Научная статья на тему 'Технологические принципы выбора материалов пресс-инструмента при электроразрядной обработке металлических порошков'

Технологические принципы выбора материалов пресс-инструмента при электроразрядной обработке металлических порошков Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
515
82
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Рябинина О. Н.

В процессе электроразрядной обработки металлических порошков и сплавов на их основе происходит одновременное воздействие и на материал прессового инструмента электрического тока, высоких температур и давлений, что существенно усложняет задачу выбора материалов для пресс-инструмента без проведения тщательных экспериментальных исследований, которые позволили установить технологические принципы создания более стойких комбинированных инструментов для ЭРС. Проведенные исследования по разработке материалов пресс-инструмента представляются значимыми для практики технологических процессов порошковой металлургии, а также для развития теоретических представлений о процессах электрофизической технологии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Рябинина О. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Технологические принципы выбора материалов пресс-инструмента при электроразрядной обработке металлических порошков»

Рябинина О.Н.

Оренбургский государственный университет

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА МАТЕРИАЛОВ ПРЕСС-ИНСТРУМЕНТА ПРИ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПОРОШКОВ

В процессе электроразрядной обработки металлических порошков и сплавов на их основе происходит одновременное воздействие и на материал прессового инструмента электрического тока, высоких температур и давлений, что существенно усложняет задачу выбора материалов для пресс-инструмента без проведения тщательных экспериментальных исследований, которые позволили установить технологические принципы создания более стойких комбинированных инструментов для ЭРС. Проведенные исследования по разработке материалов пресс-инструмента представляются значимыми для практики технологических процессов порошковой металлургии, а также для развития теоретических представлений о процессах электрофизической технологии.

Традиционные способы порошковой металлургии - прессование с последующим спеканием в печах - все чаще заменяются более производительными и эффективными методами, в которых совмещены процессы прессования и спекания, а спекание в печах заменяется электроспеканием. Эти методы требуют меньших затрат энергии и труда, позволяют высвободить производственные площади, занятые оборудованием. Их применение дает возможность изготавливать изделия из таких порошков, которые не поддаются обработке старыми методами порошковой металлургии. К таким методам относятся способы горячего прессования и элек-троразрядного спекания (ЭРС), причем последний следует считать новым и весьма перспективным, обеспечивающим использование теплоты, выделяющейся в результате электрических микроразрядов, интенсифицирующим процессы тепловой, электростатической и ионной диффузии в области меж-частичого контакта, что и обеспечивает кратковременное спекание смесей порошков с получением высокопрочных изделий. Вместе с тем электроразрядное спекание, как разновидность горячего прессования, характеризуется интенсивным массопереносом не только между компонентами спекаемых смесей, но и между порошковыми частицами и деталями пресс-форм. Результатом массопе-реноса, вызываемого электроразрядной обработкой, являются процессы припекания (адгезии) порошка к электродам-пуансонам, а также возникновение новых фаз на контакте 1) порошок - электрод-пуансон, 2) порошок - матрица. В этой связи принципиаль-

ное значение для внедрения способа в промышленность приобретает проблема выбора и разработки материалов для пресс-инструмента - электродов-пуансонов и матриц и изыскания путей повышения его эксплуатационной стойкости.

Электроразрядное спекание осуществляется путем введения в обрабатываемый порошок совокупности постоянного и переменного токов, плотностью до 105 А/м2, посредством токоподводящих электродов-пуансонов. Отличительной особенностью этого процесса на начальной стадии является применение предварительного уплотнения под небольшим давлением, достаточного для образования между соседними частицами искрового микроразряда. Электрические микроразряды генерируются не только в объеме спекаемого порошка, но и на контактных поверхностях оснастки. В результате за счет ионных столкновений в межчастичной среде и на поверхности частиц происходит интенсивное тепловыделение, значительно превышающее обычный нагрев за счет джо-улева тепла.

На заключительном этапе процесса электроразрядного спекания порошок подвергается удельным давлениям до 106 кН/м2, что непрерывным образом переводит процесс в режим горячего прессования[8].

Электроды-пуансоны в процессе электро-разрядного спекания не только сжимают порошок, но и подводят электрический ток в узел спекания. В контакте электрод-пуансон

- порошок на рабочей поверхности могут развиваться температуры до 500 - 1000° С в зависимости от вида спекаемого порошка, а удель-

ные давления достигают 106 кН/м2 (10 Тс/см2) (рис. 1).

Таким образом, материал, идущий на изготовление электродов-пуансонов для электроразрядного спекания порошков, должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1) быть устойчивым к резким повышениям температуры, поскольку под действием электрического тока происходит их быстрый нагрев;

2) быть устойчивым к окислению, так как электроды-пуансоны подвергаются воздействию высоких температур;

3) обладать высокой электропроводимостью и высокой механической прочностью, чтобы выдержать усилия, развиваемые при прессовании;

4) обладать высокой износостойкостью, чтобы производить многократные спекания;

5) обладать низкой способностью к диффузии и схватыванию с металлами спеченных деталей.

В различных схемах ЭРС используются матрицы, как проводящие, так и изолирующие. Процессы, происходящие на контактной поверхности матрица - спекаемый порошок

- в основном аналогичны таковым на контакте электрод-пуансон - спекаемый порошок так что требования, сформулированные выше, применимы и к материалам матриц, с учетом электрических свойств материала. Целесообразно использовать в качестве материалов матриц менее электропроводные, чем материалы электродов-пуансонов [1, 2].

Кроме вышеперечисленных требований материалы оснастки должны обладать высокой эрозионной стойкостью, разгаростойкос-тью, малой теплопроводностью (для уменьшения потерь тепла), близкими коэффициентами теплового расширения (для предотвращения заклинивания или появления зазоров). Следует также учитывать, что материалы оснастки должны поддаваться механической обработке. В качестве материала электродов-пуансонов для электроразрядного спекания широко применяется графит. Однако графит имеет низкую механическую прочность, низкую эрозионную стойкость, легко истирается. Кроме того, углерод диффундирует в спекаемый порошок, загрязняет его. Для повышения износостойкости и эрозионной стойкости графита предлагается внедрять в поверхность графитовых электродов-пуансонов, соприкасающуюся со спекаемым порошком, порошки карбидов WC, ZrC, Ж!, TiB2, TaC по крайней мере одного вида. В качестве материала электродов-пуансонов для ЭРС предлагается также использовать нитриды металлов ТСК, TaN со связками из металлов ^, №, ^, Al и др., уменьшающих их электросопротивление.

Конструктивно пресс-формы для элект-роразрядного спекания порошков не отличаются от пресс-форм, используемых в процессе горячего прессования. Важнейшей задачей являются выбор материалов для пресс-форм, обеспечивающий высокий срок их службы. В работе предлагается комбинированная прессформа, образованная матрицей с высокой механической прочностью и со-

противляемостью давлениям, внутренняя поверхность которой обкладывается электротеплоизолирующим и высокожаропрочным материалом.

Для матрицы используются железные сплавы, специальные стали, медь, латунь, молибден, хром, бериллий, карбид вольфрама. Используются неметаллические материалы, синтетические смолы, если они прочны. Электро- и теплоизолирующим материалом могут быть MgO, Al2O3, SiO2, Si. Высокожаропрочным материалом являются графит, керамика, жаропрочное стекло, коэффициент теплового расширения которого близок по величине к к. т. р. графита. Меняя процент содержания стекла, можно регулировать величину электрического сопротивления и получить пресс-формы, удовлетворяющие сформулированным требованиям.

Так как в литературе не имеется работ по исследованию поведения высокотемпературных материалов в контакте с металлами и сплавами при одновременном воздействии высоких температур, давлений, электромагнитного излучения, что имеет место в процессе электроразрядного спекания, то представляет значительный интерес для практики выяснение стойкости различных материалов пресс-инструмента в процессе электроразрядной обработки металлических порошков и изыскание путей повышения их эксплуатационной стойкости. В связи с этим проведено исследование взаимодействия и стойкости наиболее перспективных материалов пресс-инструмента с металлическими порошками в процессе их электро-разрядной обработки, а также исследована возможность применения покрытий для повышения эксплуатационной стойкости пресс-инструмента в процессе электроразрядного спекания металлических порошков.

Вначале проверялись электроды-пуансоны из тугоплавких соединений TiB2, ZrB2,

(80% TiB2+20% TiC), так как они не взаимодействуют с Al, ^, Fe. Путем прессования и спекания с последующей шлифовкой были приготовлены электроды-пуансоны в виде цилиндров диаметром 20 мм и высотой 25 мм. Однако испытания показали, что данные материалы мало пригодны для изготов-

ления электродов-пуансонов, т. к. ввиду их высокой хрупкости происходит скалывание и разрушение их. Наблюдалось припекание железного, медного порошков к электроду-пуансону из TiB2. Замена электродов-пуансонов из тугоплавких соединений прокладками в виде шайб диаметром 20 мм и высотой 5 мм не дала положительного результата. Шайбы разрушались после 1-3-х циклов спеканий. Далее испытывались электроды-пуансоны, полученные горячим прессованием, композиции карбид титана - углерод (TiC+10%C) при спекании Al. Наблюдается незначительное окисление поверхности электродов-пуансонов, изменения геометрических размеров не обнаружено.При спекании использовалась матрица из композиции на основе нитрида кремния (Si3N4+MgO), однако она получила трещину при первом спекании, что, вероятно, связано с более высоким коэффициентом термического расширения композита (TiC+C). Электроды-пуансоны из композиции (1^+^ выдержали 12 циклов спекания. Проведенные исследования показывают, что материалы на основе бескислородных тугоплавких соединений, несмотря на их высокую огнеупорность и химическую стойкость в различных средах, обладают низкими конструкционными свойствами из-за их высокой хрупкости и низкой термостойкости. Кроме того, процесс получения изделий из тугоплавких соединений горячим прессованием и их последующая обработка требует больших экономических затрат.

Исследования по вопросу стойкости и взаимодействия электродов-пуансонов из графита со спекаемыми порошками в процессе электроразрядной обработки показали, что графит марки МПГ-6 можно использовать в качестве материала пресс-инструмента для ЭРС таких мало активных металлических порошков, как медь. Однако стойкость в этом случае не велика и составляет 10-12 циклов. Установленный впервые эффект пропитки электродов-пуансонов из графита при элект-роразрядном спекании легкоплавких металлов приводит к увеличению их электропроводности и прочности, что является положительным, но в то же время насыщение графита металлом увеличивает адгезию спеченных

образцов к электродам-пуансонам. Электроды-пуансоны из графита не пригодны для спекания тугоплавных карбидообразующих металлов. Поэтому представлялось целесообразным исследовать стойкость электродов-пуансонов из графита с покрытиями из тугоплавких соединений Сг3С2, НС, ТШ+813К4, характеризующихся высокой химической стойкостью к металлам Си, А1, Т и износостойкостью, т. е. теми основными требованиями, которые предъявлены к материалу электродов-пуансонов. Покрытия из тугоплавких соединений наносились по технологии, разработанной в институте проблем материаловедения АН Украины. Не все перечисленные покрытия оказались работоспособными. Покрытия из карбида титана или карбида хрома на графите при использовании электродов-пуансонов для спекания порошков Бе, Си, смеси Си+№ отслаиваются либо растрескиваются после первых циклов спекания.

В серии экспериментов была выяснена также стойкость электродов-пуансонов из различных материалов. Стойкость материалов оценивалась по способности электродов-пуансонов из них сохранять приданную им форму и отсутствию их припекания к спекаемому объекту в процессе ЭРС. Обнаружено, что электроды-пуансоны из бронзы Бр.ХО.7, композицииW-Cu в начальных цик-

лах ЭРС теряют свою форму, окисляются и взаимодействуют со спекаемыми объектами. Металлографическим исследованием выяснено, что на контактной границе системы сталь 3Х2В8Ф - смесь (Си+№) образуется зона взаимодействия толщиной 40-50 мкм. Микротвердость зоны составила 158-276 кг/ мм2, микротвердость спеченного сплава (Си+№) - 136 кг/мм2, стали - 3Х2В8Ф-490кг/ мм2. Нанесение графитовой смазки на рабочую поверхность электрода-пуансона со спекаемым порошком уменьшает схватывание материала электродов-пуансонов со спекаемым порошком. Однако ее не всегда возможно применять, так как графит загрязняет спекаемые изделия.

С целью детального исследования взаимодействия стальных элекродов-пуансонов со спекаемой смесью проводились микрорен-тгеноспектральные исследования [3]. Качественный микрорентгеноспектральный анализ диффузионной пары (Си+№) - сталь, выполненный на установке ЖА-5, позволяет сделать вывод о том, что происходит диффузия железа в медноникеливый сплав и диффузия никеля в сталь (рис. 2).

Исследование стойкости стали 4Х5МФС при спекании смеси (Си+№) показало, что эта сталь имеет низкую стойкость к образованию поверхностных трещин в процессе ЭРС.

Рисунок 2. Распределение элементов в системе сталь 3Х2В8Ф - Си+№ после ЭРС по данным

микрорентгеновского анализа (по оси ординат отложены относительные концентрации С / X С’ 1 - железо,

1 і=1 1

2 - никель, 3 - медь).

При электроразрядном спекании алюминиевого порошка, несмотря на то, что его температура спекания значительно ниже температуры спекания медного порошка, наблюдается более интенсивное взаимодействие его с поверхностью стальных электродов-пуансонов. Установлено, что на процесс взаимодействия алюминия с электродами-пуансонами из стали существенное влияние оказывает режим обработки. Так при спекании порошка алюминия ПА-4 на давлении подпрессовки от 50 кгс/см2 до 2000 кгс/см2 наблюдается локальное прохождение электрического тока, что приводит к внедрению алюминия в контактную поверхность, вызывает образование каверн на рабочей поверхности электродов-пуансонов, изменяет чистоту их рабочей поверхности.

Такой характер взаимодействия связан с тем, что частицы алюминиевого порошка покрыты достаточно прочной пленкой окисла А1203, затрудняющей возникновение электрических микроразрядов по всему объему прессовки при значительном удалении частиц друг от друга, и поэтому наиболее вероятно возникновение локального пробоя. Увеличение давления подпрессовки до 2000-3000 кгс/см2 при спекании алюминия приводит к уменьшению этого взаимодействия в связи с тем, что принудительное сближение частиц благодаря внешнему давлению способствует разрушению окисных пленок и тем самым увеличивает возможность возникновения электрических микроразрядов между частицами в объеме порошка, а это способствует и более качественному спеканию алюминия.

На процесс взаимодействия стальных электродов-пуансонов с порошком в процессе его ЭРС существенное влияние оказывает не только режим обработки, но и природа спекаемого объекта. Известно, что титан является активным металлом. Температура его плавления - 1668°±5° С, т. е. она значительно превышает температуру плавления алюминия, меди. Следовательно, и при спекании порошка титана развиваются также более высокие температуры, что усиливает взаимодействие его с электродами-пуансонами.

Электроды-пуансоны для электроразряд-ного спекания (ЭРС) в процессе эксплуатации подвергаются действию электрического тока,

высоких температур, давлений, агрессивных сред. Поэтому материал электродов-пуансонов должен обладать высокой прочностью, пластичностью, электропроводностью, химической, термо-, жаро-, окалино- и эрозионной стойкостью. Хотя в настоящее время не представляется возможным сочетать все эти свойства в одном материале, определенные надежды можно возлагать на спецстали, используемые для горячей штамповки (например, сталь 3Х2В8Ф), а также на некоторые тугоплавкие соединения. Однако применение стали 3Х2В8Ф в качестве материала электродов-пуансонов приводит во многих случаях к ее интенсивному поверхностному взаимодействию со спекаемым порошком.

С другой стороны, применение бескислородных тугоплавких соединений для изготовления электродов-пуансонов показывает, что схватывание со спекаемым порошком зачастую невелико, но электроды-пуансоны испытывают хрупкое разрушение. Поэтому надо применить в качестве вязкой основы электродов-пуансонов штамповые стали (например, упоминавшуюся уже типа 3Х2В8Ф), а для уменьшения схватывания стали со спекаемым порошком в процессе его электро-разрядной обработки создать на рабочих поверхностях электродов-пуансонов покрытия из тугоплавких соединений. В связи с этим проводилось исследование возможностей повышения стойкости стальных электродов-пуансонов методами поверхностного упрочнения их рабочих поверхностей - электроискровым, плазменным, детонационным методами и диффузионным насыщением.

Установлено, что происходит схватывание спекаемых порошков алюминия и меди с поверхностью электрода-пуансона, упрочненной электроискровым легированием. Это связано с тем, что упрочненный слой имеет большую шероховатость (ГОСТ 2787-51) и невысокую сплошность (50-60%). Несмотря на то, что упрочненный слой имел высокую твердость, соответствующую твердости материала легирующего электрода, и обладал высокими адгезионными свойствами, спекаемый порошок внедрялся в поры покрытия.

В связи с этим для получения работоспособного слоя необходимо было применение

метода упрочнения, позволяющего получать сплошные покрытия с более высокой чистотой поверхности. В этом отношении представлял интерес детонационный метод. Испытание электродов-пуансонов с покрытиями, созданными детонационным методом, свидетельствует об их невысокой работоспособности. Например, после трех циклов спекания медного порошка наблюдается отслаивание детонационного покрытия; это объясняется слабой адгезией слоя и подложки.

Более высокого качества оказались покрытия, созданные методом диффузионного насыщения. Этот метод обеспечивает большую чистоту и сплошность покрытия по сравнению с электроискровым легированием и большую прочность соединения покрытия с основой по сравнению с детонационным напылением. Были исследованы стальные электроды-пуансоны с диффузионными карбидохромовым и карбидотитановым покрытиями: электроды-пуансоны применялись для ЭРС порошков меди, алюминия и титана. При спекании любого из исследованных порошков отслаивания покрытий от основы не наблюдается. Интересно сопоставить силу адгезии спеченного алюминия к электродам-пуансонам из стали без покрытия и с покрытием. Оказалось, что в случае стали с покрытием из карбида титана усилие отрыва алюминиевого образца составляет 4,4 кгс/см2, тогда как в случае стали без покрытия эта величина достигает 83 кгс/см2. При спекании титанового порошка с использованием электродов-пуансонов с покрытием из карбида титана наблюдается настолько сильное припекание порошкового образца к электроду-пуансону, что образуется неразъемное соединение в первом цикле спекания (при эффективной плотности тока — 550 А/см2). В случае алюминиевого и медного порошков адгезионное взаимодействие значительно меньше, что позволяет многократно осуществлять ЭРС одной парой электродов-пуансонов. С таким влиянием природы обрабатываемого порошка на припекание к электроду-пуансону необходимо считаться. Известно, что титан является наиболее активным среди исследованных нами металлов. Его активность и служит причиной интенсив-

ного схватывания в процессе ЭРС на любых режимах обработки [4].

С целью уменьшения взаимодействия стальных электродов-пуансонов со спекаемыми порошками и повышения их эксплуатационной стойкости исследовалось комплексное покрытие из карбида хрома и карбида титана.

Установлено, что комплексное покрытие обеспечивает спекание медноникелевой механической смеси порошков без взаимодействия с медью или никелем. Спеченные образцы не припекались к электродам-пуансонам. Из экспериментов следует, что комплексное покрытие, состоящее из карбида титана и хрома, является наиболее стойким в процессе ЭРС таких порошков, как медь, алюминий, смесь порошков Си+№.

Покрытия из тугоплавких соединений на стали увеличивают ее окалиностойкость. Это подтверждается характером изменения коэффициента отражения от контактной поверхности электрода-пуансона. Так, в случае стали без покрытия коэффициент отражения уменьшился на 68% после 5 циклов спекания медного порошка, а для стали с покрытием карбида хрома - на 38%.

Перспективным направлением в повышении эксплуатационной стойкости стальных электродов-пуансонов является использование и способа плазменного напыления тугоплавких соединений на рабочую поверхность. Этот способ дает возможность получать более толстые и достаточно прочно связанные с основой упрочняющие слои. Более толстые твердые упрочняющие слои необходимы в тех случаях, когда осуществляется электроразрядное спекание порошковых смесей с твердыми наполнителями (например, композиции бронза - стеллит). В этом случае гранулы твердого наполнителя в процессе ЭРС продавливают тонкие поверхностные упрочненные слои, полученные при диффузионном насыщении.

С помощью фазового рентгеновского анализа установлено, что после ЭРС механической смеси (50%Си + 50%№) с помощью электродов-пуансонов из стали 3Х2В8Ф с комплексным покрытием, полученным методом плазменного напыления, взаимодей-

Рисунок 3. Рентгенограммы от покрытия из карбида титана на стали 3Х2В8Ф (железное излучение): а -исходная; б - после использования электродов-пуансонов для электроразрядного спекания медного порошка.

ствия с медью не наблюдается. Покрытие имеет сложный фазовый состав: оно включает карбид титана ТіС, карбиды хрома Сг23С6, Сг3С2, Сг27С3, никель (рис. 3).

В процессе спекания отслоения покрытия не было, однако в некоторых случаях покрытия были с низкой работоспособностью. Так испытание электродов-пуансонов из стали с покрытиями тугоплавких соединений карбида титана, карбида хрома и комплексного карбидотитанового и карбидохромового покрытия, полученных плазменным напылением показало, что при спекании композиционного материала стеллит-бронза наблюдалось отслоение покрытий на следующем режиме обработки: давление подпрессовки ~60 кгс/см2, частота переменного тока ~2750 Гц, время пропускания тока на подпрессовке 35 сек. при эффективной плотности тока ~700 А/см2, время пропускания тока на давлении ~1,5 тс/см2

- составляло 25 сек. при эффективной плотности тока ~830 А/см2 [5, 6].

Одной из причин такого различного поведения покрытий при спекании медного порошка и композиции стеллит-бронза является то, что твердые зерна стеллита, при воздействии окончательного давления прессования ~1000 кгс/см2 вдавливаясь в покрытие с малой пластичностью, высокой твердостью и повышенной хрупкостью, создают в покрытии микротрещины. Это и ослабляет сцепление

покрытия с основой. Кроме того, покрытия методом плазменного напыления наносились в воздухе. Это создавало условия для их окисления и уменьшало их адгезию к основе. Для улучшения качества покрытий необходимо использовать инертную среду.

Материалом матриц в процессе электроразрядного спекания порошков служит электротехнический асбестоцемент, обладающий низкой электро- и теплопроводимостью. Однако асбестоцемент не выдерживает температур, развивающихся в зоне спекания, и матрица из асбестоцемента разрушается после 1-2 циклов спекания. Облицовки матриц, изготовленные из тугоплавких соединений на основе нитрида кремния и нитрида алюминия методом горячего прессования, обеспечили повышение стойкости пресс-форм в 3-4 раза, однако они требовали дополнительной трудоемкой их обработки алмазным инструментом. Они часто разрушались в процессе спекания в связи с их высокой хрупкостью и недостаточной механической прочностью. Представлялось интересным использовать метод плазменного напыления для изготовления матриц из тугоплавких окислов. С помощью установки УМП4-64 этим методом была изготовлена матрица из окиси алюминия, напыленный слой которой имел толщину 2-3 мм. Испытание этой матрицы в процессе электроразрядного спекания механической смеси порошков меди и никеля

Рисунок 4. Пресс-форма для электроразрядного спекания: 1 - циркуляционная система, 2 - матрица,

3 - изоляционная обойма, 4 - высокожаропрочный материал, 5 - спекаемый порошок,

6, 7 - электроды-пуансоны.

(50х50% вес) с использованием электродов-пуансонов из жаропрочного графита МПГ -6 позволяет сделать вывод, что метод плазменного напыления может оказаться пригодным для изготовления матриц из тугоплавких окислов, в частности из А1203. Матрица из окиси алюминия выдержала 15 циклов спеканий без разрушения (рис. 4).

Выводы:

Выбор материалов для пресс-инструмента является одной из трудных задач, и особенно для работы в таких сложных условиях, при которых происходит одновременное воздействие на материал прессового инструмента, электрического тока, высокой температуры и давления.

Из анализа работ, посвященных разработке пресс-инструмента для нового технологического процесса ЭРС, следует заключить, что сложному комплексу противоречивых требований, предъявляемых к материалам оснастки, могут удовлетворять только инструменты (электроды-пуансоны и матрицы) сложного комбинированного строения, полученные с применением композиционных покрытий и облицовок, сочетающих в себе свойства различных материалов. Установлены технологические принципы создания более стойких комбинированных инструментов для ЭРС с использованием традиционных материалов: графита, жаропрочной стали и асбестоцемента. В работах показано, что с графитом лучше совместимыми являются комплексные покрытия, включающие ковалентные тугоплавкие соединения. Лучшими способами нанесения покрытий на жаропрочную сталь являются диффузионный и плазменный, и установлена возможность получения композиционных покрытий (карбиды на металлической связке) плазменным методом. Рекомендуется облицовки матриц из ковалентных тугоплавких соединений наносить также плазменным напылением.

Проведенные исследования по выбору и разработке материалов пресс-инструмента представляют значительный интерес для практики ЭРС, однако не разработаны теоретические критерии, определяющие стойкость электродов-пуансонов и матриц, что является научной предпосылкой решения этой задачи.

Вместе с тем исследование процессов, происходящих на контакте электрод-пуансон

- спекаемый порошок, позволит не только оценить стойкость того или иного материала, но и обнаружить новые явления, имеющие важное практическое значение.

Список использованной литературы:

1. Киеси Иноуэ. Метод и установка для спекания электрическим разрядом. Патент Японии №1685, Кл.10А501, 1971.

2. Киеси Иноуэ. Способ изготовления формы для электроразрядного спекания. Патент Японии №45-1528, Кл.10А601, 1970.

3. Масленков С.Б. Применение микрорентгеноспектрального анализа. М.: Металлургия, 1968, 110 с. сил.

4. Рябинина О.Н., Райченко А.И., Буренков Г.Л. Структурные изменения в спеченных объектах и материалах оснастки при электроразрядном спекании смесей металлических порошков // Порошковая металлургия, 1976, №11, с. 16-21.

5. Рябинина О.Н., О взаимодействии тугоплавких и жаропрочных материалов с металлическими порошками в процессе электроразрядного спекания // Вестник Оренбургского государственного университета, 2002, №1, с. 114-120.

6. Райченко А.И., Рябинина О. Н., Стойкость материалов электродов-пуансонов и матриц в процессе электроразряд-ной обработки металлических порошков, // Электронная обработка материалов, 1977, №3, С.38-41.

7. Мальцев И.М., Электропрокатка металлического порошка в валках-электродах // Порошковая металлургия. - 2005.-№5/6. - С. 21-27.

8. Райченко А.И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока. - М.: Металлургия, 1987. - 128 с.

9. Аль-Хасани С.Т. Электроразрядное уплотнение порошков // Прогрессивные технологические процессы в порошковой металлургии. - Минск: Вышэйш. шк., 1982. - С. 81-89.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.