Введение к работе
Аісгуальность работы. На предприятиях по обработке цветных металлов и сплавов одним из способов получения полуфабрикатов и готовых изделий из медных сплавов является горячее прессование. Производительность прессов зависит от стойкости технологического инструмента: пресс-втулок, пресс-шайб и т.д. Эффективным способом повышения стойкости прессового инструмента является наплавка его рабочих поверхностей износостойкими материалами. Существующие наплавочные материалы ПП-30Х2В8Ф, ПП-20ХЗВ10ГТ и т.д., у которых наплавленный металл относится к классу мартенситно-карбидных сталей, являются низкотехнологичными, т.к. для предотвращения образования трещин требуют подогрева основного металла перед наплавкой и замедленное охлаждение наплавленного инструмента. Исходная твёрдость наплавленного металла 30Х2В8Ф, 20ХЗВ10ГТ равна 43^49 HRC, что затрудняет обработку режущим инструментом. Сейчас для повышения стойкости инструмента применяется технологичный материал ПП-08Х6Н8М7С1, у которого наплавленный металл относится к классу мартенситно-стареющих сталей. Исходная твёрдость наплавленного металла 08Х6Н8М7С1 равна 33 HRC, а стойкость инструмента в 2 раза выше, чем инструмента, наплавленного материалом ПП-20ХЗВ10ГТ. На определённом этапе материал удовлетворял требованиям производства, но увеличение загрузки и производительности оборудования требует ещё большего повышения стойкости инструмента.
Цель работы. Разработать новый наплавочный материал для повышения стойкости инструмента горячего прессования медных сплавов, по сравнению с инструментом, наплавленным материалом ПП-08Х6Н8М7С1. Задачей работы было исследование влияния марганца, вольфрама, хрома в пределах выбранной композиции (1-6)%Сг - (5-5-10)%W - (9-12)%Mn - 2%FeSi - l%FeTi - (ocH.)Fe порошковой проволоки на эксплуатационные и сварочно-технологические свойства наплавленного металла для разработки оптимального его состава.
Научная новизна работы. 1. Установлено, что увеличение содержания в порошковой проволоке марганца, вольфрама, хрома, при образовании у наплавленного металла структуры мартенсита, приводит к одновременному повышению уровня его эксплуатационных свойств (увеличению твёрдости после старения, повышению микротвёрдости при высоких температурах, разгаростойкости) и сварочно-технологических характеристик (стойкости к образованию трещин, уменьшению исходной твёрдости).
2. Разработана безникелевая мартенситно-стареющая сталь следующего химического состава (масс.%): углерод 0,04*0,09; марганец 8,5*9,0; вольфрам 8,5+9,0; хром 3,9+4,5; кремний 0,95+1,10; титан 0,03+0,05, который защищен патентом (№2304631). Новая сталь 08Х4В9Г9С1Т имеет высокий комплекс исследуемых свойств в выбранной композиции и по ряду свойств, таких как микротвёрдость при наибольшей рабочей температуре инструмента, сопротивление образованию трещин при наплавке, превосходит сталь 08Х6Н8М7С1. Сталь 08Х4В9Г9С1Т меньше стали 08Х6Н8М7С1 подвержена явлению возврата свойств, характерному для мартенситно-стареющих сталей.
Практическая значимость работы. Разработан новый технологичный наплавочный материал в виде порошковой проволоки ГШ-08Х4В9Г9С1Т, обеспечивающий повышение стойкости наплавленных им пресс-шайб горячего деформирования медных сплавов в 3 раза, по сравнению с пресс-шайбами, наплавленными штатным материалом ПП-08Х6Н8М7С1. Испытание нового наплавочного материала ПП-08Х4В9Г9С1Т проводили на ОАО "Ревдинский завод по обработке цветных металлов".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: на научно-технической конференции "Современные проблемы сварочного производства", в рамках 4-й Международной специализированной выставки "Сварка. НефтеГаз" (г. Екатеринбург, 30 ноября - 3 декабря 2004г.); на научно-технической конференции "Сварка в машиностроении и металлургии", в рамках 5-й Международной специализированной выставки "Сварка. НефтеГаз" (г. Екатеринбург, 29 ноября - 2 декабря 2005г.); на VII, VIII, IX отчётных конференциях молодых учёных (г. Екатеринбург 2004,2005,2006). Также автор работы участвовал в конкурсе молодых учёных ГОУ ВПО "УГТУ - УПИ" на лучшую научно-исследовательскую работу 2005 года в разделе "Технические науки" и ректоратом ГОУ ВПО "УГТУ - УПИ" был награждён грамотой за успехи в научно-исследовательской деятельности.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, среди них 2 - в рецензируемых журналах, где должны публиковаться научные результаты диссертации на соискание учёной степени; имеется 1 патент.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов по каждой главе, общих выводов по работе, библиографического списка из 170 наименований и 3 приложений, изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 28 таблиц.
