Введение к работе
Актуальность темы. В машиностроении широкое распространение получили пористые подшипники скольжения на основе меди . Однако сегодня их применение ограничивается ввиду ввоза меди, олова и других легирующих добавок в нашу республику из других стран, а также из-за высокой стоимости этих материалов.
Для снижения материалоемкости выпускаемой продукции и обеспечения безотходности производства многие исследования направлены на утилизацию стружковых отходов чугуна и других металлов методами порошковой металлургии. В Японии ежегодно образуется около 500 тысяч тонн чугунной стружки при механической обработке автомобильных блок-цилиндров. Ее утилизация с получением в качестве конечного продукта автомобильных порошковых деталей антифрикционного назначения дает значительный технико- экономический эффект .
Поэтому за последние годы в странах СНГ проводятся обширные исследования по утилизации стружковых отходов металлов, в особенности чугуна, методами порошковой металлургии. В этом аспекте Азербайджанская республика не является исключением.
Так, в НПО «Баккондиционер» при механической обработке деталей насосного узла (ролик, рама, вал, лопасть) ротационных компрессоров образуется большое количество чугунной стружки. Ролик ротационного компрессора изготавливается из специального чугуна, содержащего в структуре междендритный точечный графит. Такое распределение графита в структуре чугуна делает его ценнейшим антифрикционным материалом. Отходы этого чугуна после механической обработки ролика составляют более 20 тонн в год ,что достаточно для использования их в качестве легирующих добавок при изготовлении антифрикционных изделий.
Поэтому разработка антифрикционных порошковых композиционных материалов, содержащих стружковые отходы специального чугуна с междендритным точечным графитом является актуальной задачей. В то же время прессование порошков чугуна и спекание прессовок из них технически не представляется возможным, поскольку чугун не обладает пластичностью и практически не спекается в обычных условиях. Для реализации этой задачи целесообразна разработка порошковых смесей, содержащих наряду с порошком чугуна, порошки пластичных металлов и сплавов.
Исследования выполнены в соответствии с тематическим планом научно- исследовательских работ Азербайджанского Технического Университета в 1991-1995 г.(Рег.№ 01910044972 - ВИНТИ Центр).
Целью работы является разработка композиционных порошковых антифрикционных материалов, содержащих стружковые отходы специаль-
ного чугуна, порошки железа и латуни, и оптимизация параметров их получения методом холодного прессования и спекания.
Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью работы были поставлены следующие задачи:
-
Оптимизация состава шихты спеченного антифрикционного материала типа «железо-чугун» и «железо-чугун-латунь».
-
Исследование влияния технологических факторов - давления прессования, температуры спекания, дисперсности порошков на структуру и свойства порошковых композиций.
-
Исследования структуры, механических и триботехнических свойств порошковых материалов, полученных прессованием в «потеющей» матрице.
-
Разработка научно-обоснованных рекомендаций но внедрению разработанных материалов для узлов трения бытовой техники.
Научная новизна работы заключается в следующих полученных результатах:
-теоретически и практически обосновано, что для обеспечения качественного сращивания разнородных частиц железа, специального чугуна и латуни при спекании необходимо исключение технологической смазки из состава шихты, обволакивающей частицы и препятствующей созданию ювенильно-го контакта между ними в процессе формования;
-раскрыт механизм структурообразования порошковых композиционных антифрикционных материалов, синтезируемых из смеси порошков железа, специального чугуна, латуни, талька и серы, заключающийся в образовании твердых растворов Fe-Cu-Zn-S, Fe-Cu-S. Наряду с твердыми растворами в структуре композиции встречаются неметаллические включения, наличие которых свидетельствует о термостойкости талька до температуры спекания -1000 С;
-установлено, что при сухом трении с увеличением нагрузки от 6 до 10 МПа, коэффициент трения и интенсивность изнашивания образцов из композиции «железо-чугун-латунь», полученных прессованием в «потеющей» матрице, повышаются и это связано с наличием в материале пластичной латуни, которая транспортируясь на контробразец, снижает положительное влияние графита и несущей матрицы.
Практическая ценность: -разработаны новые порошковые композиционные материалы типа «железо-чугун» и «железо-чугун-латунь» и технологические процессы изготовления из них деталей бытовой техники;
-определены эксплуатационные характеристики антифрикционных материалов с гетерогенной структурой и работоспособность изделий подшипников скольжения электродвигателя вентиляторов бытовых кондиционеров.
Реализация работы в промышленности. Разработанные материалы и технологические процессы получения порошковых изделий внедрены в на-
учно-производственном объединении «Баккондиционер» с годовым экономическим эффектом свыше 68 млн.манатов в год.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось и обсуждалось:
-на II и III республиканской научно-технической конференциях молодых ученых и аспирантов. Баку, декабрь 1995 г. и декабрь 1996 г; -на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Азербайджанского Технического Университета (АзТУ) в течении 1994-1996 гг. - 2 доклада;
-на республиканской научно- технической конференции «Триботехнические проблемы нефтяного оборудования». Баку 21-22 февраля 1996 г. 2 - доклада.
Диссертационная работа докладывалась и была одобрена на расширенном заседании кафедры «ТКМ, ПМ и Коррозия» Азербайджанского Технического Университета.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 публикациях и 2 приоритетах заявки на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Общий объем работы составляет 159 страниц машинописи, в том числе 36 рисунков, 18 таблиц, 3 приложений, списка литературы из 119 наименований.
