скачать
Аннотация
В работе рассмотрены основные методы упрочнения поверхности инструмента, а именно штамповой оснастки и валков прокатных станов. Среди различных физических методов именно лазерная наплавка привлекает особое внимание ввиду ряда преимуществ, присущих этой современной технологии. В частности, лазерная наплавка является высокопроизводительным процессом (до 150 см3/ч нанесенного покрытия), в то же время универсальным процессом с точки зрения толщины получаемого покрытия (0,1-1,0 мм) и возможности использования различных материалов, например, сложных сплавов на основе железа, кобальта, никеля и т.д. Данная технология позволяет получать многокомпонентные покрытия, обладающие расширенной функциональностью, например износо-, термо- и ударо-стойкостью. Учитывая вышеперечисленные преимущества процесса, была выдвинута гипотеза о возможности получения покрытия методом лазерной наплавки с высокими физическими свойствами. Цель работы состояла в кратком рассмотрении основных методов повышения механических свойств поверхности, а также в исследовании процесса лазерной наплавки порошка на основе кобальта с добавление армирующей фазы в качестве прогрессивной и перспективной технологии для повышения эксплуатационных свойств оснастки. В экспериментальной части работы проанализирован процесс лазерной наплавки композитного металлокерамического покрытия. Получены покрытия, состоящие из матрицы на основе сплава кобальта и армирующей фазы карбида титана. Изучены основные физические свойства полученных покрытий. Применение жаропрочных сплавов на основе кобальта для защиты инструментов горячей штамповки является актуальным, однако промышленное применение весьма ограничено. Очевидно, что данное направление в тематике защиты инструмента является перспективным, но необходимо проведение большого количества экспериментов для оптимизации параметров работы лазерной установки и поиска оптимального состава порошковой смеси.
Ключевые слова
Порошковая металлургия, штамповая оснастка, термическая обработка, химико-термическая обработка, лазерная наплавка, стеллит, карбид титана.
1. Обработка металлов давлением в машиностроении / Полухин П.И., Тюрин В.А., Давидков П.И., Витанов Д.Н. М.: Машиностроение, 1983. 279 с.
2. Иванов В.И., Бурумкулов Ф.Х. Упрочнение и увеличение ресурса объектов электроискровым методом: классификация, особенности технологии // Электронная обработка материалов. 2010. №5. С. 27–36.
3. Блантер М.Е.Теория термической обработки. М.: Металлургия, 1984. 328 с.
4. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1983. 359 с.
5. Упрочнение поверхности штамповой оснастки из доэвтектоидных сталей / Лыгденов Б.Д., Лыгденов Б.Д., Бутуханов В.А., Мэй Шунчи, Цыреторов Б.Ш. // Современные наукоемкие технологии. 2014. №4. С. 76–79.
6. Евдокимов В.Д., Клименко Л.П., Евдокимова А.Н. Технология упрочнения машиностроительных материалов: учеб. пособие-справочник. Одесса: НГГУ им. Петра Могилы, 2005. 352 с.
7. Кудряшов А.Е., Левашов Е.А. О применении технологии электроискрового легирования и СВС-электродных материалов для повышения стойкости штамповой оснастки // Международный технологический форум «Инновации. Технологии. Производство». Рыбинск, 2015, Т. 2.
8. Ольховацкий А.К. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки при восстановлении деталей машин. Челябинск: ВНИИТУВИД-ЧГАУ, 1996. 40 с.
9. Федулов А. П., Миронов В. М. Исследование возможности использования электроэрозионных методов для ремонта и упрочнения штамповой оснастки // Молодой ученый. 2015. Т. 12. №1. С. 86–88.
10. Смирнов М.А., Счастливцев В.М., Журавлев Л.Г. Основы термической обработки стали. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. 494 с.
11. Лазерные технологии повышения стойкости прокатных валков / Гаврилов Г.Н., Костромин С.В., Калинин А.Б., Пейганович В.Н., Ермаков Д.Ю. // Современные проблемы науки и образования. 2013. №4.
12. Ready John F. Industrial Applications of Lasers. San Diego: Academic Press, 1997. Vol. 2. 599 p.
13. Ion J.C. Laser processing of engineering materials: Principles, procedure and industrial application. Burlington: Elsevier Butterworth–Heinemann, 2005. 576 p.
14. Thivillon L., Pervushin D., Bertrand Ph., Smurov I. Industrial technology of laser assisted direct metal deposition // International Thermal Spraying Conference (ITSC-2008), Maastricht, June 2-4, 2008.
15. Toyserkani E., Khajepour A., Corbin S. Laser cladding. Boca Raton: CRS Pres, 2005. 280 p.
16. Frolov V.А., Peshkov V.V., Kolomensky A.B., Kazakov V.A. Welding: Inroduction. Moscow: Intermet Engineering, 2008. 382 p.
17. Grigoriants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Technological processes of laser processing. M.: BMSTU, 2006. 664 p.
18. Thivillon L., Bertrand Ph., Laget B., Smurov I. Potential of direct metal deposition technology for manufacturing thick functionally graded coatings and parts for reactors components. Journal of Nuclear Materials, 2, 2009, vol. 385, pp. 236–241.
19. Ion John C. Laser processing of engineering materials: principles, procedure and industrial application. 2005, ELSEVIER, pp. 300–301.
20. www.stellite.com.
