Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕЖ. Вопросы экономии металлов, создания эффективных технологических процессов их обработки, и как следствие, повышение качества и надежности выпускаемой продукции машиностроения при рациональном использовании трудовых, материальных и энергетических ресурсов являются актуальными и основными для развития экономики страны. В настоящее время резко возрастают требования, предъявляемые к качеству изделий,к уровню и стабильности их свойств,а также к экономному потреблению природных ресурсов.
Одним из наиболее эффективных способов решения данных проблем является совершенствование процессов термической и химико-термической обработки деталей машин и инструмента, а также создание нового оборудования. Важное значение в обеспечении высокого темпа роста производительности труда и эффективности производственного оборудования имеет создание и внедрение новых методов химико-термической обработки С ХТО) - электрохимико-термическая обработка СЭХТО) и как способ ее реализации - конвекционно-индукционная химико-термическая обработка С КИХТО) в индукционных соляных ваннах С ИВС) с расплавом солей или комбинированным составом.
В рассматриваемой работе предпринята попытка создания технологических процессов упрочнения поверхности сталей комплексной ЭХТО' в тигельных соляных ваннах (ТВО и ИВС с расплавом солей.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы является широкое экспериментальное исследование и научное обобщение электро-химико-термических процессов взаимодействия в высокочастотном электромагнитном поле расплава солей с насыщаемым изделием, атмосферой и футеровкой ИВС, разработка на этой основе комплекса экономичных, высокопроизводительных упрочняющих технологий ХТО металлов и сплавов.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
1.Экспериментально исследовать и теоретически обосновать физические и электрохимические основы конвекционно-индукционной химико-термической обраббтки металлов и сплавов в высокочастотном электромагнитном поле,влияние гальванического и электролизных процессов на кинетику Формирования диффузионного слоя в расплавах солей.
2.Исследовать взаимодействие расплава солей с углеграфитовой футеровкой ИВС.
3. Научно обосновать закономерности влияния процессов технологического старения расплава солей на обезуглероживашую, науглероживающую, эрозионную и обездегирушую активность ИВС: исследовать влияние этих процессов на интенсивность ХТО и ЭХТО.
4.Экспериментально подтвердить, обосновать впервые выявленные закономерности новых процессов ХТО и ЭХТО в ИВС: электролизного и безэлектролизного карбоборирования, карбонитрирования, карбоборохроми-рования и карбонитротитанирования, новые типы структур диффузионных слоев с особыми, свойствами, эффект прямого и обратного электролиза.
_ 4 -
-
Исследовать и научно обосновать особенности кинетики перен< са веществ в расплавах солей при конвекционно-индукционном спосо( нагрева и насыщения металлов и сплавов в ИВС.
-
Провести исследования по определению оптимальных составе насыщающих сред, режимов эксплуатации ИВС различного назначения, также исследовать влияние материала футеровки ИВС на кинетику Форш рования диффузионного слоя.
-
Наметить пути дальнейшего создания новых упрочняющих техне логий и разработать методику наработки новых технологических процес сов упрочнения поверхности деталей машин и инструмента в ИВС.
-
Дать практические рекомендации по внедрению новых технолог ческих процессов упрочнения поверхности деталей машин, инструмента технологической оснастки в производственных условиях.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впевые теоретически обобщены результаты ис следования физических и электрохимических процессов, протекающих т КИХТО и ЭХТО металлов и сплавов в ИВС.
Разработана методика наработки новых упрочняющих технологий направленно регулируемой структурой и служебными свойствами покрыта
Выявлены основные закономерности влияния процесса старени расплава солей на обезуглероживающую, науглероживающую, эрозионную обезлегирупдую активность ИВС, исследовано влияние этих процессов н интенсивность ЭХТО.
Разработаны рекомендаии по внедрению новых технологически процессов упрочнения поверхности деталей машин и инструмента в уело виях производства.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты работы ис пользованы при производственной отработке оптимальных параметров новых технологий конвекционно-индукционной термической обработа СКИТОр и КИХТО металлов и сплавов,' проведении сравнительных испыта ний изделий на производстве и в приближенных к ним условиях после и: ТО и ХТО в ИВС. Внедрены разработанные новые технологии на производстве и оказана техническая помощь предприятиям, осуществляющим самостоятельное внедрение разработанных технологий. -
Разработанные новые технологические' процессы использовалист для ТО и ХТО широкой номенклатуры деталей/инструмента и технологической оснастки. Осуществлена обработка опытных партий деталей,промышленная апробация и внедрение новых технологических процессов упрочнения поверхности в условия АО "Ростсельмаш", АО "Аксайкарданде-таль", АО "Ростпродмаш", НПО "РостНИИТМ". РВПО, Опытного производственно-торгового инженерно-медицинского арендного предприяти* СОПТИМАГО СМНТК "Микрохирургия глаза" Э.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работь доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-техническй конференции с участием иностранных специалистов "Совершенствование металлургической технологии в машиностроении"г.Волгоград, 1991 г.; научно-технической конференции "Повышение качества изготовления деталей машин методами отделочно-упрочняюшей обработки " г. Пенза, 1991 г.; Национальном конгрессе по металловедению и термообработке г. Варна, Волга-
- ь -
рия, 1991 г. і научно-тахничвских конференциях профессорско-преподавательского состава ДПУ г.Ростов-на-Дону, 1991,1992,1993 г.г.: научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава РИАТМа г.Ростов-на-Дону. 1993 г.
ПУБЛИКАЦИИ. Fb материалам диссертации опубликовано двенадцать печатных работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа содержит 158 страниц машинописного текста, список литературы, включагщий 225 наименований. Приложение включает в себя акты сдачи-приемки научно-технической продукции, акт лабораторных исследований, отчет по результатам стендовых испытаний, каталоги и технологический процесс термообработки (для сравнения результатов КИТО в ПВО.
