Совершенствование оборудования и процесса прокатки толстолистовых скомпактированных спеченных порошковых заготовок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Белелюбский, Борис Феликсович

• Белелюбский, Борис Феликсович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Белелюбский, Борис Феликсович

Введение.

Глава 1. Оборудование, технология и существующие теоретические подходы к прокатке порошковых материалов. ф 1.1. Основные направления и тенденции в исследовании процессов порошковой металлургии.

1.2. Порошковые материалы.

1.3. Прессы для формования заготовок из металлических порошков.

1.4. Прессы для горячей штамповки порошковых заготовок.

1.5. Анализ оборудования для спекания и нагрева заготовок.

1.6. Прокатные станы в порошковой металлургии.

Глава 2. Экспериментальное исследование процессов и оборудования для получения толстолистовых порошковых заготовок.

2.1. Инструменты и приборы для изучения процессов обработки и получения порошковых материалов. Основы методики ф проведения исследований.

2.2. Компактирование. Экспериментальные исследования процесса получения порошковой заготовки.

2.3. Спекание заготовок.

2.4. Исследование процесса прокатки толстолистовых порошковых заготовок-штабиков. г 2.5. Моделирование процесса прокатки. у 2.6. Распределение плотности по толщине пористой заготовки при компактировании и последующей прокатке.

2.7. Выводы из проделанной экспериментальной работы.

Глава 3. Исследование технологии компактирования и прокатки толстолистовых заготовок из спечённых порошковых заготовок.

3.1. Однохордовая модель продольной прокатки спечённых порошковых заготовок.

3.2. Двуххордовая модель продольной прокатки спечённых порошковых заготовок.

3.3. Исследование однозонной прокатки.

Глава 4. Расчёт и усовершенствование оборудования и технологии прокатки толстолистовых порошковых заготовок.

4.1. Выбор режима прокатки относительно толстых заготовок.

4.2. Динамика станов при прокатке спечённых порошковых заготовок.

- 4.3. Разнотолщинность при прокатке порошковых заготовок.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование оборудования и процесса прокатки толстолистовых скомпактированных спеченных порошковых заготовок»

Постоянный рост производства порошковой металлургии во всём мире связан с уникальными свойствами продукции этой отрасли промышленности [1, 2]. В настоящее время выпуск продукции из порошков в мире составляет до 30%. Порошковая металлургия позволяет получить такие материалы, которые невозможно получить другими методами [3, 4]. Эта технология обеспечивает придание изделию казалось бы не совместимых свойств, высокой прочности и высокой пластичности, высокой электропроводности, теплопроводности при малой изнашиваемости.

Намеченный ранее в производстве изделий из порошковых материалов отход от традиционных технологических схем обработки компактных материалов в последнее время сменился обратным переходом к устоявшимся формам производства - от заготовки к изделию. В прокатке порошков данное направление ознаменовало собой переход к стандартным, отработанным временем технологическим маршрутам: от толстолистовой прокатки к среднелистовой и далее к тонколистовой.

Однако такой переход технологии не может бьггь осуществлён простым копированием процессов - при обработке пористых материалов происходит два основных процесса. Первый - уплотнение частиц порошка в единый компакт. Второй процесс связан с пластическими деформациями порошковых материалов [5, 6]. Тем не менее потребность применения толстолистовых изделий из порошковых материалов в различных отраслях промышленности постепенно возрастает.

Однако современная практика производства постоянно отстаёт от этих требований. Особое отставание обнаруживается при использовании относительно толстых спечённых пористых порошковых материалов. В технической литературе и практике производства отсутствуют исследования не только указанных процессов, но и методов проектирования технологического оборудования, нет разработок по выбору технологических режимов и методов расчёта деформационных и напряжённых параметров [7, 8, 9].

Целью данной работы является создания основ для проектирования оборудования и технологии для производства толстолистовых скомпактированых спечённых порошковых материалов методами прокатки.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Белелюбский, Борис Феликсович

Выводы по работе

1. Экспериментально и теоретически установлены силовые и деформационные параметры толстолистовых порошковых заготовок (^/Ь0> 0,5) при компактировании;

2. Проведены экспериментальные исследования силовых и деформационных параметров толстолистовой прокатки (/^/6о>0,5) скомпактированных спечённых порошковых заготовок;

3. Разработаны основы теории расчёта напряжённо-деформированного состояния относительно толстых скомпактированных спечённых порошковых заготовок;

4. Экспериментально и теоретически установлены режимы прокатки толстолистовых скомпактированных спечённых заготовок;

5. Разработаны теоретические основы для определения деформационных характеристик прокатки толстолистовых порошковых заготовок - величины уширения, нейтральных углов, коэффициентов упрочнения, закономерностей распределения плотности по объёму заготовок;

6. Предложены конструктивные решения для повышения однородности механических свойств у заготовок и снижения неоднородности плотности по их объёму;

7. Разработаны основы теории разнотолщинности листов при прокатке скомпактированных спечённых порошковых заготовок и предложены мероприятия по её снижению;

8. Усовершенствованы модели определения напряжённо-деформационного состояния при прокатке толстолистовых скомпактированных спечённых заготовок;

9. Разработаны основы теории динамического нагружения прокатного оборудования при изготовлении толстолистовых скомпактированных спечённых заготовок.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Белелюбский, Борис Феликсович, 2006 год

1. Клячко Л.И., Уманский A.M., Бобров В.Н. Оборудование и оснастка для формования порошковых материалов. М.: Металлургия, 1986. - 336 с.

2. Прогрессивные технологические процессы штамповки деталей из порошков и оборудование /Г.М.Волкогон, А.М.Дмитриев, Е.П.Добряков и др.; Под общ. ред.

3. A.М.Дмитриева, А.Г.Овчинникова. М.: Машиностроение, 1991. - 320 с.

4. Джонс В.Д. Основы порошковой металлургии. Свойства и применение порошковых материалов. /Под ред. М.Ю.Балыиина и А.К.Натансона. М.: Мир, 1965 - 392 с.

5. Порошковая металлургия. Спечённые и композиционные материалы / Под ред.

6. B.Шатта. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1983. - 520 с.

7. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С, Роберов И.Г. Теория компактирования металлических порошковых материалов М.: МГВМИ, 2004. - 235 с.

8. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г. Теория обработки давлением скомпактированных спечённых металлических порошков. М.: ВИНИТИ, 2005. -312 с.

9. Виноградов Г.А., Семёнов Ю.Н. Прокатка металлических порошков. М.: Издательство литературы по чёрной и цветной металлургии, 1960. 90 с.

10. Виноградов Г.А., Семёнов Ю.Н., Катрус О.А., Каташинский В.П. Прокатка металлических порошков. М.: Металлургия, 1969. - 382 с.

11. Производство порошкового проката / В.К.Сорокин, Л.С.Шмелёв, Б.Ф.Антипов и др.; под ред. В.К.Сорокина. М.: Металлургиздат, 2002. - 296 е.: ил.

12. Ю.Григорьев А.К., Рудской А.И., Колесников А.В. Математическая модель упруго-пластического деформирования пористых спечённых материалов // Порошковая металлургия. 1992. -№11. - С.38-41.

13. Григорьев А.К., Рудской А.И., Колесников А.В. Вариант взаимосвязи характеристик напряжённо-деформированного состояния пористого материала и его основы // Порошковая металлургия. 1992. -№ 8. - С.49-53.

14. Рудской А.И., Цеменко В.Н., Рыбин Ю.И. Математическая модель уплотнения порошковых и пористых металлических материалов // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2005. - №2 - С.40-45.

15. Залазинский А.Г., Поляков А.П. Модель пластически сжимаемого материала и её применение к исследованию процесса прессования пористой заготовки // Прикладная механика и техническая физика. 2002. -№ 3. - С.140-151.

16. Каменщиков Ю.И., Барков Л.А., Каменщиков А.Ю. Пластическое течение и уплотнение порошковых спечённых заготовок при прокатке // Известия РАН. Металлы. 1994. - №1. - С.57-62.

17. Залазинский А.Г., Колмыков В.Л., Соколов М.В. О физических уравнениях пористого материала // Известия вузов. Цветная металлургия. 1997. 4. - С.15-17.

18. Степаненко А.В., Исаевич Л.А., Харлан В.Е. Геометрические и энергосиловые параметры процесса прокатки металлических порошков // Порошковая металлургия. -1990. №2. - С. 13-17.

19. Ефименко С.П., Чопоров В.Ф., Карелин Ф.Р. Инженерный метод расчёта напряжённо-деформированного состояния при прокатке спечённого порошкового вольфрама в вытяжных калибра // Металлы. 2001. - №5. - С.62-67.

20. Ковальченко М.С. Динамика механических воздействий на материалы // Порошковая металлургия. 1993. - №7. - С.41-48; 1993. - №11/12. - С.11-19; 1994.-№5/6.-С.29-34.

21. Барков JI.A., Каменщиков Ю.И., Мымрин С.А., Леонов С.А. Об уплотняемости порошковых спечённых заготовок при прокатке с четырёхсторонним обжатием // Металлы. 1992. - №4. - С.77-79.

22. Мальцев И.М., Петриков В.Г. Электроимпульсный нагрев порошка в очаге деформации при прокатке // Порошковая металлургия. 1993. - №6. - С.32-38.

23. Куликовский Д.Н., Григорьев А.А., Иванов В.Н. Теоретический анализ процесса холодной прокатки пористой спечённой заготовки // Изв. Вузов. Чёрная металлургия. 1998. -№3. - С.30-38.

24. Дьяченко И. М. Экономика порошковой металлургии. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990. - 152 с.

25. Айзенкольб Ф. Порошковая металлургия. М.: Издательство литературы по чёрной и цветной металлургии, 1959. - 520 с.

26. Вязников Н.Ф., Ермаков С.С. Применение изделий порошковой металлургии в промышленности. М., JL: Издательство машиностроительной литературы, 1960. -190 с.

27. Раковский В. С. Основы порошкового металловедения. М.: Оборонгиз, 1962. - 90 с.

28. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. Киев: Издательство Академии наук Украинской ССР, 1963. - 420 с.

29. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1975. - 200 с.

30. Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1978. - 184 с.

31. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980. -496 с.

32. Андриевский Р.А. Порошковое материаловедение. М.: Металлургия, 1991. - 205 с.

33. Кипарисов С.С., Падалко О.В. Оборудование предприятий порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1988. - 448 с.

34. Либенсон Г.А., Панов B.C. Оборудование цехов порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1983. - 264 с.

35. Шмелёв Л.С. Оборудование для производства порошкового проката / Л.С.Шмелёв, В.К.Сорокин // Материаловедение и металлургия: труды НГТУ / Нижегород. гос. техн ун-т. Н.Новгород, 2003. - Т.38. - С.265-269.

36. Грин Р.Дж. Теория пластичности пористых тел // Механика. 1973. - №4. - С. 109120.

37. Григорьев А.К. Пластическая деформация пористых материалов. Л.: ЛДНТП, 1989.-28 с.

38. Королёв А.А., Навроцкий А.Г., Вердеревский В.А., Кохан J1.C., Соколова О.А. Механическое оборудование цехов для обработки цветных металлов давлением. -М.: Металлургия, 1981. 624 с.

39. Стебунов С.А., Роберов И.Г., Пчицкий В.К., Беленькая J1.H. Влияние пористости на реологические свойства молибдена // Сб. трудов ВНИИТС. 1987. - С.74-79.

40. Лаптев A.M., Подлесных С.В., Малюский B.J1. // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия. -№1. 1987. - С.88-90.

41. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С, Лебедев Н.Н. Напряжения и деформации в процессах обработки металлов давлением. М.: Академкнига, 2004. - 240 с.

42. Целиков А.И. Теория прокатки. -. М.: Металлургия, 1982. 335 с.

43. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1978. -359 с.

44. Тойберт Т. Исследование уплотнения металлических порошков в процессе прокатки и формирование механических свойств неспечённых заготовок: Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб., 1996.-21 с.

45. Цеменко В.Н. Разработка процессов прокатки пористых изделий на основе теоретического и экспериментального исследования уплотняемых порошковых сред: Автореф. дис. д-ра техн. Наук. СПб., 2001. - 35 с.

46. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С. Процессы компактирования композитов из металлических порошков // Известия ВУЗов. Чёрная Металлургия. -1999. №5. -СЛ1-15.

47. Кохан Л.С., Роберов И.Г. Выбор режимов прокатки спеченных скомпактированных заготовок // Технология металлов,- 2006. №2. - С.31-35.

48. Лещинский В.М., Блохин А.Г. Процессы компактирования композитов из металлических порошков // Порошковая металлургия. 1990. - №10. - С.38-42.

49. Формирование структуры и свойств пористых порошковых материалов / П.А.Витязь, В.М.Капцевич, А.Г.Косторнов и др. М.: Металлургия, 1993. - 239 е.: ил.

50. Лаптев A.M., Вяль Е.Ю., Дубинин М.В. Исследование прессуемости и прочности порошковых материалов системы железо-медь-графит // Удосконалення процеав i обладнання обробки тиском в металyprii' i машинобудуванш. Краматорск: ДГМА, 2005.-с.365-369.

51. Дубинин М.В., Лаптев A.M. Метод экспериментального определения коэффициента трения при прессовании порошков в матрице // Удосконалення процеав i обладнання обробки тиском в металурги i машинобудуванш. Краматорск: ДГМА, 2005.-С.362-364.

52. Лаптев A.M., Попивненко Л.В. Новый метод построения идеализированной кривой уплотнения порошковых материалов. // Удосконалення процепв i обладнання обробки тиском в металурп! i машинобудуванш. Краматорск: ДГМА, 2005. - с.89-92.

53. Металлы и сплавы. Справочник / Под ред. Ю.П.Солнцева. СПб: Профессионал, 2003.-1096 с.

54. Сорокин В.К. Изготовление, сортамент й поровая структура проката из порошка ПХ18Н15 / В.К.Сорокин, Л.С.Шмелев // Кузнечно-штамповочное производство. -1998.-№ 1. -С.8-10.53,54,55,56,5758,59.