Труш Екатерина Сергеевна

Физико-металлургический факультет
Специальность: Металловедение

Тема выпускной работы:

Изучение структуры и свойств азотированных поверхностей пресс-форм с целью повышения их работоспособности

Научный руководитель: Оноприенко Владимер Георгиевич

Реферат по теме выпускной работы

В машиностроительной промышленности метод литья под давлением получил самое широкое распространение для изготовления отливок из цветных сплавов. При изготовлении отливок одной из проблем является обеспечение длительной работоспособности пресс-форм. При литье сплавов на основе алюминия основными факторами выхода из строя пресс-форм являются гидродинамический износ и пригар (приваривание сплава к рабочей поверхности формы с последующим отрывом вместе с частью основного металла при извлече-нии отливки). Для повышения стойкости пресс-форм используют различные технологические мероприятия: применяют теплостойкие стали и сплавы, объемную упрочняющую и химико-термическую обработку, а также нанесение покрытий.
В работе изучили особенности разрушения поверхности вкладышей пресс-форм из стали 4Х5МФС с предварительным традиционным газовым и ионно-плазменным азотированием.
При микроструктурном исследовании деталей пресс-форм на поверхности угловых частей вкладышей, омываемых жидким металлом, обнаружено смятие и растрескивание кромок, а также пригар алюминиевого сплава. Приваривание обнаружено и на плоской поверхности в месте удара струи расплава. Между налипшим алюминием и материалом инструмента обнаружен диффузи-онный слой. По результатам измерения микротвердости и анализа микро-структуры установлено, что переходный слой представляет собой твердый раствор Al в азотированном α-Fe с интерметаллидами Fe_хAl_у в виде игольчатых кристаллов. Переходная зона включает также тонкий (не более 10 мкм) слой твердого раствора Al в α-Fe с твердостью более высокой, чем основной металл (соответственно 8500 и 3800 Н/мм²), затем следует слой алюминидов железа с твердостью 9-10 кН/мм², имеющий толщину до 20 мкм.
Установлено, что при газовом азотировании образуется диффузионный слой с развитой нитридной зоной, не обеспечивающей высокую разгаростойкость в условиях многократных теплосмен. Ионно-плазменное азотирование по специальному режиму обеспечило формирование диффузионного слоя без нитридной зоны. Отсутствие сетки разгара уменьшило налипание алюминия, однако не обеспечило необходимой износостойкости, что привело к потере плотности сопряжения элементов пресс-формы.