Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 48 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП УДК 669.35 ВЛИЯНИЕ ЗАЩИТНО-РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ С НАНОПОРОШКАМИ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ БРОНЗОВОГО ЛИТЬЯ* Н.В. МАРТЮШЕВ, канд. техн. наук Ю.Н. ПЕТРЕНКО, аспирант И.В. СЕМЕНКОВ, аспирант ( ТПУ, г. Томск ) Н.В. СТЕПАНОВА, аспирант ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 26 ноября 2012 года Мартюшев Н.В. – 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, Томский политехнический университет, e-mail: martjushev@tpu.ru Представлены данные о применении нанопорошков в составе покрытий формы при литье из свинцово- содержащих бронз. Исследовалось влияние состава применяемого защитно-разделительного покрытия ли- тейной формы на качество поверхности и свойства отливок. Для экспериментальной работы были выбраны следующие покрытия (патент № 2297300): смесь нанопорошка диоксида циркония с индустриальным маслом и такого же состава, но уже на основе нанопорошка оксида алюминия. Показано, что применение данных по- крытий литейной формы при литье приводит к снижению количества дефектов на поверхности, снижается шероховатость поверхности отливок. В то же время проникновения частиц порошка из литейного покрытия в отливку не происходит. Ключевые слова: медь, бронза, кристаллизация, защитно-разделительные покрытия, шероховатость по- верхности, бронзовые отливки. В промышленности бронзы с высоким содер- жанием свинца применяются, как правило, для изготовления деталей, работающих на износ, и от них не требуется высоких механических свойств. Но существует группа изделий из брон- зы, например уплотнения и поршневые кольца компрессоров высокого давления, работающих на износ в условиях циклических нагрузок. В производственной практике они выходят из строя из-за разрушения. Свинец повышает три- ботехнические свойства таких бронз. Не раство- ряясь в меди при низких температурах, свинец образует включения в медной матрице, имею- щие, как правило, неправильную форму с рва- ной межфазной поверхностью. Обладая очень низкими прочностными характеристиками, эти включения становятся концентраторами напря- _______________ * Работа выполнена в рамках ФЦП « Научные и научно-педагогические кадры инновационной России » на 2009–2013 годы, соглашение № 14.В37.21.2065. жения. Исходя их этого одним из эффективных способов повышения прочностных характери- стик таких бронз является изменение формы свинцовых включений (по аналогии с графитом в чугуне). Для формирования определенной мор- фологии свинцовых включений отливки охлаж- даются с определенными скоростями [1, 2]. Низкие скорости охлаждения приводят к сфе- роидизации свинцовых включений, высокие – к получению вытянутой формы включений с рва- ной, неровной поверхностью [3]. Оптимальной формой включения, с точки зрения прочности, будет сферическая форма, получаемая при низ- ких скоростях охлаждения. Снизить скорость охлаждения при литье в кокиль можно путем его нагрева. Однако при нагреве кокиля до темпера- тур 600...800 ºС часто происходит приваривание