Введение к работе
Актуальность работы. Для всех развитых стрзн гщіа последние годы озяамзнованп активными исследованиями, рвзработкаш н
ПРОИЗВОДСТВОМ ИЗДЗЛИИ 23 НОВЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ КераИЗГГОСКИХ
материалов. Новая керамика позволяет получать практически ничем на ограниченные сочетания свойств к функциональных возмознсстей. Ключевое положение новой кзрамикіі в сфера высоких технологий привело к ьиллиардвым инвестициям в производство, вовлечением в эту сферу деятельности миллионов специалистов, бурным ростом объемов выпускаемой продукции. Однако, на пути полное реализации многих уникальных возможностей стоит преодоление рядя недостатков керамики (хрупкости, малой надежности, трудности обработка). Существущие технологии приготовления керамических изделий весьма трудоемки и при атом не всегда обеспечивал? требуомый урозеяь эксплуатационных свойзтв.
С начала 80-х годов за рубэаом появились сообщения о возможности сверхпластического деформирования (СЦД) ряда кора!,іИческих материалов, обладающих ультрамвлкозэрнистой структурой. Учитывая, что обычннэ керамические материалы практически не способна к пластической деформации из-за высокой хрупкости, з обработка резание?* этих .материалов трудоемка и дорога, можно сделать вивод, что СПД является наиболее. ирздаочтвтэльЕцм способом получения деталей слезной формы с поБншеЕнкмн скешг/атвциошыми характеристиками. При использовании явленая свэрхплаогачности в керамике могут быть применены все виды горячей обработки давлением - прессование, волочение, штамповка и др. Однако, с технологической точки зрения свархшїзеїичность керамик изучена пока недостаточно. Практически отсутствуют данные по режимам СПД для производи-
mux в Росізгзі керамических материалов с улътрамзлкЕМ зврчом, не исследованы проблей; формоизменения керамики в процессе СІЩ с учетом ее реологических особенностей , от^-утствупг технологические рекомендации до всему спэктру задач, решаемых традиционной обработкой металлов дз^лэниьм при производстве ГОТОВЫХ изделий.
Рбшеннэл части даяшх вопросов исспщьг.з настоящая дисеартэцЕОЕнал работа, в которой содержится hoeoo решение, актуальной Еаучно-технкчэской задача разработки твхнолсгии обработка давлегыем квраничесіагх ивтеркалов в состояние сверхнластачшсти.
Настоящая работа является частью комплекса ас-следований по рззрабэ'лсв основ теорзи и технологии процессов сверхпла-стгческого деформирования (СЩ), проводимых Московским инсти-тутом стали и сплаве» в соответствии с оілцвсоизжй программой 072.09 "Свврхпласмчкость" иге ІЄ35-І990 гг. и государственной научно-технической програмний "Технологии, маншкы ж проззвод-ства будущего", проект О.ОБ.01.0014 "Разработка и освоение новых ресурсосберегающих техкологкС f машин для оргазгзеїзія интргрировапдых производств пс шцуску товаров народного потребления. изделий и оборудования медицинского назначения, бззлрухщихся на использовании сверх^ластичности".
Работа выполнена при методической консультации в.н.с, к.т.н. Цетяна М.А.
Цель работы: на осново ркспопйжетольных к теоретических иссхадсванлй реологиг евврхпластичог.ко?. деформации кгр.^лчэс-ких матэриалоз с субмикроккым зерном разработать тагнелзги-
ЧОСКИВ ПрСЦеССЫ ПОЛУЧеНИЛ ИЗДвЛИй МЭДИЦИЕСКОГО Е83Ч8ЧЭНИЯ из
кервьелш методами обработки металлов дазлвяие;.;. При этом реиались следушще осноеннэ залечи:
-
Исследовать и количественно описать структурные характеристики и их изменение в процессе СПД керамических материалов с исходным субмикронным зерном.
-
Исследовать влияние структуры и температуры деформации на реологическое поведение керамик и количественно оценить это влияние на технологические параметры процессов сБврхплвстнчвского формоизменения.
-
Разработать математическую модель расчета формоизменения керамических материалов в процессе СВД, учитывающую термомехеническиэ и структурпыэ фзкторы.
-
Разработать рациональные регимк к технологические рекомендации по процессам обработки давлением керамических материалов с субмикронным зерном г дать технико-экономические оценки Бффективности этой технологии.
Нзучнвя новизна.
-
Получены новые дзнныв о структурно-ииввтЕяескнх параметрах при отжиге и СПД тетрагонального диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и гидрохсЕапатата кальция и определены аналитические зависимости, описывазщнв аволлошо структуры втих материалов в иироком диапазоне температур.
-
Разработана количественная реологическая модель СЦД ультракелкозернистых керамик с учетом структурной эволюции.
-
На основе математического моделирования формоизменения керамических, материалов с задвнннш реологическими и структурно-кинетическими характеристиками изучены основные законакэрности и определены технологические региш процессов обработки давлением сверхпластичных керамик с субмикронным зерном.
Достоверность результатов обеспечено использованием современных методов электронной микроскопии, рввтгенострук-
турного ан&лзза, внсокотемп&ратураых испытаний, вычислительной техники'с зримэчэЕсэм матоггзтических я статистических методов обработки данных, и шдтвврздавтея также результатами опытных штагиовок элементов деталей и зеготовки лезвия хирургического скальпеля из тетрагонального диоксида циркония.
Практическая гначшюсть:
I.Разработаны технологические процессы обработки давлэ-нием в состоянии сБерхпластгчностн заготовок из конструкционной керамики на основе тетрагональної^} диоксида циркония, стабилизированного оксиден иттрия, для получения деталэй типа "лезвие хирургического скальпеля" и осестаавтркчннх деталей с ребром и тина "стакан".
2. Разработан:: техяологичзсіске рекомендации по закрытой штамповке беготовок из биоактивной керамики на основе гидро-ксиапзтить кальция для получения элементов протезов зубов , используемых в стоматологии.
Апробация работы. Материалы диссертации бчли доложены па 5 Всесоюзної научно-технической конференции "Сверхпластичность неорганических материалов", Уфа, 1992 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 печатных работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, изломана на &У страницах машинописного текста, содержит &V рисунка, fo таблиц, библиографический список из кг наименований и приложения.