Створення фізико-технологічних основ виготовлення високощільних порошкових матеріалів

Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми розробки та виготовлення високощільнихекономнолегованих порошкових матеріалів на основі заліза з високими фізико-механічними характеристиками для роботи в екстремальних умовах експлуатації. Проведено комплексні дослідження процесу плакування залізного порошку міддю та кобальтом та встановлено залежність фізичних та технологічних характеристик порошку від товщини плівки покриття. Досліджено вплив умов навантаження, природи та фізичних властивостей порошків на ступінь ущільнення під час пресування. Досліджено вплив термодеформаційного оброблення на процеси ущільнення, фазовий склад, мікроструктуру та властивості порошкових матеріалів. Досліджено вплив хімічної та структурної досконалості пресовок на механічні властивості економнолегованих сталей та композитів. Вперше встановлено вплив типу пористої 3D каркасної структури, а саме орієнтацію елементарних комірок, на характер деформації матеріалів. Розроблено матеріали для високоструменевих контактів на основі відходів металообробки важких сплавів просочених міддю, що мають ерозійну стійкість на рівні промислових псевдо сплавів. Відпрацьовано технологію отримання твердосплавних сердечників, що пройшли балістичні випробування, які підтвердили, що розроблені сердечники можуть застосовуватись для виробництва бронебійних боєприпасів стрілецької зброї.
The dissertation is devoted to the solution of an important scientific and technical problem of development and manufacturing of high-density economically alloyed powder materials on the basis of iron with high physical and mechanical characteristics for application under extreme conditions of operation. Comprehensive studies of the plating process of iron powdersby copper and cobalt are conducted, and the dependence of physical and technological characteristics of the powders on the coating film thickness is found out. The main parameters which affect the process of deposition of the coatings on iron powder particles are determined. The possibility tocontrol the coating thickness (in the range of 12–20 μm) by changing the deposition kinetics is found out.The process of compaction of composite iron powders in the conditions of static pressing is analyzed by means of the mathematical equations which describe the density dependences on the pressure of compaction. The possibility of fabrication of materials for electrotechnical application on the base of composite powders of the Fe–Co system with high density and high magnetic characteristics with low total losses upon magnetization reversal at a level of 19–21 W/kg is shown, that allows to use the materials for production of magnetic circuits designed for operation in both constant and variable fields of industrial frequency. The influence of loading conditions, nature and physical properties of the powders on the degree of compaction during pressing is studied. The process of second compaction of the powder systems in the conditions of static pressing is investigated, and the main factors affecting the efficiency of compact densification are revealed. It is found out that the second compaction of iron–graphite mixes enhances the strength of the compacts by 5 times, that is caused both by higher density and increase in the surface area of iron–iron contacts. The possibility of manufacturing long semi-products by stati
Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы разработки и изготовления высокоплотных экономно легированных порошковых материалов на основе железа с высокими физико-механическими характеристиками для работы в экстремальных условиях эксплуатации. Проведены комплексные исследования процесса плакирования железного порошка медью и кобальтом и установлена зависимость физических и технологических характеристик порошка от толщины пленки покрытия. Исследовано влияние условий нагрузки, природы и физических свойств порошков на степень уплотнения при прессовании. Исследовано влияние термодеформационной обработки на процессы уплотнения, фазовый состав, микроструктуру и свойства порошковых материалов. Исследовано влияние химического и структурного совершенства прессовок на механические свойства экономно легированных сталей и композитов. Впервые установлено влияние типа пористой 3D каркасной структуры, а именно ориентацию элементарных ячеек, на характер деформации материалов. Разработаны материалы для высокотоковых контактов на основе отходов металлообработки тяжелых сплавов пропитанных медью, имеющих эрозионную устойчивость на уровне промышленных псевдо сплавов. Отработана технология получения твердосплавных сердечников, прошедших баллистические испытания, которые подтвердили, что разработанные сердечники могут применяться для производства бронебойных боеприпасов стрелкового оружия.