Введение к работе
Актуальность проблемы. Литьё под давлением цветных металлов и сплавов является высокопроизводительным методом получения точных заготовок. Однако, сравнительно низкая стойкость формообразующих деталей пресс-форм, особенно при изготовлении отливок из медных сплавов, например латуни, резко повышает себестоимость метода поскольку пресс-форма Еосьма трудоемка в изготовлении.
Большинство работ по увеличению стойкости пресс-форм связано с заменой материала, приїленяамого для их изготовления, но улучшить показатели стали ЗХ2В8Ф практически не удалось. Перспективным направлением в этом плане являются материалы, изготавливаемые методом порошковой металлургии. Однако, работы по применению порош-коЕкх материалов для изготовления литейных форм весьма немногочисленны. Практическому применению их в качество материала для изготовления пресс-форм литья под давлением, особенно медных сплавов, таких, как латунь, препятствуют отсутствие данных по составу композиций, их теплофизическим свойствам, противоречивость данных по-влиянию остаточной пористости материала на сопротивление термической усталости, не изучен механизм разрушения порошковых материалов в условиях знакопеременных температурных напряжении и коррозионного воздействия окружающей среды.
Настоящая диссертационная работа рассматривает названные проблемы. Она выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПО ЗИЛ.
Цель работы. Разработка новых материалов и методов изготовления пресс-форм литья под давлением сплавов на основе меди.
Изучение механизма разрушения пористых материалов системы железо-медь с износостойким покрытием в условиях эксплуатации пресс-форм литья под давлением.
Разработка новых технологических процессов упрочнения, позволяющих существенно увеличить ресурс работы пресс-форм за счет использования методов порошковой металлургии.
Научная новизна. Предложена схема механизма разрушения по-ржотых композиционных материалов в условиях знакопеременных температурных напряжений и коррозионного воздействия окружающей среды, позволившая сформулировать новые требования к иатервалаи пресс -фори литья под давлением на базе порооковых и компактных материалов с жаростойким покрытием, основные иг которых сводятся к следующему:
порошковый материал должен обеспечивать снижение модуля упругости и содержать компоненты, существенно повышающие его теплопроводность, как .при комнатной, так и при повышенной температурах;
коцпозиционный материал должен состоять из компактного материала основы, на поверхности которого на глубину зоны термического влияния располагаются участки порошкового материала;
порошковый материал должен обладать высокой жаростойкостью в обоих случаях.
Разработаны новые порошковый и композиционный материалы для Н8Г0Т0ВЯ0КИЯ пресс-форм литья под давлением сплавов на основе мода (А.о. а 1354748 " Спеченный материал на основе железа").
фактическая значимость и реализация результатов работ.
Показано, что порошковые материалы системы железо-медь могут быть использованы как заменитель стали ЗХ2В8Ф для изготовления пресс-форм литья под давлением латуни,обеспечивающие одинаковый со сталью уровень стойкости.
Разработан технологический процесс, обеспечивающий продление срока службы преос-форм за счет применения методов порошковой металлургии, который позволяет увеличить долговечность
пресс-форм из стали ЗХ238ф и ЗХЗМЗФ не менее, чем в 2 раза.
Научная новизна подтверждена авторским свидетельством на разработку спеченного материала для изготовления пресс-форм литья под давлением.
Внедрение результатов работы в ПО ЗИЛ обеспечивает годовой экономический эффект 72 тыс.руб.
Основные положения, шносише на защиту.
-
Анализ разрушения- компактных и пористых материалов в условиях знакопеременных температурных напряжений и коррозионного воздействия окружающей среды и обоснование альтернативного варианта изготовления пресс-форм литья под давлением методами порошковой металлургии.
-
Разработка нового пористого материала ка базе порошковых материалов системы железо-медь для пресс-форм литья под давление
-
Исследования механических и теплофизических свойств пористых железо-медных материалов при комнатной температуре и в реальных условиях эксплуатации пресс-форм.
-
Схема механизма разрушения пресс-форм из пористых материалов системы железо-медь в_условиях знакопеременных температурных напряжений и коррозионного воздействия окружающей среды.
-
Результаты исследования микроструктуры пористых железо-медных материалов с износостойкими покрытиями при термоциклиро-вании в процессе литья под давлением.
-
Новый технологический процесс изготовления пресс-форм, обеспечивающий повышение их ресурса за счет использования методов порошковой металлургии.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на конференции научно-технического творчества молодежи ПО ЗИЛ, г.Москва, 1985 г.; на
заседании отделения АН СССР " Физико-химическая технология и обработка неорганических материалов ",г.Москва, ноябрь 1990 г.; на научно-технической конференции " Новые процессы и оборудование для нанесения покрытий ", г.Симферополь, 1991 г.
Дтбликашш. По теме диссертации опубликованы 4 печатные работы, получено одно авторское свидетельство.
. Структура и объем диссертанта. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, списка литературы в прилосэнпя. Работа выполнена на 126 страницах, в том числе 75 страницах машшопис-ного текста. Содержит 48 рисунков, 17'таблиц. Библиографический список включает SO наименований.
