Совершенствование самозащитной порошковой проволоки для наплавки инструмента горячего прессования медных сплавов

Короткий зміст

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та задачі досліджень, визначено наукову новизну і практичну цінність одержаних результатів, вказано на зв'язок дисертації за науковою тематикою, галузевими та державними планами і програмами. Визначено особистий внесок здобувача у вирішенні науково-технічної задачі удосконалення самозахисного порошкового дроту для наплавлення пресового інструменту гарячого пресування мідних сплавів, наведено дані про апробацію матеріалів дисертації та кількість публікацій з її тематики.

У першому розділі проведено аналіз літературних джерел на напрямками досліджень вчених з питань технології наплавлення пресового інструменту гарячого пресування кольорових металів. В роботах Фруміна І. І, Юзвенко Ю. А, Карпенка В. М., Кошевого А. Д, Горіна М. В розглянуто питання стійкості інструменту гарячого пресування, наведено рекомендації з вибору складу наплавленого металу. Визначено, що при обробці металів у гарячому стані розрізняють наступні специфічні види зносу, викликані тертям: мікрорізання, глибинне виривання за рахунок зчеплення, атомарний знос, зм’яття, окислювальний знос та сітка розгарних тріщин.

На підставі аналізу літературних даних зроблено висновок, що наплавлений робочий шар інструменту для гарячої обробки мідних сплавів повинен мати  високий вміст легуючих елементів, таких як вуглець, хром, вольфрам, кобальт, ванадій, а також молібден та титан.

Проаналізовано матеріали, що використовуються для виготовлення порошкових дротів: оболонки та наповнювача. Одним з напрямів досліджень може бути зміна матеріалу оболонки самозахисного порошкового дроту з метою покращення його зварювально-технологічних характеристик, та удосконалення складу наповнювача (осердя), що впливає на рівномірність плавлення порошкового дроту.

Одним з напрямів удосконалення складу самозахисного порошкового дроту є оптимізація складу газошлакоутворюючих компонентів. Звісно, що проблема відокремлення шлакової кірки при підвищених температурах є актуальною.

Виходячи з результатів аналізу проблеми, сформульовано мету й завдання дослідження. Вирішенню поставленої наукової проблеми присвічені наступні розділи.

У другому розділі подано основні методики експериментальних досліджень, наведено опис викоританого в роботі устаткування.

Для оцінки стійкості наплавленого металу проти зчеплення з тим, що пресується, розроблена установка на базі токарного верстата. Установка призначена для виготовлення зразків, які дають можливість випробування міцності сил зчеплення на межі з'єднання металів, що досліджуються.

У роботі розроблено оригінальний метод визначення гарячої твердості, заснований на точному визначенні температури зразка в момент уколу індентором твердоміру (Патент України № 78770). Спосіб заснований на електронному осцілографуванні і застосуванні твердоміру Шора. Сутність способу полягає у вимірюванні твердості при зміні температури зразка в момент індентування за допомогою термопари, фіксації моменту індентування шляхом отримання сигналу з датчика детонації.

Також у роботі розроблено спосіб оцінки віддільності шлакової кірки, на яку отримано патент України № 25928. Сутність даного способу полягає в тому, що досліджуваний зразок з наплавленням піддають впливу ударного навантаження з величиною енергії удару, при якій не відбувається пластичне деформування зразка, і оцінку віддільності шлакового покриття визначають за полощею відокремленого шлаку. З ряду відомих способів оцінки віддільності, даний спосіб враховує температурний вплив суміжного валика на віддільність попереднього, що відображає реальні умови наплавки прес-втулок і подібних деталей. Крім того, оцінку віддільності шлаку необхідно проводити при неповному охолодженні зразка. Пірометрування  прес-втулок при наплавленні у виробничих умовах показує, що температура втулки після наплавлення першого шару становить 360...380 ⁰С, а після другого - близько 400⁰С, тому оцінку віддільності проводять в інтервалі температур 300...400 ⁰С.

Для оцінки стану поверхні був обраний кількісний метод. Шорсткість поверхні дроту визначалася переносним профілометра TR200 Time group Inc. Профілометр дозволяє визначати середню шорсткість поверхні, а також проводити запис профілограм.

Для оцінювання рівномірності плавлення порошкового дроту розроблена методика (Патент України № 32664) дозволяє з великою точністю оцінити відставання плавлення осердя порошкового дроту від його оболонки.

Аналіз неметалевих включень у наплавленому металі проводився відповідно до ГОСТ 1778-70 за методом П, а аналіз мікроструктури наплавленого металу – після хімічного та теплового травлення на мікроскопі МІМ-8М при збільшеннях х100, х250 та х500.

У третьому розділі визначено вплив складу наплавленого металу на його зносостійкість і встановлення області легування. Проведено досліждення впливу вуглецю та хрому на схильність інструменту до зчеплення з мідним сплавом. За результатами експерименту побудовано поверхню відгуку від факторів Х1 (вуглець) і Х2 (хром), що являє собою тривимірний графік залежності сили зчеплення (Н) від вмісту хрому і вуглецю в наплавленому металі. Отримана поверхня має яскраво виражений мінімум функції, відповідний найменшій силі схоплювання досліджуваних зразків.