Введение к работе
Актуальность темы. Развитие машиностроения тесно связано с разработкой овых материалов различного назначения, повышающих надежность и олговечность машин и механизмов. Одной из главных задач в машиностроении аіяется увеличение износостойкости деталей, работающих в условиях сухого и раничного трения. Для решения данной задачи используют в паре трения цветные орогостоящие сплавы, а также метатлостеклянные (МС) материалы на основе ;елеза, меди и т.д., которые имеют низкий коэффициент трения и высокую зносостойкость. Наряду с ними используются детали из высокомарганцовистых плавов, имеющие высокие триботехнические показатели. Одним из перспективных апраатений получения деталей из высокомарганцовистой стали 11ОП Зп яаляется орошковая металлургия.
МС порошковые материалы представляют большой научный интерес, лагодаря улучшенным эксплуатационным свойствам по сравнению с ^алогичными материалами без добаыения стекла. Актуатъность темы диссертации пределяется прогнозируемой возможностью дальнейшего повышения качества ысокомарганцовистой стали ПОПЗп путем введения стекла и механической эработки исходной шихты в планетарной мельнице (ПМ), реализация которой зязана с необходимостью проведения специальных исследований.
Работа выполнена на кафедре «Материатоведение и технология материалов» )жно-Российского государственного технического университета іовочеркасского политехнического института) в соответствии с Межвузовской иновационной научно-технической программой Российской Федерации исследования в области порошковой технологии» (темы 94/16Т и 95/5И) и ежвузовской Ні И «Перспективные материалы» (тема 95/17F).
Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение качества >мпозицнонных материатов на основе высокомарганцовистой стані ПОПЗп путем )бавления стекла и механического активирования исходной шихты.
Для достижения постаатенной цели были сформулированы следующие дачи:
-исследовать процесс размола одно- и многокомпонентных систем;
-изучить процессы формования, спекания и горячей штамповки (ГШ) С композиционных материалов на основе высокомарганцовистой стали 1 ЮПЗп:
-установить закономерности формирования структуры и свойств спеченных ГШМС материатов на основе стати ПОПЗп;
-оптимизировать химический состав МС материатов на основе стати 11 ОП Зп технологические параметры их получения;
-разработать опытно-промышленную технологию получения износостойкого определителя гидронасоса дія АО «Гидропривод» г. Шахты.
Научная новизна. Устаноатены стадии обработки МС материатов на основе am ПОПЗп в ПМ и соответствие закону распределения Розина-Раммлера анулометрического состава полученных фракций. Выведена функцнонатьная виснмость коэффициентов в уравнении Розина-Раммлера от времени размола
(т) и содержания стекла (Кст).
Показано влияние на пористость формовок таких факторов, как х, давление холодного прессования (Р.) и Ксг в МС материалах на основе стали ПОПЗп. Установлена функциональная зависимость фактора прессования и максимального давления прессования в уравнении Бальшина от К
Установлено влияние т., Ксти Рхл на пористость и относитальное изменение объема спеченных МС материалов на основе 11ОГ1 Зп и определены их оптимальные значения.
Получена адекватная модель алияния Ксг, Р., удельной работы уплотнения (w) и температуры нагрева (Тш) на изменение относительной плотности МС материалов на основе стали ПОПЗп при ГШ, установлены функциональные зависимости относительной плотности материала и максимальной удельной работы уплотнения от основных технологических параметров.
Показаны области оптимальных значений технологических параметров при спекании и ГІД позволяющие получить максимальные значения таких механических свойств МС материалов на основе стали 11 ОГ 1 Зп, как пределы прочности при изгибе и срезе, а также твердость HRB.
Предложен механизм образования МС материалов на основе стали 1 ЮПЗп на стадиях формования, спекания и ГШ. Доказано плакирование поверхности железных частиц стеклом уже на стадии обработки в ПМ за счет локального повышения температуры в области воздействия мелющих тел.
Практическая ценность. Разработаны рекомендации по обработке многокомпонентной шихты стати 11ОП Зп в высокоэнергетической ПМ. Получены композиционные порошковые высокомарганцовистые МС материалы на основе стати 11 ОП Зп с повышенными эксплуатационными свойствами и оптимизированы технологические параметры их получения. Предложен способ получения МС материалов на основе высокомарганцовистой стати ПОПЗп.
Реализация результатов работы. Разработанные МС порошковые материалы на основе высокомарганцовистой стали ПОПЗп прошли производственные испытания в узле трения гидронасоса на АО «Гидропривод» г. Шахты и рекомендованы для использования при изготоалешш распределителя.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) (1997-2000 гг.). а также на международной конференции «Слоистые композиционные материалы - 98» в Волгоградском государственном техническом университете (1998 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и приложения, содержит 147 страниц машинописного текста, 71 рисунок, 8 таблиц и список литературы из 106 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность с.н.с., к.т.н. С.Н.Сергеенко за консультацию и помощь при работе над диссертацией.