Введение к работе
Актуальность проблемы. Для изготовления штамповой оснастки традиционно применяются материалы типа ВК. Однако по ряду причин материалы этого класса не всегда удовлетворяют предъявляемым требованиям. Причины эти как экономического, так и технологического характера. Чрезмерное удорожание вольфрама и кобальта привело к тому, что несмотря на выигрыш в долговечности при применении деталей из сплава типа ВК экономического эффекта от применения данных деталей не наблюдается или он сведен к минимуму. К тому же, для производства деталей из сплава типа ВК требуется дорогостоящее оборудование, позволяющее получать температуры порядка 2000 К.
Существенное повышение технического уровня производства невозможно без автоматизации трудоемких операций. В то же время изготовление деталей сложной формы из сплавов типа ВК на электроискровых станках невозможно из-за наличия в переходной зоне "ВК-подложка из стали" токонепроводящих зон.
Замена материалов типа ВК на менее дорогие и более технологичные материалы на основе карбида титана сдерживается эмпирическим подходом к процессу их получения, обусловленным отсутствием теоре-тичесих предпосылок к выбору как состава материала, так и режимов получения. Следствием этого является недостаточная реализация свойств материала на основе карбида титана.
Исследования по разработке и внедрению материалов на основе карбида титана проводились по конкретным техническим заданиям промышленных предприятий, что служит дополнительным свидетельством об актуальности темы диссертации.
Цель работы. Целью настоящей работы явилась разработка метода получения карбид титано-никелевых материалов и оптимизация технологических параметров.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-определить условия, при которых контактное плавление (КП) материала не сопровождается формированием твердых фаз в образующейся при этом жидкости;
-разработать способ определения по виду диаграмм состояния компонентов оптимальной температуры спекания композиционного материала (КМ);
-установить влияние механической активации и добавок термодинамически устойчивых веществ на температуру КП и количество образующейся при спекании жидкой фазы
-разработать рекомендации по практической реализации способа определения оптимальной температуры спекания КМ.
Научная новизна. Новизна работы состоит в том, что впервые:
на основании анализа закономерностей КП разработан подход определению состава композиционного материала и температуры ei жидкофазного спекания, при котором скорость процесса спекания ж ляется наибольшей. Разработанный подход опробован на примере изні состойкого композиционного материала с никелевой связкой, легирі ванной хромом, и основан на анализе бинарных диаграмм состоят компонентов с позиций механизма контактного плавления, что дела< его пригодным и ко многим другим системам.
подход положен в основу определения оптимальной температур спекания при легировании КМ, что обеспечило, получение максималы-возможной при таком легировании износостойкости;
разработан алгоритм, позволяющий определять оптнмальнь температуры спекания и количество микролегирующих компонент с ПІ мощью ЭВМ.;
установлено комплексное влияние легирования КМ диборидо ниобия и карбидом бора с позиций оптимизации процесса спекания сочетании с мерами, уменьшающими остаточную пористость КМ.
Практическая ценность. Решена задача использования КМ, упро' ценных карбидом титана, при производстве деталей технологическої оборудования, требующих высокой твердости, износостойкости, И В 1 же время имеющих сложную форму.
Разработанный подход к определению оптимальной температур спекания КМ по диаграмме состояния компонент позволяет в наибол шей степени использовать свойства КМ. В рамках данного подхода т казана возможность прогнозировать влияние микролегирования на oi тималъную температуру спекания.
Реализация результатов исследования. Из сплава на основе карбі да титана с нихромовой связкой изготовлены :
- ножей кольцевой мельницы применяемой на участке производства се] ной мази из кристаллической серы (Медицинский метрологически центр, г. Ессентуки)
-накладка штампа для вырубки детали "пластина листа якоря злектрі двигателя (АО "Микроом", г. Лермонтов).
Апробация работы.Основные результаты работы сообщались на ? Всесоюзном симпозиуме по механохимии и механоэмиссии твердых т< (Чернигов, 1990 г.), на международном научном семинаре "Механохим* и механическая активация" (Санкт-Петербург, 1995 г.).
Публикации. Основные материалы диссертации освещены в 6 оп; бликованных работах. По материалам работы подана 1 заявка.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит і введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 123 наї мснований. Диссертационная работа со списком литературы и прилож шшми занимает 115 страниц.