Разработаны и исследованы новые экономно легированные литые композиционные материалы (ЛКМ) с улучшенными специальными свойствами и сравнительно низкой стоимостью за счет применения техногенных промышленных отходов. Доказано, что вид используемой шихты (отходы или первичные медные сплавы) не является решающим фактором при формировании структуры и свойств композита. Повышенная прочность, термомеханические и триботехнические характеристики трибодеталей из ЛКМ обеспечивают в экстремальных условиях эксплуатации увеличение ресурса работы в 2 - 5 раз.

Показано превалирующее влияние гидродинамических процессов, протекающих при получении литых композиционых материалов в системе жидкий матричный сплав--твердая армирующая фаза. Проведено гидромоделирование на прозрачных жидкостях процесов заполнения пористого армирующего каркаса. Определены основные геометрические параметры такого типа армированных систем, на основании которых установлены основные технологические показатели при получении композиционных материалов, получаемых методом жидкофазного совмещения на основе медных и алюминиевых сплавов.

Рассмотрены технологические схемы и оборудование для производства металлической дроби. Даны рекомендации и освещена эффективность производства и применения дроби для дробелитно-дробеструйной очистки поверхности отливок и проката, суспензионной разливки, получения износостойких композиционных материалов, применения в качестве присадочного материала при автоматической сварке под флюсом.

Отмечены достижения в теории и практике гранульных технологий и материалов, сформулированы актуальные направления их дальнейшего развития. В качестве важнейшей научной и практической задачи определено создание композитов с уникальным комплексом свойств, а также эффективных технологий получения высококачественной продукции с использованием гранул.

Дан краткий обзор областей применения стальной и чугунной дроби; рекомендованы для внедрения дробелитейные комплексы серии "Град" ФТИМС НАН Украины. Рассмотрено влияние различных параметров на качество дроби и ее соответствие стандарту Украины ДСТУ 3184-95 и международному стандарту EN 150 11124:1997.

Показаны преимущества применения новых антифрикционных композиционных материалов, которые зарекомендовали себя на производстве как новый эффективный и технологичный антифрикционный материал, позволяющий получать высокий реальный технико-экономический эффект за счет многократного увеличения ресурса работы высоконагруженных узлов трения. Отмечено, что организация производства изделий из этих композитов может быть осуществлена с минимальными капитальными вложениями при использовании существующего термического и литейного оборудования.

Індекс рубрикатора НБУВ: К663.053.3-18

Рубрики:

Електроіскрове покриття металів

Шифр НБУВ: Ж14159 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приведены результаты исследований структуры поршневых сплавов автомобилей различных марок, сравнительные триботехнические характеристики литых композиционных материалов на основе алюминиевых матриц, армированных неметаллическими частицами. Показаны преимущества литых экономно армированных композитов с точки зрения применения их в автомобилестроении и других областях техники.

Приведены результаты исследований и промышленного применения износостойких литых композиционных материалов (ЛКМ) системы медь - сталь во Вьетнаме. Показано, что ресурс работы подшипников скольжения из ЛКМ в 3 - 5 раз выше, чем из традиционных трибоматериалов износостойких бронз и чугунов. На базе опытного производства Института RITM (г. Ханой) организовано производство подшипников скольжения и других трибодеталей из ЛКМ.

Рассмотрены достижения, основные тенденции развития, научно-технические проблемы и перспективы расширения применения в промышленности композиционных материалов, обладающих существенными преимуществами по сравнению с традиционными материалами и сплавами: высокой удельной прочностью, размерной стабильностью при повышенных температурах, износостойкостью и др. На примере разработанного Физико-технологическим институтом металлов и сплавов НАН Украины экономно-армированного износостойкого конкурентоспособного литого композиционного материала системы медь - сталь показаны возможности успешного решения проблемных вопросов и эффективного промышленного применения композитов в высоконагруженных узлах трения. Отмечено, что работы в области композиционных материалов активно проводятся практически во всех промышленно развитых и развивающихся странах.

Исследован характер износа литого композиционного материала в условиях трения о закрепленные алмазные частицы, при трении-скольжении по стали и абразивном воздействии дискретных частиц различной твердости. Использованы композиты в литом и термообработанном состояниях.

Рассмотрены физико-химические процессы межфазного взаимодействия в гетерофазной системе жидкий металл - твердые экзогенные частицы при литье двухфазных металлических расплавов и консолидации композиционных материалов с использованием методов твердо-жидкого совмещения. Показано, что процессы взаимодействия фаз при суспензионном и композиционном литье в зависимости от химического состава, температурно-временных и других факторов определяют качество готовых изделий. Полученные результаты использованы для оптимизации литых композиционных материалов системы медный сплав - стальные гранулы, которые находят широкое применение в промышленности как антифрикционный материал для высоконагруженных узлов трения.

Производство металлической дроби различного назначения осуществляется с помощью механизированных комплексов оборудования серии "Град" различной производительности: от 0,4 до 5,5 тыс. т дроби в год. Комплексы включают устройства для получения дроби диспергированием расплава и агрегаты перероботки дробомассы (сушка, рассев на фракции, термическая обработка, колка, дозирование, упаковка и прочее) в зависимости от назначения, требуемых свойств дроби и потребностей заказчика.

Проанализирована необходимость изучения смачивания материалов для дальнейшей разработки технологии получения композиционных материалов, описана методика определения смачивания методом нанесения капли жидкого металла на твердую поверхность плоской пластины, определены температуры смачивания меди, карбида кремния, корунда, алюмосиликата, графита алюминиевым сплавом АЛ25, установлены режимы получения композитов соответствующих систем.

С использованием математического моделирования и натурных экспериментов изучены теплофизические и кинетические особенности формирования гетерофазной структуры макрогетерогенного литого композиционного материала (ЛКМ) системы медный сплав - стальные гранулы в условиях твердожидкого совмещения компонентов. Определены рациональные варианты и температурно-временные режимы технологии получения качественных заготовок ЛКМ с матрицами из различных медных сплавов и меди. Результаты исследований использованы при отработке промышленной технологии.

Изучены триботехнические характеристики композиционного материала (КМ) на основе сплава АК7 с повышенным объемным содержанием (60 %) армирующей фазы (SiC), исследовано влияние добавки до 1 % наноразмерного графита (C). Установлено, что присутствие до 1 % графита в наноразмерном состоянии существенно улучшает износостойкость КМ.

С помощью склерометрического метода изучен механизм абразивного изнашивания макрогетерогенного литого композиционного материала (ЛКМ) и моносплава матрицы. Показано, что твердые армирующие гранулы препятствуют развитию процесса царапания абразивом, что обуславливает повышенную стойкость ЛКМ. Полученные данные подтверждены результатами испытаний при различном воздействии дисперсных абразивов в лабораторных условиях и в промышленности.

Методом лежачей капли изучено влияние температуры на процессы смачивания расплавом на основе алюминия различных материалов. Установлены технологические режимы получения композитов системы твердый материал (медь, карбид кремния, корунд, алюмосиликат, графит) - расплав.

Определены физико-механические и трибологические свойства биметалла сталь - литой композиционный материал в сравнении с аналогом сталь - бронза. Подтверждена его эффективность как подшипникового материала, в том числе при производственной эксплуатации.

Приведены результаты изучения межфазного натяжения в биметаллических системах твердое (сталь) - расплав (медный сплав) в процессе твердо-жидкофазного совмещения компонентов типа: сталь - литой композиционный материал на медной основе, армированный стальными гранулами, а также биметалла; сталь - медный сплав. На основании полученных результатов сформулированы рекомендации по усовершенствованию технологии получения заготовок из антифрикционных биметаллов методом печной плавки.