Штампи холодного деформування

• плазмове наплавлення дозволяє забезпечити точне регулювання геометрії наплавленого валика, отримати мінімальну ширину валика, здійснювати наплавлення на вузькі кромки виробів без їх перегріву, оплавлення кутів і розплавлювання основного металу;

• можливість процесу наплавлення  деталей малих розмірів;

• високий рівень механізації  та автоматизації технологічного процесу.

Плазмово-порошкове наплавлення  доцільно застосовувати при наплавленні тонких шарів металу. Мінімальна  товщина наплавлення становить 0,3мм.

Плазмове напилення.

Плазмове напилення добре відомо для отримання аморфних, керамічних, металевих, інтерметалевих матеріалів і сплавів металів. Плазмове напилення широко використовується для зміни властивостей поверхні і отримання покриттів, а також для отримання об'ємних матеріалів.

Плазмове напилення зазвичай здійснюється шляхом введення частинок в плазму (зазвичай при температурах, що перевищують 10000 ° С) для перетворення введених частинок в розплав , який потім вступає в контакт з підкладкою для охолодження розплавлених крапельок. При контакті з підкладкою розплавлені крапельки швидко тверднуть, утворюючи аморфний, частково кристалічний або кристалічний матеріал.

Плазмове напилення використовується для отримання широкого спектру матеріалів, що включають метали, сплави металів, інтерметалічні і керамічні матеріали. Залежно, наприклад, від тривалості напилення, умов напилення, підкладки і напилюваного матеріалу можуть виходити різні структури, які варіюють від тонких, товстих, багатошарових і композитних плівок і аж до об'ємних матеріалів. Більше того, властивості матеріалів, наприклад склад, щільність, структура, можуть плавно або різко змінюватися.

Отримані шляхом плазмового напилення покриття та об'ємні матеріали знаходять різноманітне застосування, починаючи від мікроелектронних компонентів і закінчуючи великими технічними конструкціями. Наприклад, отримані шляхом плазмового напилення покриття можуть застосовуватися в якості захисних (стійких до стирання, окисленню, корозійностійких і термостійких) покриттів. Зростає використання плазмового напилення для отримання об'ємних матеріалів.

Серед широкого асортименту  отриманих шляхом плазмового напилення матеріалів особливе місце займає оксидна кераміка, що пояснюється хорошими властивостями цих матеріалів, що включають ізолюючі властивості і стійкість до стирання, корозії і теплового удару. Найбільш широко використовуваними оксидно-керамічними матеріалами, отриманими шляхом плазмового напилення, є оксид алюмінію, оксид алюмінію-титану, стабілізований оксид цирконію і оксид хрому.

Дуже високі швидкості  охолодження, зазвичай пов'язані з  процесом плазмового напилення, сприяють утворенню нерівноважних, метастабільних фаз. Наприклад, отримані шляхом плазмового напилення оксид алюмінію та оксид алімінія-титану зазвичай утворюють метастабільний проміжний оксид алюмінію. Аналогічним чином, плазмово напилений повністю або частково стабілізований оксид цирконію зазвичай утворює нерівноважну тетрагональную фазу.

Іншим аспектом є те, що відносно високі швидкості охолодження, пов'язані  з плазмовим напиленням, можуть вести до утворення кераміки з дуже дрібними (аж до нанокристалічних) кристалами всередині кожної краплі, що утворює плазмово напилену кераміку . Взагалі кажучи, відомо, що керамічні матеріали з Дрібнокристалічний структурами, особливо в поєднанні з високою щільністю (тобто не менше 70% від теоретичної, переважніше щонайменше 90, 95, 96, 97, 98, 99 або навіть 100%) , володіють більш хорошими (необхідними) властивостями в порівнянні з більш грубими і менш щільними матеріалами.

Плазмове напилення володіє рядом важливих переваг: висока температура плазми дозволяє проводити напилення тугоплавких матеріалів; можливість регулювання температури і швидкості плазмового струменя шляхом вибору форми і діаметра сопла і режиму напилення розширює діапазон напилюваних матеріалів (метали, кераміка і органічні матеріали); використання інертного газу в якості робочого газу відкриває можливість напилення в камерах з атмосферою інертного газу. Покриття, отримані методом плазмового напилення, володіють високою щільністю і хорошим зчепленням з основою.

Недоліками описаного  способу є наступне. Внаслідок  різних розмірів і форми напилюваних частинок порошку, а також нерівномірного розподілу температури і швидкості газового потоку по його перетину частинки досягають поверхні основи в різного ступеня проплавлення і утворюють агломерати різних розмірів. В результаті покриття формується з високою анізотропією властивостей: розкид мікротвердості доходить до 15 ÷ 18%, нерівномірність пористої структури складає більше 25%, а пористість знаходиться в діапазоні 20-40%. Через різкий перехід від компактного матеріалу основи до пористого покриття в ньому виникають внутрішні напруження, величина яких у ряді випадків перевищує межу міцності агломератів і міцність їх зчеплення з основою. В результаті утворюються тріщини і місцеві відшарування покриття, що знижує його адгезію і не забезпечує її рівномірності по всій поверхні. Через різного ступеня проплавления деякі частинки досягають поверхні основи в рідкому стані, деякі - у в'язкому, а деякі мають тверде ядро, що викликає значну нерівномірність мікрорельєфу покриття. Все викладене викликає зниження якості покриттів, ускладнює їх оброблюваність і зменшує довговічність виробів. Крім того, плазмовий спосіб відрізняється високою вартістю обладнання та великими експлуатаційними витратами.

 

Таблиця 3.

Порівняльні характеристики різних способів наплавлень.

Спосіб наплавлення	Продуктивність, Кг/год	Частка основного металу, %	Товщина наплавлення, мм
Дугове наплавлення Покритим електродом	0,8-3	20-50	2,0-5,0
Дугове наплавлення в захисних газах не плавки електродом	1,0-7,0	10-30	2,5-5,0
Дугове наплавлення в захисних газах плавким  електродом	1,5-9,0	30-60	3,0-5,0
Лазерне наплавлення	1,0-2,0	0,1-15	0,1-3,0
Електрошлакове наплавлення  дротом	20-60	5-10	15,0-50
Плазмово-дугове наплавлення  порошком	0,8-6,0	5-15	0,3-6,0

 

 

Побудова завдання робити.

 

Метою роботи являється наплавлення  матеріалів з підвищеною теплостійкістю, забезпечуючи після відпуску при 700-750⁰С наступний рівень властивостей при 20⁰С: твердість 44-48 HRC, межа міцності (*_в) 150-180 кг/мм² і ударну в’язкість (a_н)1,0-2,5 кгм/см² і при 700⁰С: *в=60-80 кг/мм² і а_н=1,5-3,0. Використання таких матеріалів для виготовлення інструмента гарячого об’ємного деформування жароміцних сплавів дозволить нам підвищити його стійкість в 1,5-2,0 рази.

Найбільш перспективним  з цієї точки зору є сталі на основі α- заліза з інтерметалідним зміцненням. В зв’язку з цим в роботі було відзначено рішення наступних основних проблем:

а) дослідження впливу основних легуючих елементів на процес старіння і фізико-механічні властивості  дисперсійно твердіючих сталей на основі системи Fe-W-Co і Fe-Mo-Co;

б) визначення раціонального  вмісту, режимів термічної обробки  і області застосування штампової  сталі;

в) дослідження впливу способів виплавки на технологічні і службові властивості сталі;

г) отримання металічних порошків заданого складу і дисперсності з дисперсійно утворюючих сталей з інтерметалідним зміцненням для плазмового та електродугового наплавлення;

д) технологія електродугового  та плазмового наплавлення дисперсійно  утворюючих сталей з інтерметалідним зміцненням на робочі частини штампового інструменту.

 

 

Список використаної літератури.

1. Бережний С.П., Бриков Н.Н., Бриков М.Н., Биковський О.Г. Зносостійкість сплавів, відновлення та зміцнення деталей машин, 2006. – 421 с.

2. А.Т. Зельниченко., В.Н. Липодаев. Технологии Метериалы Оборудывание КАТАЛОГ сварка, резка, наплавка, пайка, нанесение покрытий, 2005. – 256 с.

3. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление/ Пер. с яп. В.Н. Попова; В.С. Степина, Н.Г. Шестеркина – М.: Машиностроение, 1985. – 240 с.

4. К.А. Ющенко, Ю.С. Борисов,  В.Д Кузнецов, В.М. Корж. Інженерія поверхні, 2007. – 559 с.