернистость алмазных микропорошков, обеспечивающие достижение необходимого комплекса механических характеристик алмазоносных материалов;
установлены режимы упрочняющей поверхностной обработки алмазометал-лических материалов;
разработаны программы на языке "Фортран", имеющие универсальный характер и пригодные для широкого круга экстремальных задач независимо от вида оптимизируемых.параметров.
Положения, которые автор выносит на защиту.
-
Установленные закономерности структурообразования и изменения физико-механических свойств при компактировании, термомеханической и упрочняющих' обработках алмазосодержащих материалов.
-
Методики получения функциональных аналитических зависимостей физико-механических свойств алмазосодержащих материалов от варьируемых параметров с применением методов математического планирования экспериментов. .
-
Установленные зависимости и математические модели влияния химического состава металлической матрицы.., концентрации и зернистости
алмазного наполнителя, технологических резимов на физико-механические свойства алмаз металлических материалов, рекущие свойства, качество обработки и стойкость алмазных отрезных кругов, применяемых для резания пластин с изделиями электронной техники.
4. Оптимизированные составы, режимы изготовления и упрочнения алказо-содергатих материалов на основе никеля и нелеза, обладающие заданные комплексом механических и эксплуатационных свойств.
Агпюбадкя работы. Основные результата работы докладывались нэ Всесоюзной конференции по порошкової; металлургии, Сзердлозск, 1969г.; научно-технических конференциях "Современные достижения в теории и технологии пластической деформации металлов, термообработке и повышении долговечности изделий", Горький, 1989г.; "Дути повышения качества з надежности деталей из порошковых материалов", йрнаул, Г99І г.; "Исследования з области порошковой технологии", Пермь, 1993 г.; региональной конференции молодых ученых и специалистов» Пермь, 19Э0 г.; республиканских конференциях по порошковым и композиционным материалам, Волгоград, IS9I г.; 1992 г.г семинаре "Порошковая металлургия и области ее применения", Пенза, 1990 г.
Публикации. Материалы диссертации изложены в научно-технических отчетах и опублакозаны в II работах, получено авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация .состоит из введения, 5 глзв, зыбодоз, списка литературы, приложений. Она содержит .145 манш-нописных страниц, 18 таблиц, 46 рисунков;
