WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

««О ПРИМЕНЕНИИ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ И СВСЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ШТАМПОВОЙ ...»

Второй международный технологический форум

"Инновации. Технологии. Производство."

23 - 25 марта 2015 года

«О ПРИМЕНЕНИИ ТЕХНОЛОГИИ

ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ И СВСЭЛЕКТРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ

СТОЙКОСТИ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ»

А.Е. Кудряшов, Е.А. Левашов

www.shs.misis.ru

Цель презентации - демонстрация



эффективности внедрения технологии электроискрового упрочнения с использованием СВС- и наноструктурированных электродных материалов для повышения стойкости штамповой оснастки на предприятиях РФ Условия эксплуатации и характер износа штампов Тип инструмента, Условия Вид и преобладающий детали эксплуатации характер износа Затупление (механический Трение в контакте с материалом Разделительные износ) режущей кромки, заготовки при высоких локальных штампы листовой абразивный, давлениях и температурах на режущей штамповки из адгезионный, усталостный кромке и в прикромочной зоне, инструментальных и фреттинг-износ рабочих локальный контакт с ювенильной сталей поверхностей поверхностью материала заготовки Изменение формы и Трение в контакте с разогретым до Формообразующие размеров горячей пластического состояния штампы деформирующих элементов металлом заготовки и окалиной штамповки (механический, усталостный и тепловой износ), трещинообразование Методы повышения стойкости штампов

1. Конструкторские -Выбор новых марок сталей и твердых сплавов;

2. Металловедческие -Химико-термическая обработка;

3. Технологические -Обработка импульсным магнитным полем;

4. Эксплуатационные -Поверхностно-пластическое деформирование

5. Совмещенные рабочих частей алмазным выглаживанием;

- Гидродробеструйная обработка;

- Физ

–  –  –

• высокая адгезии формируемых покрытий;

• возможность локальной обработки поверхности ответственных узлов и механизмов, в том числе крупногабаритных изделий;

• относительная простота реализации;

• отсутствие жестких требований к подготовке поверхности перед нанесением;

• высокая надежность оборудования;

• высокая экологичность процесса нанесения покрытий;

• низкое энергопотребление;

• высокая рентабельность и быстрая самоокупаемость инвестиций.

Универсальный стенд «ALIER-METAL 2002»

Диапазон частоты выходных импульсов 5 – 50000 Гц;

диапазон длительности выходных импульсов 1 – 2000 мкс;

диапазон амплитудного значения тока 10 – 340 А;

диапазон частот устройства питания вибратора 100 – 1000 Гц.

Установки «Alier-Metal»

–  –  –

ALIER G-53 ALIER-302 ручной В основе метода СВС лежит реакция экзотермического взаимодействия двух или нескольких химических элементов, протекающая в режиме направленного горения Схема процесса СВС X(i)+Y(j)=Z, где X(i) - металл в твердом состоянии (например, Мg, Аl, Тi, Zr, Нf, V, Та, Nb, Сr, Мо, Ni);

Y(j) - неметалл в твердом, жидком или газообразном состоянии (например, С, B, Si, S, Sе, N2, O2, H2);

Z - карбиды, бориды, силициды, селениды, нитриды, оксиды, гидриды, твердые растворы, интерметаллиды (если в качестве Y(j) выступает металл).

Преимущество СВС

1. Существенное упрощение (и удешевление) технологии, так как в зоне реакции температура возникает за счет собственных энергетических возможностей исходной системы без использования каких-либо нагревательных устройств.

2. Высокая температура (1500 – 4000 °С) обеспечивает полноту превращения исходных элементов в конечные продукты и способствует испарению примесей.

СВС - электродные материалы Дисперсно-упрочненные наночастицами твердосплавные материалы (на основе карбидов, боридов, нитридов) с модифицированной структурой, полученной путем введения в исходную шихтовую СВС- смесь нанодисперсных добавок тугоплавких металлов и соединений, выполняющих роль модификаторов в процессе структурообразования продуктов синтеза.

СТИМ- синтетический твердый инструментальный материал

Добавки нанодисперсных порошков вводили:

7 об. % ZrO2, Al2O3, NbC, Si3N4; 3,5 об. % W, WC, WC-Co; 5, 10, 15 % (вес.) УДА 2 группа. Твердосплавные наноструктурированные электродные материалы в системе WC-Co, полученные по технологии горячего прессования при использовании нанодисперсных плазмохимических порошков WC-Co.

Размер частиц карбидной фазы в электродном материале ~ 100 нм.

Структура электродов WC-8Co

–  –  –

Штамповые стали 5ХНМ, ДИ22, ЭИ 958, Х12МФ Никелевый сплав ЖС6У Влияние нанодисперсных добавок на структуру СВС-электродных материалов СТИМ-2/40НЖ (системаTiC–ХН70Ю)

–  –  –

а — СТИМ-9/20AВн (TiB2–TiAl+Wнано);

б — СТИМ-40НА (TiC–NiAl) Кинетика окисления электроискровых покрытий 1 — СНМ-8; 2 — СТИМ-20Н; 3 — сталь Х12МФ; 4 — СТИМ-40ТА;

5 — СТИМ-3Б; 6 — СТИМ-2/40НМ; 7 — СТИМ-2/40НЖ; 8 — СТИМ-40НА;

9 — СТИМ-9/20AОКн Износостойкость ЭИЛ-покрытий Аксенов Леонид Борисович, д.т.н., проф., Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.

Петров Владимир Маркович, д.т.н., проф., Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ).





Испытания проводились на машине трения вращательного действия с относительным вращательным движением образцов и контртела.

Режимы испытаний сравнительной износостойкости покрытий:

1. Частота вращения: n = 103 об/мин; линейная скорость V = 14,6 м/мин.

Прикладываемая нагрузка обеспечивала давление на образец 4,7 МПа (давление максимально приближено к величине, действующей в процессах обработки металлов давлением, и соответствует возможностям испытательной машины);

2. Смазочная среда:

- отсутствует.

3. Измерение износа каждые 5 мин до частичного истирания покрытия, или другого явления, препятствующего продолжению испытаний; Три образца с одинаковым покрытием испытывались одновременно.

Интенсивность изнашивания (Wear intensity) - отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание (ГОСТ 27674-88, ГОСТ 50740-95).

H I= *10-6 L где H –линейная величина износа слоя покрытия;

L - путь трения.

–  –  –

Углеродсодержащие материалы:

пирографит, силицированный графит, борированный графит, хромированный графит, алюминированный графит, мелкозернистый плотный графит марок МПГ, пропитанный сплавом олово-свинец углеродный графитированный материал, антифрикционный графит, графитопласт, углепласт, углерод-углеродный двумерный композит, углерод-углеродный трехмерный композит.

–  –  –

1 — пара «контртело – покрытие из электрода СТИМ-9/20А»;

2 — пара «контртело – покрытие из СТИМ-9/20А (первичная обработка) и графита МПГ (вторичная обработка)»

Предприятия машиностроения и металлургии 1 Авиционно-космический комплекс ФГУПП ММПП «Салют» (г. Москва), штампы для гор. штамповки в 2,7 раза ОАО «Сатурн» (г. Рыбинск), НТЦ Люлька (г. Москва), восстановление размеров НИАП (г. Москва), вырубные в 1,5 раза ОАО УМПО (Уфа), штампы изотермические, гор. штамповки, вырубные до 5 раз Авиционно-производственное объединение (г. Нижний Новгород) в 1,5 раза

2. Металлургия Ступинский металлургический комбинат (г. Ступино) штампы для гор. штамповки 1,8-2,0 раза

3. Оборонная промышленность ФГУП «Уралвагонзавод» (г. Нижний Тагил) пуансон в 2,5 раза

4. Автомобильная промышленность АМО ЗИЛ (г. Москва) матрица выдавливания в 12 раз (оставалась годной к дальнейшей работе)

5. Энергетика ООО «Контур» (г. Великий Новгород), в 2 раза Машиностроительный завод им. С. Орджоникидзе (г. Подольск), в 2 раза Завод турбинных лопаток (г. Санкт-Петербург) в 2 раза Штамп для горячей штамповки (ФГУПП ММПП «Салют») Увеличение стойкости в 2,7 раза Технологическая схема обработки штампов Подготовка установки к работе Подготовка рабочей поверхности штампа

–  –  –

Средняя стоимость штампа 60 000 рублей.

Годовая потребность 600 комплектов.

Затраты предприятия на их производство составляют 36 000 000 рублей в год.

Внедрение технологии электроискрового легирования позволит увеличить стойкость штампов в 2,0 раза. Затраты на производство штампов снизятся до 18 000 000 рублей (300 комплектов).

Стоимость оборудования «Alier-Metal» - 227 733 рублей.

Расход электродных материалов (в среднем): 1 электрод на 4 комплекта штампов.

Стоимость одного электрода 800 рублей; на год требуется 75 электродов общей стоимостью 60 000 рублей.

Заработная плата оператора 40 000 рублей в месяц. Отчисления на социальные нужды - 30,2%. Фонд заработной платы составляет 624 960 рублей.

Экономическая эффективность от внедрения технологии составляет:

Э = 18 000 000 - 227 733 - 60 000 - 624 960 = 17 087 307 рублей

ВЫВОДЫ

1. Значительное повышение стойкости штампов для горячей и холодной обработки может быть достигнуто при применении технологии электроискрового легирования и электродных материалов на основе СТИМА и СТИМ-40НА. Электрод СНМ 8 рекомендован для упрочнения штампов для холодной обработки.

2. Для дальнейшего повышения ресурса работы штампового инструмента целесообразно использовать вторичную электроискровую обработку углерод- содержащими материалами, а также применять твердые смазки типа WSe2.

3. Технология электроискрового легирования с применением СВС- и наноструктурированных электродных материалов перспективна для внедрения на предприятиях РФ.

Спасибо за внимание



 
Похожие работы:

«Протокол № 12 Заседания Учебно-методического совета по специальности 220415 Автоматика и телемеханика на транспорте (на железнодорожном транспорте) 20-21 марта 2014 г. г. Москва Присутствовали: Акбарова С. А. – преподаватель Санкт-Петербургского техникума железнодорожного техникума структурное подразделение федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» Ворона В.К. –...»

«Протокол № 12 Заседания Учебно-методического совета по специальности 220415 Автоматика и телемеханика на транспорте (на железнодорожном транспорте) 20-21 марта 2014 г. г. Москва Присутствовали: Акбарова С. А. – преподаватель Санкт-Петербургского техникума железнодорожного техникума структурное подразделение федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» Ворона В.К. –...»

«Акишева Б. Т. Рыслов атындаы азЭУні 1 курс магистранты Несиелеу жйесіні теориялы аспектілері «Несиелеу жйесі» тсінігін теориялы трыдан зерттеуді жалпы «жйе» тсінігін анытаудан бастау керек. «Жйе» сзі система грек тілінен аударанда толы, бліктерден яни бірбірімен байланыста, атынаста болатын кптеген элементтерден ралан жиынтыты білдіреді. С.И. Ожегова сздігінде жйе тсінігі:рекетті байланысы мен орналасуындаы белгілі бір тртіп лденені йымдастыру нысаны Зады орналасан жне бірбірімен дара...»

«1 Об утверждении профессионального стандарта «Машинист буровой установки» В соответствии с пунктом 16 Правил разработки, утверждения и применения профессиональных стандартов, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 22 января 2013 г. № 23 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2013, № 4, ст. 293; 2014, № 39, ст. 5266), п р и к а з ы в а ю: Утвердить прилагаемый профессиональный стандарт «Машинист буровой установки». Министр М.А. Топилин ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ...»

«Заключение об учебной, научной, методической и воспитательной работе на кафедре «Теоретическая и прикладная механика и графика» за период с 2010 по 2014 гг. 1 Кадровый состав кафедры В настоящее время, после объединения с 1 октября 2014 г. кафедр «Теоретическая и прикладная механика» и «Начертательная геометрия и графика», на кафедре «Теоретическая и прикладная механика и графика» работают 14 преподавателей. Из них докторов наук – 3, кандидатов технических наук – 9, профессоров – 3, доцентов –...»





Загрузка...


 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.