автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Повышение эксплуатационной стойкости технологического инструмента, работающего в условиях неравномерных обжатий на основе дифференциального подхода к упрочнению его поверхности

кандидата технических наук
Романов, Евгений Валентинович
город
Магнитогорск
год
1995
специальность ВАК РФ
05.16.05
Автореферат по металлургии на тему «Повышение эксплуатационной стойкости технологического инструмента, работающего в условиях неравномерных обжатий на основе дифференциального подхода к упрочнению его поверхности»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эксплуатационной стойкости технологического инструмента, работающего в условиях неравномерных обжатий на основе дифференциального подхода к упрочнению его поверхности"

РГ6 од

1 9 ИЮН

РОМАНОВ Евгений Валснтинпппч

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЮН/1СЙ СТОЙКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА, РАБОТАЮЩЕГО О УСЛОВИЯХ НЕРАВНОМЕРНЫХ СЕ7КАТИП, НА ОСНОВЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПОДХОДА К УПРОЧНЕНИЮ ЕГО ПОВЕРХНОСТИ

Специальность 05.16.05 "Обработка металлов давлением"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук -

Магнитогорск • 1995

Работа выполнена на кафедре "Механическое оборудование металлургических заводов" Магнитогорской государственной горно-металлургической академии им.Г.И.Носова

Научный руководитель • доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки и техники РФ Кащенко Ф.Д.

Научный консультант • кандидат технических наук, доцент Акцупов В.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ Поляков М.Г,

кандидат технических наук Кригощапов В.В.

Ведущее предприятие АО "Магнитогорский металлургический комбинат"

Защите состоится 6 июля 1995 года о 15 на заседании диссертационного совета Д 063.04.01 о Г.'агнитсгорской государстзоиной горно-мгталлургичос-кой академии им. Г.И.Носова по адрасу. 455000, г.Магнитогорск, пр.Ленина, 33, МША, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорской государственной горно-металлургической академии им.Г.И.Носова.

Автореферат разослан 5 июня 1095 года

Учоный секретарь (

диссертационного совета ^" ^ ^ ^ Селиванов В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Качество продукции и производительность роцесса ОМД определяется в основном состоянием рабочей поверх-ости деформирующего инструмента, динамикой изменения его профиля э время работы, а также скоростью изнашивания поверхностного яоя. Требуемые эксплуатационные свойства рабочего слоя могут ыть заданы в процессе изготовлений деформирующего инструмента пи дополнительной обработкой, например, с применением технологий ясококонцентрированного нагрева: лазерного, плазменного, электрон-)-лучевого.

В связи с этим, особую актуальность приобретает проблема потения априорной инфэрмации о закономерностях изнашивания инст-('мента, особенно работающего в условиях значительных неравномер-IX обжатий, и, следовательно, с высокой степенью неравномернос-5 изнашивания.

Поэтому, задачи создания модели изнашивания деформирующего [струмента и разработка на этой основе методов комплексной диф-:ренциальной обработки рабочих поверхностей, позволяющих повысь износостойкость инструмента, качество и производительность юцессов ОВД, являются актуальными.

Цель работы. Повышение износостойкости и равномерности из-са технологического деформирующего инструмента на основе форми-вания требуемых свойств поверхностного слоя прогнозируемой диф-ренциальной обработкой с использованием плазменного упрочнения.

Научная новизна. На основе гипотезы о пропорциональности носа, работе сил трения - скольжения разработана математичес-я модель процесса изнашивания валков многовалковых калибров, эволяющая определить профиль активной образующей рабочей по-

верхности в любой момент времени в процессе прокатки.

Анализ результатов моделирования позволил предложить дифференциальный подход к исходной обработке рабочих поверхностей деформирующего инструмента, как систему способов формирования требуемых свойств поверхностного слоя с использованием плазменного упрочнения и других методов обработки.

При исследовании процесса плазменного упрочнения установлена связь между технологическими параметрами обработки с глубиной, твердостью и баллом мартенсита предварительно закаленной стали. Доказано, что увеличение скорости перемещения источника нагрева до 30 - 35 мм/с, при обработке закаленной стали 5ХВ2С в диапазоне мощностей плазменной струи 2,4 - 5,4 КВт способствует подавленна явления структурной наследственности, что позволяет повысить износостойкость поверхности.

Впервые установлено, что проведете плазменной обработки предварительно упрочненной плазмой поверхности на более интенсивных режимах, позволяет предотвратить появление поверхностного оплавления и обеспечивает увеличение активной глубины упрочненного слоя.

Получены сведения о влиянии плазменной циклической обработки на характеристики упрочненной зоны в сером, половинчатом чугуне и закаленной стали 5ХВ2С.

Для определения области оптимальных режимов упрочнения поставлена и решена краевая задача теплопроводности и выведены инженерные формулы для определения температуры нагрева при воздействии плазменной струи и глубины упрочненного слоя, позволяющие назначать требуемыо режимы плазме-нного упрочнения.

Научно обоснована и предложена система способов поверхност-ко-пластического деформирования, позволяющая формировать характе-

»котики упрочненного слоя инструмента, соответствующие закономерностям изнашивания, для снижения неравномерности износа.

Практическая ценность работы. Разработан алгоритм и реали-ована на ЭВМ программа расчета ожидаемых профилей износа валков процессе их работы, позволяющая контролировать профиль калибра алков во времени.

На основе моделирования процесса плазменного нагрева разра-отана методика определения оптимальных режимов плазменного уп-очнения материалов, используемых для изготовления деформирующе-о инструмента.

Аппроксимацией результатов расчета на созданной модели пред-ожены математические зависимости по определению температуры на-рева и глубины упрочненного слоя в результате плазменного упрочения, которые дают возможность назначать режимы обработки в за-исимости от условия подготовки и эксплуатации инструмента.

Научно обоснованы и разработаны технологии дифференциальной бработки инструмента, позволяющие компенсировать возникающую ри прокатке неравномерность износа по ширине бочки валка.

Реализация результатов работы в промышленности. Производ-твенные испытания валков многовалковых калибров осуществляли на елорецком металлургическом комбинате. Испытания холодновысадоч-ых пуансонов на Магнитогорском метизно-металлургическом заводе.

Результаты испытаний показывают, что наличие упрочненного лоя на поверхности деформирующего инструмента позволяет повить износостойкость поверхности в 1,5-2 раза, увеличить выход эдного, сократить расходы на инструмент, получить значительный кономический эффект.

Шесте с тем, испытания показали, что появление в структуре рупноигольчатого мартенсита после объемной закалки приводит к

образования трещин в процзссе эксплуатации и преждевременному выходу инструмента из строя.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях Магнитогорской государственной горно-металлургической академии, начиная с 1988 года, на конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в решении задач технического перевооружения области", г.Челябинск, 1989 г., на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Новые технологии производства слоистых металлов и перспективы расширения их сортамента и применения", г.Магнитогорск, 1989 г., на Всесоюзной конференции "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии", г.Донецк, 1991 г., на Межгосударственной конференции "Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральско го региона", г.Магнитогорск, 1994 г.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в двенадцати научных трудах, новизна подтверждена четырьмя авторскими свидетельствами на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего III наименований и приложения. Работа содержит 109 страниц машинописного текста, приложение, рисунка , 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

, Во введении показана актуальность решаемой в диссертации проблемы, сформулирована цель, задачи, научная новизна положений, выносимых на защиту, и практическая ценность работы.

В первой глава дан литературный анализ условий работы деформирующего инструмента и существующих споообов повышения его износостойкости.

Показано, что основной особенностью работы валков многовал-совых калибров является неравномерность обжатий по ширине ручья залка, приводящая к неравномерному износу рабочей поверхности. Следовательно, возможность уменьшения износа и его неравномернос-'и долота быть учтена при создании технологий, направленных на ювшение износостойкости инструмента.

Результаты практических исследований условий работы холодно-¡ысадочных пуансонов показали, что наряду с разрушением, носящим :онтактно-усталостный характер, основной причиной выхода инстру-1ента из строя является износ его поверхности, о закономерностях иторого в настоящее время информация в литературе отсутствует.

Проведенный анализ теоретических исследований изнашивания 'оворит об отсутствии аналитических моделей ргсчета ожидаемых рофилей износа рассматриваемого инструмента.

Исследование применяемых технологий упрочнения показывает, :то все они ориентированы только на повышение износостойкости ра-очей поверхности, при этом проблема устранения неравномерности зноса при работе остается вне внимания исследователей. В этой вязи, наиболее перспективными являются технологии упрочнения с спользованием высококонцентрированных источников энергии. Одно з преимуществ которых заключается в возможности локального воз-ействия на участки поверхности, подверженные наибольшему износу, .е. дифференциальном упрочнении.

В литературе наиболее полно освещены вопросы лазерного пр шения железоуглеродистых сплавов. Подробно изучено влияние сходной структуры, технологических параметров обработки на полу-аемуа в результате воздействия структуру, твердость, глубину прочненного слоя, напряженное состояние обрабатываемой поверхнос-и, и, как следствие, износостойкость рабочего слоя. ВЬивлено,

что при обработке предварительно закаленных сталей наблюдается большая глубина, твердость упрочненного слоя по сравнению со сталями, находящимися в исходном незакаленном состоянии.

Однако, получение мелкодисперсного мартенсита в упрочненном слое связано с необходимостью подавления явления структурной наследственности. В связи с этим проведен анализ условий обработки закаленных сталей, способствующих подавлению данного явления для определения целесообразности их применения при плазменном поверхностном упрочнении.

Результаты ряда исследований показывают возможность использования чугунных валков в системах многовалковых калибров в чистовых и предчистовых клетях. Анализ возможности упрочнения чугу-нов высококонцентрированными источниками нагрева показал, что основная проблема, возникающая при обработке данных материалов, связана с их высокой склонностью к поро- и трещинообразованию. В связи с этим представляет интерес определение энергоскоростных параметров плазменного упрочнения для получения бездефектной рабочей поверхности.

Изучение проблемы показало, что плазменное упрочнение обладает перед лазерным и электронно-лучевым существенными преимуществами, в частности, возможностью создания несложных по конструкции установок в условиях неспециализированных производств, обеспечивающих технологичность процесса изготовления основного элемента - плазмотрона.

В литературе практически отсутствуют сведения о технологических вариантах плазменного упрочнения чугунов и закаленных сталей, способствующих формированию оптимальной износостойкой структуры. В частности, практически не освещены вопросы влияния циклического упрочнения на свойства обрабатываемой поверхности.

Математические подели нагрева поверхности плазменной струей носят противоречивый характер, например неоднозначно оценивается влияние расстояния до обрабатываемой поверхности на эффективную тепловуэ мощность источника нагрева.

Результаты анализа теоретических и экспериментальных исследований условий работы и изнашивания инструмента, а также возможных способов повыденга его работоспособности позволили сформулировать основные задачи работы:

- проанализировать особенности износа валков одогов&дгошх калибров и холодновисадочных пуансонов 1! создать модель прогнозирования изменяющихся в процессе обработки профилей износа;

- разработать дифференциальный подход к обработке рабоч;::: поверхностей деформирующего инструмента, как систему способов формирования требуемых характеристик поверхностного слоя инструмента, мшпонсируших износ при работе, с использованием плаз-донного упрочнения и других методов обработки;

- исс.тздовать влияние технологических параметров плазмен-того упрочнения на свойства обрабатываемой поверхности и оценить зозмояности плазменной циклической обработки для повышения эксплуатационных характеристик чугуна и стали, применяемых для изготовления инструмента;

разработать модель нагрева поверхности при плазменной об->аботпв, с цельо определения границ еэ применения, в том числе, ю критерию поверхностного оплавления;

- на основа проведенных исследований предлокить методику расчета оптимальных реяимов плазменного упрочнения и разработать ехнологию дифференциальной обработки поверхности для повышения зносостойкости и равномерности износа инструмента.

Во второй главе рассмотрен дифференциальный подход к обработке рабочих поверхностей деформирующего инструмента на основе изучении особенностей его изнашивания.

Разработана модель определения окидаешх профилей кокоса валков многовалковых калибров. В основу теоретического построения модели была полонена гипотеза о пропорциональности удельной работы сил трения - скольжения, действующих в точке ка рабочей поверхности валка, радиальному износу б это{5 точка. Алгоритм моделирования включает в себя следующие этапа:

1. Изучение закономерностей изменения обжатий по ширине калибра при прокатке.

2. Расчет изменения неравномерности деформации и среднего удельного давления для каждого сечения по ширине бочки валка.

3» Определение изменения удельных давлений по ширине очага деформации с учетом упрочнения прокатываемой полосы.

4. Расчет удельной работы сил трения - скольжения точки валка о полосу в произвольном сечении по ширине калибра.

5. Определение статистически значимого значения коэффициента изнашиваемости материала валка.

6. Расчет профиля износа валка по ширине бочки.

Модель реализована для случая прокатки по схеме круг - квадрат.

Для сокращения времени расчета получены аппроксимирующие зависимости по определению удельной работы сил трения - скольжения при прокатке полосы сечений: ^ ^ р

3,0 х 3,0 мм _ Лт^(у) =Ат£ммг }К=1-,

10,0 х 10,0 мм - Атр.(у)= /?тр.мл*гЩ)^

где К - размерный коэффициент .

где пТрмМ.- удельная работа сил трения - скольжения точки валка в центральном сечении по ширине бочки

уд. у-о, Ими/'им2;

к7р (_у) - удельная работа сил трения - скольжения точки валка в произвольном сечении с координатой У, У-Мм/мм. Радиальный износ лЯ(^) точки валка с координатой У

где — - показатель интенсивности изнашивания, определяемый

ИИ

материалом валков и твердость» поверхности^ •

Показатель интенсивности изнашивания

Х = . Л Ямлх. - (8++8112 ЩнлХ.-Л. hfp.MM.-n ^де д ^МАХ.- максимально допустимый износ валка, мм;

- верхнее отклонение допуска на размер прокатываемого профиля, мм; & - нижнее отклонение допуска на размер прокатываемого у^ профиля, мм; Атр.ММ.- удельная работа сил трения скольжения точки валка в центральном сечении, совершенная за один оборот валка, Ц-ММ/мм2; Л - количество оборотов валка при прокатке объема металла, вызывающего предельный износ валка. Результаты статистической обработки данных опыта работы алков стана " SKet "Белорецкого металлургического комбината эзволили определить значение коэффициента интенсивности изнаши-ания, который составляет Х-2,75 • Ю прц з §27*

На рис. представлен один из вариантов сравнения расчетного и ?меренного профилей износа верхнего валка второй клети стана

" Болорецкого металлургического комбината, после прокатки 10 т. профиля, сечения 3,0 х 3,0 мм.

Анализ результатов сравнения показал, что точность предсказания на превышает в отдельных точках по ширине калибра 30_$.

аЯмн

0,06

г 0.05 *

Г/ ¥ \

А У) к № N. \

л Л „ У

к (и у 0,06

Л ч/ т

1 У/ Орз 3

. / ,- // 4

! я} V 0,01

#

Г %

(5 (25 10 (¡76 0,5 0,25 0 Ор.5 0,5 0,75 0 № (,6 </,»« Рис. Продли износа валков

О - расчетный профиль; Д - экспериментально-измеренный; © - расчетный профиль износа валков, подвергнутых плазменной обработке; □ - расчетный профиль износа валка с регулируемым микрорельефом.

На основании результатов теоретического и экспериментального исследования подтверждено положение о преимущественном износе центральной части валка по сравнению с боковыми кромками. Зто позволило предположить возможность дифференциального упрочнения рабочих поверхностей инструмента, направленного на создание неравномерных эксплуатационных характеристик поверхностного слоя для снижения абсолютной величины износа и компенсации возникаю-

цел в процессе работы, неравномерности изнашивания.

Это может достигаться изготовлением валков из чугуна с варьируемыми свойствами отбеленного слоя по а.с. СССР № 1733197, упрочнением центральной части бочки валка без упрочнения кромок в том числе с использованием методов поверхностного пластического деформирования. Возмояно также использование обкатки алмазны-? кругом упрочненной плазмой поверхности для создания регулируемого микрорельефа.

Исследована возможность нанесения регулируемого микрорельефа алмазной накаткой. Установлен характер изменения шероховатости в зависимости от параметров обработки.

В результате исследований особенностей изнашивания холодно-высадочных пуансонов, установлено, что замена инструмента связана с преимущественным износом вершины его дефэрмирующего конуса. В связи с этим, описанный выше дифференциальный подход применительно к данному инструменту заключается в преимущественном упрочнении наиболее изнашиваемой части, что может привести к увеличения расчетной износостойкости пропорционально возрастанию значения твердости его поверхности. Это должно достигаться выбором режимов и технологических приемов плазменного упрочнения, при которых не происходит оплавления поверхности и роста зерна мартенсита, т.е. проявления.явления структурной наследственности.

В третьей главе рассмотрена методика и результаты исследований по определению влияния технологических параметров плазменного упрочнения, циклической и повторной плазменной обработки на характеристики рабочей поверхности. Для исследования использовали образцы чугуна различных марок и сталь 5ХВ2С.

На первом этапе проанализировано влияние технологических параметров обработки на характеристики упрочненного слоя закаленно'*

стал» 5ХВ2С: твердость, глубину упрочненного слоя, балл мартенсита. С этой целью проведен трехфакторный эксперимент. Планируемые факторы варьировали в следующих пределах: сила тока источника нагрева (плазмотрона прямого действия) 120-180 А, расстояние до обрабатываемой поверхности 4-12 мм, величина заглубления электрода в сопло плазмотрона 4-8 мм. Скорость перемещения пятна нагрева и расход плазко образующего газа аргона постоянны.

В результате обработки данных на ЭШ IBM PS получены уравнения регрессии, адекватность проверена по критерию Фишера при 5 % уровне .значимости.

Анализ результатов планируемого эксперимента показал, что твердость поверхности увеличилась в 1,5-2 раза по сравнению с исходной, балл мартенсита уменьшился с 8 до 6, что позволяет говорить о подавлении явления структурной наследственности в приведенном диапазоне режимов обработки. Установлено неоднозначное влияние расстояния до обрабатываемой поверхности на склонность последней к оплавлению при варьировании силы тока источника нагрева.

Обработка предварительно упрочненной плазмой поверхности на режиме, ранее вызывавшем глубокое каплевидное оплавление при повторной обработке позволила получить максимально возможную (1,12 мм) глубину упрочненного слоя без явных признаков оплавления, что, очевидно, объясняется повышением теплопроводности предварительно обработанного слоя.

На втором этапе было исследовано влияние плазменной циклической обработки на свойства упрочненного слоя образцов половинчатого чугуна исполнения СПХН, ТПХН-65, серого чугуна исполнения СПХН-65 и закаленной стали 5ХВ2С.

Результаты экспериментов показали, что обработка в циклическом реаимэ при неизменной мощности плазменной струи но приводит к существенному повышению твердости и глубины упрочненного слоя половинчатых чугунов. Обеспечение качественных характеристик поверхности, отсутствую пор и трещин в упрочненном слое может быть достигнуто дополнительными технологическими приемами, защищенными а.с. СССР !? 1731032 и а.с. СССР Р 1740443.

При упрочнении серого чугуна с оплавлением поверхности по-вшение ТЕЭрдоии упрочненного слоя наблюдали с увеличением числа циклов обработки, при этом глубина слоя меняется незначительно. Циклическая обработка стали 5ХВ2С при относительно низких скоростях перэмезония пятна нагрева 10-20 мм/с сопровождается увеличение« глубины упрочненного слоя, йлесте с тем, растет балл мартенсита по сравнения с исходной структурой и, таким образом, не происходит подавления явления структурной наследственности.

Повторная плазменная обработка предварительно упрочненной плазмой поверхности при интенсификации плазменного воздействия оказывает благоприятное влияние на характеристики упрочненного слоя. При этом происходит увеличение глубины упрочненного слоя и формирование мелкодисперсного мартенсита, по сравнению с исходной структурой.

■В четвертой главе разработана методика расчета оптимальных режимов плазменного упрочнения.

Поставлена и решена краевая задача нагрева поверхности при плазменной обработке с использованием теории мойных быстродвияу-щихся источников. В результате анализа построенных на основании модели температурных полей совместно с данными планируемого эксперимента разработаны зависимости по определению температуры нагрева поверхности и глубины упрочненного слоя:

16 Г7~ Т^- ^-Ы- *ТЩоШЯ '

где I - температура нагрева поверхности, °С;

Л - сила тока источника нагрева, А;

Л и (Х~ тзпло и температуропроводность обрабатываемого материала соответственно, Вт/см х С, см^с;

1} - скорость перемещения пятна нагрева, см/с;

¡1 - расстояние до обрабатываемой поверхности, см;

с! - диаметр сопла плазмотрона, см;

I - величина заглубления электрода в сопло плазмотрона, см;

К - эмпирический коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала - для стали К « 14.

Формула справедлива в следующих интервалах технологических параметров обработки: .сила тока -- 100-150 А, скорость перемещения пятна нагрева $ - 10-33 мм/с, расстояние до обрабатываемой поверхности Л » 4-12 мм, параметры плазмотрона прямого действия - диаметр сопла плазмотрона = 6 мм, величина заглубления электрода в сопло I ° 4-0 ш.

... . т^Т-т0'2 * ~~ 1200 где 2 - глубина упрочненного слоя, см.

Сравнение результатов расчетов с экспериментальными показало хорошую сходимость.

В пятой главе представлены результаты промышленной апробации разработанных технологий дифференциального упрочнения деформирующего инструмента.

Результаты производственных испытаний показали более, чем 3-х кратное увеличение износостойкости при равномерном износе по сравнению с в.алкаыи, применяемыми на ртане.

На основании производственных испытаний разработана технологическая инструкция по дифференциальному упрочнению валков многовалковых калибров стана " 5Кб£ " Белорецкого металлургического комбината. При этом одним из обязательных требований эксплуатации является наличие мелкоигольчатого мартенсита в исходной объемно-закаленной структуре. .

Дифференциальный подход при упрочнении холодновысадочных пуансонов заключается в определении, на основании проведенных исследований, режимов, при которых не происходит оплавления деформирующего конуса и обеспечивается получение мелкозернистой структуры мартенсита упрочненного слоя.

Указанной обработке подвергли 10 пуансонов агрегата АВ-1821 холоднопрессового цеха $ I Магнитогорского метизно-металлургического завода при изготовлении гаек диаметром 10 мм. В результате производственных испытаний износостойкость инструмента увеличилась в 1,5-2 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДУ

I. Разработана математическая модель расчета ожидаемых профилей износа валков многовалковых калибров с учетом особенностей изнашивания инструмента с точностью предсказания 25-30 %.

Определен дифференциальный подход к обработке рабочих поверхностей инструмента, направленный на уменьшение износа и его неравномерности. Исследованиями установлено, что реализация указанного подхода достигается изготовлением чугунных валков с варьируемыми свойствами отбеленного слоя, а при обработке стальных валков - плазменным упрочнением в сочетании с методами ППД.

Дифференциальный подход к обработке холодновысадочных пуансонов заключается в выборе режимов упрочнения, при которых не

происходит оплавление рабочей поверхности и обеспечивается получение мелкодисперсного мартенсита.

2. Получены данные о влиянии технологических параметров плазменного упрочнения на свойства рабочего слоя. Показано, что склонность к оплавлению при силах тока источника нагрева до 150 А снижается с уменьшением расстояния до обрабатываемой поверхности. С увеличением силы тока до 1Ш А вероятность оплавления увеличивается с уменьшением расстояния до поверхности. Кроме того, выявлено, что подавление структурной наследственности в закаленной стали 5ХВ2С достигается при скорости перемещения источника нагрева равной 30-35 м/с, в диапазоне варьирования мощности 2,4-5,4 КВт.

3. Результаты плазменной циклической обработки экспериментальных материалов показали, что при упрочнении серого чугуна -твердость поверхностного слоя возрастает с увеличением числа циклов. Указанная обработка закаленной стали в диапазоне скоростей 10-20 мм/с вызывает увеличение глубины упрочненного слоя и рост зерна мартенсита. Повторное упрочнение стали, предварительно обработанной плазмой, при интенсификации теплового воздействия позволяет увеличить глубину упрочненного слоя и дисперсность мартенсита.

'4. На основании результатов математического моделирования предложены инженерные методы расчета температуры нагрева поверхности и глубины упрочненного слоя в результате плазменной обработки, позволяющие обоснованно выбирать технологические параметры.

5. Разработаны технологии дифференциальной обработки инструмента, производственные испытания которых показали увеличение износостойкости 1,5-2 раза. Качество продукции отвечает требованиям ГОСТа.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИЯ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ

. Кащенко Ф.Д.„ Фетняева Л.А., Романов Е.В. Исследование аозмся-ностей упрочнения валковых половинчатых чугунов низкотемпературной плазмой// Улучшение качества холоднокатаного проката: Тез. докл. науч.-техн. семинара.- Липецк, 1389. С, 23„

, Романов Е.В., Котышэв Е.П. Перспективы ггоименеиия метода плазменного упрочнения для повышения служебных свойств изделий// Вклад молодых ученых и специалистов в решении задач технического перевооружения отрасли: Тез.докл.науч.-техн.конф.-Челябинск, 1989. - С. 13-14.

Получение слоистой металлической композиции з валховых чугу-нах с пластинчатым графитом, на основе плазменной закалки/ Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В., йабатчиков С.М.// Новые технологии производства слоистых металлов к перспектива расширения их сортамента и применения; Тез.докя.Зсесооэн. семинара,- Магнитогорск, 1989,- С. 12., Кащенко Ф.Д.» Фетняева Л.А., Романов Е.З. Технологичесяио аспекты обеспечения качественной поверхности гелегоуглеродис-тых сплавов, термообработанных методом плазменной закалки// Пути предупреждения, сокращения и ликвидации дефектов стали и сплавов: Тез.докл.науч.-техн.семинара.- Свердловск, 1930.-С. 31-32.

Кащенко Ф.Д., Набатчиков С.М., Романов Е.В. Оборудование дгл плазменной наплавки валков./Сб.кауч.трудов АН УССР, ИЗС им.Е.О.Патона.- Киев, 13«).- С. 35-40.

Кащенко Ф.Д., Романов Е.В., Набатчиков С.М. Плазменная закалка валков многовалкового стана// Создание и освоение экологически

чистих, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии: Тез.докл.Всесоюзн.науч.-техн.конф.- Донецк, 1991.- С.101-102.

7. Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В. Исследование возможностей повторной закалки стали 5ХВ2С, термообработанной методом плазменной закалки// Новые материалы и ресурсосберегающие

технологии термической и химико-термической обработки металлов в машиностроении и металлургии: Тез.докл.Всесоюзн.науч.-техн. конф.- Новокузнецк, 1991,- С.17.

8. 0 возможности применения плазменной циклической обработки для повышения служебных свойств изделий./Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В., Котышев Е.П.// Перспективы применения плазменной техники и технологий в металлургии и машиностроении: Тез. докл.научн.-техн.конф.-Челябинск, 1991.- С. 32-33.

9. Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В. Повышение эффективности эксплуатации прокатных валков на основе оптимизации их обработки./Деоретические и прикладные проблемы развития наукоемких и малоотходных технологий обработки металлов давлением: Тез.докл.Респ.науч.-техн.конф.- Винница, 1991.- С. 188-189.

10. Паламарчук А.В., Кащенко Ф.Д., Романов Е.В. Исследование стойкости металла валков к износу.- Магнитогорск, 1991.- 10 с.-Деп. в ин-те "Черметинформация" 15.05.91, К3 5730.

11. Кащенко Ф.Д., Романов Е.В., Перспективы использования плазменного упрочнения для повышения служебных свойств изделий.// Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральского региона: Тез.докл.Межгосуд.науч.-техн. конф.- Магнитогорск,- 1994.- С. 36-37.

12. Кащенко Ф.Д., Романов Е.В. Исследование влияния параметров плазменной закалки на свойства упрочненного слоя.// Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении: Тез.докл.

Российской науч.-техн.конф.- Рыбинск, 1994,- С. 200-201.

13. A.c. 1731832 СССР."Способ термической обработки чугунных деталей. /Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.Л., Романов Е.В. и др. Опубл. 07.05.92, Бол. №17.

14. A.c. I73I83I СССР.Способ термической обработки прокатных валков./ Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В. и др. Опубл. 07.05.92. Бш. М7.

15. A.c. I733IEJ7 СССР. ЛитеПнал форма для профилированных валков./ Кащенко Ф.Д., Фетняева Л.А., Романов Е.В. и др. Опубл. 15.05.92. Бэл. №18.

16. A.C. 1740443 СССР, Способ термической обработки прокатных валков./ Кашонко Ф.Д., Фетнкева Л.А., Романов Е.В. и др. Опубл. 15.06.92. Бол. №22.

Подписано в печать 5.06.95 Формат 60x84 1/16 Думага тип..2 Плоская почать Усл.пач.л.1,00 Тираж 100 экз. Заказ 250 Бесплатно

455000, Магнитогорск, пр.Ленина, 38 Ротапринт !Щ