Разработка технологии и исследование порошковых покрытий систем Al и Al-Pb
Диссертация
На основе теоретических посылок (глава 2) и экспериментальных данных (глава 3) разработан способ получения прокаткой пластичного толщиной до 0.25мм антикоррозионного алюминиевого порошкового покрытия на стальной полосе (глава 4), отличающийся простотой используемого оборудования, экономичностью и экологической безопасностью. Получен патент РФ № 2 182 191. Разработана математическая модель… Читать ещё >
Содержание
- 1. Проблемы получения порошковых покрытий
- 1. 1. Проблемы получения порошкового антикоррозионного и антифрикционного сплавов с заданными свойствами и нанесения в качестве покрытия на стальную основу
- 1. 2. Состояние вопроса схватываемости совместно прокатываемых материалов
- 1. 3. Проблема исследований механических характеристик порошковых материалов
- 1. 4. Современное состояние исследований по механике совместной пластической деформации разнородных металлов
- 1. 5. Цель и задачи исследований
- 2. Математическая модель совместной прокатки порошка и стальной полосы. Критерии предотвращения дефектности полосы с порошковым покрытием
- 2. 1. Математические зависимости, описывающие состояние слоистой многокомпонентной системы в очаге деформации
- 2. 2. Влияние трения на напряженное состояние металла в очаге деформации при тонколистовой прокатке
- 2. 3. Определение параметров волнистости прокатываемых полос энергетическим методом
- 2. 4. Расчет энергосиловых параметров процесса консолидации дисперсных материалов давлением
- 2. 5. Метод расчета силовых показателей в очаге деформации при нанесении прокаткой порошкового материала на беспористую полосу
- 2. 6. Возможные дефекты в полосе с покрытием после обработки давлением. Выработка критериев их предотвращения
- 3. Влияние степени обжатия и скорости нагрева на интенсивность диффузии и толщину интерметаллидного слоя в системе AI порошковое покрытие-стальная основа
- 3. 1. Разработка методики проведения эксперимента
- 3. 2. Влияние степени деформации на диффузионные процессы и образование интерметаллидного слоя
- 3. 3. Влияние скорости нагрева на диффузионные процессы и образование интерметаллидного слоя
- 3. 4. Влияние скорости охлаждения на образование интерметаллидного слоя
- 3. 5. Физико-химическое взаимодействие стальной полосы и алюминиевого порошка в процессе высокоскоростного отжига после пластического деформирования
- 4. Технология получения антикоррозионного покрытия стальной полосы совместной прокаткой стальной основы и алюминиевого порошка
- 4. 1. Разработка способа алюминирования стальной полосы прокаткой
- 4. 2. Установка для алюминирования стальной полосы прокаткой с использованием сухого алюминиевого порошка
- 4. 3. Экспериментальная оптимизация технологических параметров прокатки и отжига
- 4. 4. Корректировка математической модели совместной прокатки стальной полосы и сухого алюминиевого порошка
- 4. 5. Формула изобретения (Патент РФ № 2 182 191)
- 5. Особенности получения совместной прокаткой стальной полосы и порошковой смеси системы А1-РЬ антифрикционного покрытия
- 5. 1. Материалы для антифрикционного покрытия
- 5. 2. Поиск решения задачи создания антифрикционного покрытия
- 5. 3. Экспериментальная оптимизация накатки на стальную полосу антифрикционного алюмо-свинцового покрытия
- 5. 4. Формула изобретения (Заявка на изобретение № 2 001 134 984/02, приор. 19.12.01)
- 5. 5. Способ получения порошкового проката постоянной заданной плотности (Заявка на изобретение № 2 002 109 736/02 приор.12.04.02)
- 6. Экономика вопроса
- Выводы
Список литературы
- Федорченко И.М., Пугина Л. И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев: Наукова думка, 1980.-403с.
- Fischmiester Н. Report on the Fifth International powder metalurgy conference, Chicago, June 28-July 2.-Powder Met.Int., 1976, 8, N4, p. l81−184.
- Korbin C.L. Aluminium made into bearings by new powder process.-Iron Age, 1964,193, N18, p.135−136.
- Staff report: Application outlook for aluminium P/M parts,-Metall Progr., 1971,99,N4,p.60−64.
- Harby D.A. Sintered alloyed steels.-Ingeniersblad, 1971,40,N24,p.758−763.
- Reynolds J.H., Hall Б.Пат. 1 035 216 (Великобритания) Method of and apparatus for fabricating self-lubricating articles or components and articles or components made by the method.-Опубл.22.04.58.
- Трение и изнашивание алюминиевой бронзы оптимального состава /АнциферовВ.Н., Щапов А.А.// Трение и износ.-1996.-17,№ 2,с.213−217.
- Порошковый алюминиевый сплав для двигателей./УАвтомобильная промышленность США-1997.-№ 1,с.24 (рус.)
- Алюминий-цинковый порошковый сплав с высоким содержанием алюминия и его трибологические свойства / Li Yuanyuan, Zhang Datong, Luo Jinming// Zhongguo youse jinahu Xuebao=Chin.J.Noferrous Vetals.-1997,7, N1(Kht., рез.англ.)
- Comparison of the wear properties of modified ZA-12, ZA-27 and two convensional bearing alloy // Z.Metalik.-2000.-9l, N5-p.436−444.
- Дисперсно-наполненные износостойкие и антифрикционные композиционные материалы на основе алюминиевых сплавов./ ПанфиловА.В., Калиопин И. К., Корогодов Ю.Д.// Литейное производство.-1997,№ 5.
- Митани Сигэхидэ, Сагара Ресукэ, Найто Кацуеси и др. Пат.9969 (Япония). Смесь порошков на основе меди для антифрикционных слоев.-Опубл.09.05.69.
- Хорикава Масаюки. Пат.48−9685 (Япония) Алюминиево-медно-графитовый сплав тугоплавкий элемент скольжения.-Опубл.23.05.72.
- Tsuya J., Shimara H., Umeda К/' A study of the properties of copper and copper-tin base self-lubricating composites.- Wear, 1972,22,N2,p. 143−162.
- Tension-compression asymmetry of hardening and damage in A1 alloy matrix composites /Hong Sun Ig//Scr.Mater.-1999.-41,N4-p.433−438.
- Mechanical alloying of immiscible Pb-Al binary sistem by high energy ball milling /Zhy M., Che X.Z., Lai J. Qi //J.Mater.Sci.-1998,-33,N24.-p.5873−5881.
- Голкин Ю.Е., Петров В. Д. и др. Освоение холоднокатанной стальной основы для нанесения цинкового и алюминиевого покрытий./ Сталь, № 6,2000.
- Шитов А.В., Климушкин А. Н. и др. Освоение технологии производства проката с цинковым и алюминиевым покрытиями. / Сталь, 2000, № 6.
- Sugano G., Mori К., Inoue К. A new Aluminium Coating Process for Steel //Electrochemical Technology, Sept.-Oct.1968, vol.6,N9−10,pp.326−329.
- A new and versatile coating method of particles at room temperature/ Isao Sugay//Jap.J.Appl.Phys.Pt. 1.-1998,-37,N1, p.257−260.
- Залазинский А.Г. Пластическое деформирование структурно-неоднородных материалов. Екатеринбург- УрО РАН.-2000.
- Засуха П.Ф., Корщиков В. Д., Бухвалов О. Б., Ершов А. А. Биметаллический прокат. М.: Металлургия, 1970.-263с.
- Jonson K.J., Keller D.V. J.Appl.Phys., 1967, v.38,N4.
- Балакин В.П., Хренов К. К. //Автоматическая сварка. 1966,№ 2,с.7−9.
- Семенов А.П. Схватывание металлов.-М: Машгиз. 1958
- Брум Т., Хат Р.К.// В сб. «Вакансии и точечные дефекты». Металлургиздат, 1961, с. 54.
- Айнбиндер С.Б. Холодная сварка металлов Изд. АН Латв. ССР, 1960.
- Петров Д.А. Вопросы теории сплавов алюминия. Металлургиздат 1961.
- Aluminium coatings for steel /Bahadur Aruha // Mater. and Manuf. Processes, 1996−11, N2, p.225−232.
- Xia Yang, Yao May. Образование алюминиевого покрытия на стали в процессе горячего погружения. / /Chin.J.Nonferrous Metalls-1997.-7.№ 4, с. 154−158. (кит.- рез.англ.)
- Ватолин Н.А., Концевой Ю. В., Цхай Е. В. Технология алюминирования листовой стали методом накатки порошка./ Сталь, 1996, № 12,-с.44−46.
- Иванов В.И., Осипов К. А. Возврат и рекристаллизация в металлах при быстром нагреве.-М.:Наука, 1964
- F.J.A.den Broeder, S.Nakahara. Diffusion induced grain boundary migration and recristallization //Scr.Met. vol.17, pp.399−404 (1983).
- Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением.-М.: Металлургия, 1986.-68 8с.
- Григорьев А.К., Рудской А. И. Деформация и уплотнение порошковых материалов. -М. :Металлургия, 1992.-193 с.
- Виноградов Г. А., Радомысельский И. Д. Прессование и прокатка металлокерамических материалов. М.:Машгиз, 1963.-200с.
- Андреева Н.В., Радомысельский И. Л., ЦЦербань Н.И. Исследование уплотняемости порошков.-Порошковая металлургия, 1975,№ 6,С.34−42.
- Shwarts W. The model of the compacting of the Metal Powders.-J.Amer.Ceram.Soc., 1965, 48, N7, p.346−350.
- Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна.-М.Металлургия, 1972.-336с.
- Жданович Н.Г. Теория прессования металлических порошков.М. Металлургия, 1969,-262с.
- Смирнов В.К., Харитонин С. В., Степаненко В. И., Литвинов К. И. Апроксимация экспериментальных даных по сопротивлениюдеформации алюминиевых сплавов. // Изв.ВУЗов. Цветная металлургия.-1997.-№ 4, С.36−38.
- Перельман В.Е. Формование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1979.-232с.
- Феноменологические теории прессования порошков./Штерн М.Б., Сердюк Г. Г. и др. Киев: Наукова думка, 1982.-136с.
- Прокатка металлических порошков/ Виноградов Г. А., Семенов Ю. Н. и др.-М. Металлургия, 1969.-382с.
- Каракозов Э.С. Сварка металлов давлением. М. Машиностроениею-1886.-276с.
- Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Металлургиздат. 1962.
- H.Ford, F. Ellis, D.R.Brand. Cold Rolling with Strip Tensions./J. Iron and Steel Inst., v.168, May 1954, p.51.
- Колмогоров В.JI. Напряжение, деформации, разрушение. М. Металлургия. 1970.
- Архангельский А.В., Полухин П. И. и др. Расчет давления при прокатке биметаллического пакета. В кн.:Пластическая деформация металлов и сплавов. № 47.-1968, с. 137−141.
- Аркулис Г. Э. Совместная пластическая деформация разных металлов. М.Металлургия. 1964, 253с.
- Бояршинов М.И. Средние удельные давления на валки при прокатке биметалла. Труды МГМИ, № 4, Магнитогорск, 1958, с. 184−189.
- Коковихин Ю.И. Теория расчета удельных давлений и послойных продольных напряжений при прокатке широких слоистых полос. -Труды МИИТ, 1986, вып.776, с.61−69.
- Горбачев Е.Б. Теоретическое исследование процесса прокатки двухслойной биметаллической полосы с учетом упрочнения слоев. -Труды МИИТ, 1986, вып.776, с.61−69.
- Голованенко С.А., Меандров JI.B. Производство биметаллов.-М.Металлургия, 1966, 353с.
- Игнатьев И.Э., Концевой Ю. В., Павлов В. Г. Влияние трения на напряженное состояние металла в очаге деформации при тонколистовой прокатке. Изв. ВУЗов, Чер.Мет., № 7, 1990, с. 106−107.
- Игнатьев И.Э., Концевой Ю. В., Абдулов Ю. П. Регулирование формы прокатываемой полосы путем изменения натяжения по ее ширине. -Совершенствование рабочих параметров машин. -УрО АН СССР, 1985.C.30−36
- Игнатьев И.Э., Пузако Д. В. Способ определения напряжений межслойного трения при многослойной прокатке./Теоретические проблемы прокатного производства.//4 Всесоюзная н-т. конференция. -Днепропетровск, 1988, 2ч., с.214−215.
- Напряженное состояние и кинематика при прокатке порошковых материалов на металлической подложке./Потапкин В.Ф., Левкин А. Н. и др. // Порошковая металлургия (Киев) 2000 — № 1−2, с. 13−21.
- Канонические законы трения в условиях обработки металлов давлением./Хайкин Б.Е.//Изв.Вузов. Цв. металлургия-1997-№ 4, с.29−35.
- Одномерное математическое моделирование напряженно-деформированного состояния при прокатке порошковыхматериалов./Потапкин В.Ф., Сатонин А. В. и др.- Краматорск, 1996-Деп. в УкрИНТЭИ 25.10.96. № 68-Yi96
- В.Я.Буланов, И. Э. Игнатьев и др. К вопросу о расчете энергосиловых параметров консолидации дисперсных материалов давлением.//Труды ЮРГТУ, Волгодонск, 2002.
- Ю.Д.Железнов. Прокатка ровных полос и листов. М. Металлургия, 1971,200с.
- Поляков Б.Н. Энергетический метод определения параметров неплоскостности.//Изв.ВУЗов, Чер.мет., 1986,№ 6,1887−19 Юс.
- Buckling phenomena related to rolling and levelling of sheet metal/ Fischer F.D., Rammerstorfer F.G., Fried N., Wieser W. // Int.J.Mech.Sci. 2000.42.N10, pp.1887−1910
- Концевой Ю.В., Игнатьев И. Э., Пузако Д. В. Определение параметров волнистости прокатываемых полос энергетическим методом./Теория и технология производства листового проката.//М. Металлургия, 1991, с. 86−92.
- The thermomechanical integrity of the thin films and multilayers / Evans A.G., Hutchinsen J.W. //Acta met. Et mater.-l995−43 N7, pp.2507−2530.
- Павлов И.М. Теория прокатки.-М.:Металлургиздат, 1960
- Павлов И.М., Бринза В. И. Исследование деформации биметалла титан-сталь при прокатке./ЛДветные металлы, 1961,№ 11
- Бояршинов М.И., Аркулис Г. Э., Бригно Г. А. Энергетические принципы в задаче сжатия слойных тел.//Изв.ВУЗов.Чер.мет. 1962,№ 3
- Аркулис Г. Э., Дорогобид А.А Теория пластичности.М. Металлургия, 1987
- Выдрин В.Н. Динамика прокатных станов.М. .'Металлургия, 1962
- Концевой Ю.В., Игнатьев И. Э. Математическая модель многослойной прокатки./Теор.проблемы прокатного производства.//4 Всесоюзн.конф.-Днепропетровск, 1988, ч2,с.212−213.
- Ковалев С.И., Корягин Н. И., Ширко И. В. Напряжения и деформация при плоской прокатке.М. .'Металлургия, 1982,255с.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости.М.:Наука, 1979,560с.
- Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов.М.Машиздат, 1962,856с.
- Блантер М.Е. Теория термической обработки.-М. .'Металлургия, 1984,328с.80. .Горелик С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов.-М. .'Металлургия, 1978,568с.
- Брик В.В. Диффузия и фазовые превращения в металлах и сплавах.-Киев: Наукова думка, 1985,232с.
- Физическое металловодение. Под ред. Р.Кана. М.:Мир, 1968.
- Бокштейн Б.С., Копецкий Ч. В., Швиндлерман JI.C. Термодинамика и кинетика границ зерен в металлах. М.'.Металлургия, 1986,224с.
- Иваноц В.И., Осипов К. А. Возврат и рекристаллизация в металлах при быстром нагреве.-М.:Наука, 1964
- Виткин А.И., Тейндл И. И. Металлические покрытия листовой и полосовой стали. М. :Металлургия, 1971,496с.
- Электротермическая обработка металлов и сплавов. М. Металлургия, 1978,320 с.
- Бакалюк Я.Х., Проскурин Е. В. Трубы с металлическими противокоррозионными покрытиями. М. Металлургия, 1983,160 с.
- Неверов В.И., Пименов В. Н. Кинетика роста фаз в системе железо-алюминий //ФиХОМ, 1980, N5,с. 104−108
- Электротермическая обработка и теплое волочение стали/ Хасин Г. А., Дианов А. И., Попова Г. Н. и др. М.: Металлургия, 1984,152 с.
- Игнатьев И.Э., Буланов В. Я., Концевой Ю. В., Игнатьева Е. В., Савинцев П. П. Технология получения алюминиевых порошковых покрытий и моделирование возможных в них дефектов. «Металлург», № 12, 2002. С.27−28.
- Преображенский В.П., Чистяков B.C. Измерение быстроменяющегося температурного потока //Измерительная техника, 1968, № 5,с.45−48.
- Металловедение и термическая обработка стали. Справ.изд. 3-е изд., перераб. и доп. в 3-х томах. Т. 1. Методы испытаний и исследований. Под ред. Бернштейна M. JL, Рахштадта А.Г.-М.:Металлургия, 1983, 352с.
- Герцрикен С.Д., Дехтяр И. Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе.-М.:ГИФМЛ, 1960, 564с.
- F.J.A.den Broeder, S.Nakahara. Diffusion induced grain boundary migration and recristallization //Scr.Met. vol.17, pp.399−404 (1983)
- Лариков Л.Н. Механизмы диффузии в интерметаллических соединениях //Металлофизика, 1992, т. 14, N8,с. 19−36
- Ворошнин Л.Г., Хусид Б. М., Хина Б. Б. Физико-химический механизм реакционной диффузии при химико-термической обработке //Диффузионное насыщение и покрытия на металлах, — Киев.// ИПМ АН УССР, 1988, с.60−68
- G.Sugano, K. Mori, K.Inoue. A New Aluminium Coating Process for Steel. //Electrochemical Technology, Sept.-Oct.1968, vol.6,N9−10, pp.326−329.
- Третьяков A.B., Трофимов Г. К., Зюзин В. И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М. .Металлургия, 1964, 222с.
- Тимошенко С.П. Устойчивость упругих систем. М.: Гостехиздат, 1955, с.211−213.
- Анциферов В.Н., Буланов В. Я., Богодухов С. И., Гревнов Л. М. Термохимическая обработка порошковых сталей. Екатеринбург: УрО РАН, 1997.-482с.
- Фришберг И.В., И.И.Телицин, Жидовинова С. В., Пастухов Э. А., Ватолин Н. А. Влияние низкочастотной звуковой обработки на реакционную способность металлического порошка.//Докл. АН СССР. 1991 .т.317,№ 4.С. 879−883.
- Ю.С.Авраамов, В. П. Филоненко, А. П. Груздов, А. Д. Шляпин. Изменение структуры и свойств сплавов алюминия со свинцом в процессе пластической деформации.//Металловедение и термическая обработка металлов-«Машиностроение"-М., 1984,№ 7,с.49−51.