Введение к работе
Актуальность работы * Разработка ресурсосберегающих экологически чистых технологий поверхностного упрочнения деталей машин и инструмента является актуальной' задачей машиностроения и металлургии. К таким технологиям относятся , в частности, процессы обработки материалов,, основанные на применении концентрированных потоков энергии (злект-' сонных к ионных пучков, лазерного излучения и др.) с целью формирования заданных, структуры и свойств поверхностных слоев.
Осноеным требованием повышения срока службы деталей машин и инструмента, работающих в условиях.многофакторного силового воздействия, является получение структуры материалов с высокой поверхностней твердостью и вязкой сердцезиной. Обеспечение таких свойств возможно путем формирования износостойких (в частности, карбидохромовнх) слоев с высокой адгезией к матрице на поверхности изделий." Принимая, во внимание особые свойства, экономичность и хирокио технологические возможности концентрированных потоков. энергии, перспективным направлением повышения конструктивной прочности явл-іє', :.я разработка технологий поверхностного упрочнения на баз? формирования на поверхности материалов износостойких слоев.
Цель/и н?стоящей работы явилось изучение механизма формирования и свойств износостойких карбидохромовнх слоев, полученных на высокоуглерол^стых'сталях с-применением электронного пучка (ЭП). Б работе %ши поставлены и решены следующие задачи:
;. Создание математической модели, описывающей температурные
поля в сталях с нанесенными металлическими покрытиями при элект
ронно-лучевой обработке (ЭЛО). ""' " - -
-
'Исследование перераспределения легирующих элементов (углерода л хрема) в зоне термического влияния (ЗТВ) электронного пучка. . -
-
Исследование структуры и свойств карбидохромовнх слоев, сформированных на высокоуглеродистых сталях.
-
Оценка технологических режимов ЭЛО на оснозе математического моделирования и проведенных исследований по созданию карби-дохромскых слоев, обладающих высокими износостойкостью и твёрдостью на высокоуглеродистых сталях*
Положения, выносимые на защиту
1.' Результаты моделирования тепловых процессов при электронно-лучевой обработке углеродистых сталей с нанесенными хромовыми покрытиями.
-
Результаты исследований перераспределения легирующих элементов (углерода и хрома-) в зоне термического влияния электронного пучка.
-
технологические режимы получения износостойких" карбидох-ромовых слоев иа углеродистых сталях с применением электронного пучка.
Научная новизна
-
Разработана, математическая модель для определения пространственно-временного распределения температур в материалах с металлическими (в частности, с хромовыми) покрытиями при электронно-лучевой обработке.
-
Изучено перераспределение легирующих элементов (углерода и хрома) б чоне термического влияния электронного пучка.
о'. Определены технологические режимы электронно-лучевой обработки -лялей с нанесенными хромовыми покрытиями с по добавлением *,тали ча границе раздела "хром-сталь" с сохранением хрома б твердофазном состоянии.
.Практическая ценность
Исследование механизма формирования -и свойств карбидохромо-вих слоев, полученных с применением ЭП. позволяет рекомендовать к использованию конкретные технологические режимы, обеспечивающие значительное повышение износостойкости инструмента.
Результаты работы могут быть использованы для повышения
сроков службы деталей машин и инструмента, а также для замены до
рогих высоколегированных марок сталей более дешевыми- низколегиро
ванными. -
На базе цеха взнн АО "Липецкий трубный завод" по режимам, рекомендуемым в работе, били проведены 'производственные испытания' штампового инструмента. Износостойкость инструмента возросла в 1,2 - 2.раза.
Апробация работы
Основные результаты работы были представлены и обсуждались: на Российской научно-технической конференции "Материалы и упрочняющие технологии" (г. Курск, 1994г.); международной научно-тех-
.-5-
нической российско-германской конференции "Пластическая и термическая обработка современных металлических материалов" (г. Санкт-Петербург, 1995 г.); третьем российско-китайском симпозиуме "Передовые материалы и процессы" (г. Калуга, 1995 г.-); международной научно-технической .конференции "Прогрессивные методы получения и обработки конструкционных материалов и покрытий, повышающих долговечность деталей машин" (г. Волгоград, 1996 г.); научно-технической конференпии "Новые материалы и технологии в машиностроении и приборостроении (г. Пенза. 1996г.); Всероссийской научно-технической конференции, пссЕЯЩекноК 40-лзтию Липецкого государственного технического университета (г. Липецк, 1996 г.); научно-техническом семинаре кафедры "Физическое металловедение" ЛГТУ.
Публикацииі . ;
По основным положениям диссертационной работы опубликовано 10 работ б виде тезисов докладов и статей в центральной печати.
Структура и объем работы .
Диссертация состоит и:' введения, четырех .глав, соновных вы-ьтцов, библиографического списка и прилижеш;я. Объем диссертации осл'агллет 101 страницу текста, включая 34 рисунка. 4 таблицы и библиогшфл» ко І2? наименований.
