автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Технологическое обеспечение и повышение износостойкости втулок из градиентных композиционных материалов

На правах рукописи

Алексеева Юлия Сергеевна

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ВТУЛОК ИЗ ГРАДИЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 05. 20.03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003477795

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Карпенков Владимир Филиппович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Балабанов Виктор Иванович

кандидат технических наук, профессор Шнырев Анатолий Павлович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Защита диссертации состоится 19 октября 2009 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ

Автореферат разослан «2009 г. и размещен на сайте ФГОУ ВПО МГАУ vAVW.msau.ru ? » СМаЪЩи^2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

А.Г. Левшин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Градиентные композиционные материалы (ГКМ) на базе алюминиевых сплавов, армированные керамическими частицами, перспективны для широкого применения в узлах машин и механизмов благодаря сочетанию уникальных свойств: ультралегкости, высокой удельной жесткости и прочности, размерной стабильности, износостойкости и др. Области использования металлических градиентных композиционных материалов непрерывно расширяются. Известны примеры успешной работы таких ГКМ в составе пар трения скольжения. При этом износостойкость КМ значительно выше, чем подшипниковых бронз или антифрикционных силуминов. ГКМ на основе металлической алюминиевой матрицы имеют большой потенциал применения в легковесных деталях автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин. Помимо улучшения технических характеристик многих ответственных деталей, использование КМ на базе алюминиевых сплавов способно обеспечить снижение их массы на 20 -30 %.

Широкое применение получили детали типа «втулка». Структура поверхностного слоя ГКМ влияет на износостойкость контртела, так как армирующие элементы ГКМ, повышая твердость поверхностного слоя с одной стороны, могут привести к микрорезанию контртела при испытаниях на износ. Механическая обработка деталей из ГКМ не позволяет получить оптимальную микрогеометрию, твердость и плотность поверхности. Эффективным направлением, позволяющим одновременно повысить твердость и улучшить микрогеометрию поверхностного слоя, является финишная

электромеханическая обработка (ФЭМО) поверхности.

ГКМ изготавливают чаще всего методами порошковой металлургии, спеканием градиентных порошковых смесей или инфильтрацией специально собранных порошковых каркасов переменного состава. Центробежное литье как способ изготовления анизотропных структур известен из публикаций, однако возможность получения заданного дизайна наполнителя в дисперсно наполненных КМ и влияние градиента распределения наполнителя на работоспособность литых ГКМ неизученными.

Целью диссертационной работы является разработка технологии повышения износостойкости деталей типа «втулка», изготовленных из градиентных композиционных материалов центробежным литьем на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12, армированной керамическими частицами различной природы, состава и упрочненных электромеханической обработкой.

Объект исследования: технология центробежного литья и финишной обработки втулок из градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12, армированной керамическими частицами.

Предмет исследования: новые технологические процессы получения втулок с высокой износостойкостью наружного поверхностного слоя.

Научная новизна работы: 1. Предложен метод получения градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12 для изготовления втулок.

2. Теоретически обосновано направленное перемещение дисперсных частиц армирующей фазы A1203, SiC, графитизированного углерода, базальта в поверхностные, наружные слои втулок из градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12.

3. Исследовано влияние состава, структуры и свойств градиентных композиционных материалов на износостойкость и трибологические характеристики в сравнении с маркой стали 40Х.

4.Установлена закономерность влияния технологических параметров финишной электромеханической обработки на структуру, микротвердость, шероховатость, коэффициент трения и износостойкость наружной поверхности втулок.

Практическая значимость: 1. Разработана технология получения втулок из градиентных композиционных материалов для различных композиций.

2. Разработан технологический процесс финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов, полученных методом центробежного литья.

3. Результаты, полученные в ходе исследований, используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина», что отражено в лекциях для студентов специальностей «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования АПК» по курсам «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов».

Достоверность экспериментальных данных обеспечивается применением современных средств и методик проведения исследований. Для проведения исследований использовали оптические микроскопы «Neophot-31», «Leica» Япония, «Axiovert 40 МАТ» фирмы «Carl Zeiss», Германия, растровый электронный микроскоп РЭМ-ЮОУ. Измерения твердости и микротвердости проводили с помощью твердомера Wolpert 930N (HV10), ультразвукового твердомера МЕТ-У1 (ТУ 4271-001-18606393-00). Испытания на сухое трение проводили на установке МТУ-01 ТУ 4271-001-29034600-2004. Обработку информации проводили с использованием видеокамеры Maxiro ТС - 300, персонального компьютера и современных программных средств. Положения, выносимые на защиту:

- анализ и обобщение экспериментальных и теоретических данных по методам получения градиентных композиционных материалов, получению необходимого состава смесей и заданных концентраций;

- исследование взаимосвязи состава, структуры и свойств градиентных композиционных материалов, параметров технологического процесса центробежного литья для получения втулок;

- разработка технологических режимов ФЭМО поверхности деталей цилиндрической формы после центробежного литья;

- разработка схемы и устройства для ФЭМО литой детали цилиндрической формы;

- оценка микротвердости, износостойкости и шероховатости обработанной поверхности градиентных композиционных материалов после ФЭМО в зависимости от режимов литья и состава композиции.

Апробация работы: Основные положения диссертации доложены и обсуждены на четвертой Международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизация изделий» 18-22 сентября 2006 г. Жуковка, Большая Ялта, автономная республика Крым, Украина; на V конференции молодых научных сотрудников и аспирантов, ИМЕТ им. А.А.Байкова РАН, 2006 г; на IV НТК материаловедческих обществ России «Новые градиентные и слоистые композиты», 21-24 ноября 2006, Ершово, Москва; на 27-й научно-практической конференции с международным участием и блиц-выставке «Композиционные материалы в промышленности» (СЛАВПОЛИКОМ), май - июнь 2007 г., г. Ялта, Крым, Украина; на 2-й Международной молодежной научно-технической конференции "Молодежь в авиации: новые решения и перспективные технологии", 12-16 мая 2008 г, АР Крым, г. Алушта; МНТК ФГОУ ВПО МГАУ в 2007...2009 гг.; на VI конференции молодых научных сотрудников и аспирантов, ИМЕТ им. А.А.Байкова РАН ноябрь 2008 г.

Внедрения: Результаты исследований внедрены на НПК «Прецизион» г. Волгоград при изготовлении втулок для ремонта двигателей и используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» при подготовке инженеров для предприятий АПК.

Публикации: Результаты исследований опубликованы в 13 печатных работах, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК и 5 патентах на изобретения. Общий объем печатных работ составляет 6,56 п.л., из них 1,55 п.л. принадлежит лично соискателю.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, приложения, списка литературных источников из 150 наименований, включает 28 таблиц, 52 рисунка. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, приведены научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» проведен анализ способов получения градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице, дан анализ возможности применения градиентных композиционных материалов для изготовления деталей типа «втулка». Представлено описание функциональных градиентных материалов (ФГМ), приведены способы получения градиента состава в объемном градиентном

композиционном материале (ГКМ). Описан способ получения отливок методом центробежного литья. Дан обзор современных представлений о физико-химических, механических и трибологических свойствах ГКМ. Дан обзор существующих способов повышения износостойкости и микротвердости поверхностного слоя втулок. Исследования и разработка методов повышения износостойкости поверхностного слоя деталей машин и механизмов сельскохозяйственной техники нашли свое отражение в работах В.И. Балабанова, А.Н. Батищева, Ф.Х. Бурумкулова, И.Г. Голубева, В.А. Евграфова, М.Н. Ерохина, С.П. Казанцева, В.Ф. Карпенкова, В.М. Кряжкова, В.П. Лялякина, Е.А. Пучина, В.В. Стрельцова, С.К.Федорова, JI.B. Федоровой, В.И. Черноиванова и других ученых Анализ способов получения композиционных материалов на алюминиевой матрице описан в трудах Т.А. Чернышовой, Л.И. Кобелевой и других. Описаны способы повышения износостойкости деталей из градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице. В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать и обобщить экспериментальные данные и теоретические исследования по методам получения ГКМ на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12, армированной керамическими частицами.

2. Обосновать способ получения втулок из ГКМ на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12 центробежным литьем.

3. Разработать составы композиций для изготовления деталей, работающих в условиях трения.

4. Исследовать взаимосвязь состава, структуры и свойств ГКМ в зависимости от параметров технологического процесса центробежного литья при изготовлении втулок.

5. Обосновать способ финишной обработки наружной поверхности втулок, полученных центробежным литьем.

6. Разработать схему и устройство для электромеханической обработки наружной поверхности втулки.

7. Определить твердость, износостойкость и трибологические характеристики ГКМ в зависимости от режимов центробежного литья и состава композиции, а также изучить изменения структуры и микротвердости поверхностного слоя после финишной электромеханической обработки.

8. Установить оптимальные режимы ФЭМО.

Во второй главе «Теоретические исследования» обоснован выбор способа получения втулок из градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице. Для этого рассмотрели процессы, определяющие перемещение матричной жидкости и армирующих частиц при вращении формы вокруг вертикальной или горизонтальной оси. Дисперсная частица, погруженная в жидкий металл и вращающаяся вместе с ним, находится под действием силы гидростатического давления, направленной к оси вращения и равной центробежной силе, развиваемой вытесненным объемом расплава.

Подъемная сила, действующая на частицу, является равнодействующей элементарных подъемных сил и приложена в центре сил инерции вытесненного объема расплава. При этом центр тяжести и центр инерции не совпадают.

Соответствующая закону Архимеда зависимость для вращающейся системы выразится уравнением:

Рц=ю2Уг(рч - рм)=ш2Уг/8(7ч-/м), (1)

где Рц - центробежная сила, действующая на частицу, Н; р„ и рм -соответственно плотность частицы и жидкого металла, кг/м3; § - ускорение свободного падения, м/с2; V - объем дисперсной частицы, м3; г - радиус центра сил инерции частицы и радиус центра сил инерции вытесненного объема жидкого металла, в случае, когда тело имеет однородную плотность, м; со -угловая скорость вращения, рад/с.

Из уравнения (1) видно что силы, действующие на частицу, погруженную во вращающийся расплав, возрастают в К = (£>2Vr/g раз. При этом сила, действующая на частицы при центробежном литье, увеличивается с увеличением плотности частиц, помещенных в расплав.

В таблице 1 приведены значения Д = (уч - у м) для алюминиевого сплава АК12 (удельный вес у м = 2,67 г/см3) и различных частиц, используемых для армирования КМ. Из табл.1 следует, что подъемная сила частиц графита, 8Ю2, В4С имеет отрицательный знак, это объясняет их всплывание и перемещение к свободной внутренней поверхности при вращении жидкого расплава. Поэтому основная часть армирующих частиц, находящихся во вращающемся расплаве, будет стремиться к перемещению в сторону стенок изложницы. Известно также, что если инородное включение в момент заливки жидкого металла касается стенки формы, то оно прижимается жидким металлом к ней и не всплывает, несмотря на меньшую плотность. Необходимо также учитывать транспортные функции частиц разной плотности. Это создает возможность синтезировать ГКМ методами литья с различной степенью армирования.

Таблица 1 - Значения уч - у „ для различных армирующих частиц в

алюминиевом расплаве

Дисперсные частицы у„ г/см3 А = (у,-у„), г/см'1

БЮ 3,2 0,54

АЬОз 3,99 1,33

ТЮ 4,9 2,24

Графит 1,7 -0,96

5 Юг 2,65 -0,01

В4С 2,5 -0,16

Базальт 2,75 0,09

Используем уравнение гидростатики для определения свободной поверхности при любом положении оси вращения.

Уравнение поверхности уровня (Эйлера) имеет следующее выражение:

Хдх + УАу + Хйг = 0, (2)

где Х,У,2 - проекции на оси координат ускорений, действующих на рассматриваемую частицу жидкости.

Свободная поверхность при вертикальной оси вращения. Точка М на свободной поверхности подвержена действию ускорений:

X = со2х, Ъ = (3),(4)

При равномерном вращении касательное ускорение перпендикулярное плоскости чертежа У = 0. Подставляя в уравнение (2) вместо X и Ъ их значения, получим:

со2хс1х — ё<1г =0, (5)

после интегрирования получим

сй2Х/2— %г + С, (6)

откуда уравнение кривой

т. = ш2Х2/2В + С. (7)

Так как кривая проходит через начало координат, С = 0. Учитывая также, что х = г, уравнение (7) примет следующий вид:

г = ю¥/2%. (8)

Это уравнение параболы, и, следовательно, свободная поверхность представляет собой параболоид вращения вокруг оси ъ - г. Подставив константы в уравнение (8), приведем его в форму, удобную для практических расчетов,

г = 5,55-10-2(п/100)2г2. (9)

Из уравнения (9) видно, что форма свободной поверхности зависит от скорости вращения и не зависит от удельного веса жидкости.

Свободная поверхность при горизонтальной оси вращения. Согласно предыдущим данным, при выводе уравнения свободной поверхности отбросим полностью ускорение силы тяжести:

У = ш2у, (10)

X = со2х, (11)

Подставляя в уравнение (2) и производя интегрирование, получим

у2 + х2 = С . (12)

Постоянную интегрирования найдем из условия, что при х = г; у = 0, отсюда С = г2 и уравнение свободной поверхности

у2 + х2 = г2. (13)

Это уравнение соответствует форме кругового цилиндра, ось которого совмещена с осью вращения.

Выявлены особенности затвердевания отливок, полученных центробежным литьем. Распределение частиц по сечению отливки зависит, в первую очередь, от соотношения плотностей частиц и матричного расплава и поверхностного натяжения на границе частица/матрица. Регулировать распределение частиц в матрице можно также изменением скорости вращения формы, температуры композиционного расплава и скорости подачи расплава в форму. Установлено соответствие результатов теоретического расчета данным металлографического анализа. Исследован вариант центробежного литья полиармированных КМ, содержащих частицы различного вида. Выявлена возможность выполнения армирующими частицами транспортной функции, когда более плотные частицы перемещают менее плотные к периферии формы.

Центробежным литьем изготовлены втулки из градиентных алюмоматричных КМ следующего состава (таблица 2).

После получения втулок центробежным литьем их поверхность подвергается механической обработке резанием с шероховатостью поверхности до Яа 1,6 мкм, причем профилограмма шероховатости имеет острые вершины и глубокие впадины. Кроме этого, плотность поверхности низкая, что требует применения способов, увеличивающих плотность поверхностных слоев для ликвидации излишней пористости.

Таблица 2 - Образцы градиентных композиционных материалов

п/п Состав композиционного сплава Температу разаливки, "С Темпера тура формы, °С Скорость вращения формы, мин Ось вращения

1. АК12 + 5% AI2O3 (dcp = 40мкм) 680 250 1000 Гор.

2. АК12 + 5% А12Оз 720 250 1000 Гор.

3. АК12 + 5% АЬОз 780 250 1000 Гор.

4. AK12+5%SiC (dcp = 40мкм) 680 250 1000 Гор.

5. AK12+5%SiC 720 250 1000 Гор.

6. AK12+5%SiC 780 250 1000 Гор.

7. АК12 + 5% AI2O3 680 250 1500 Гор.

8. AK 12 + 5% AI2O3 720 250 1500 Гор.

9. AK 12 + 5% AI2O3 780 250 1500 Гор.

10. AK12+5%SiC 680 250 1500 Гор.

И. AK12+5%SiC 720 250 1500 Гор.

12. AK12+5%SiC 780 250 1500 Гор.

13. AK12+5%C (dcp = 200-400мкм) 730 230 1000 Верт.

14. AK12+5%C (dcp = 200-400mkm) 710 240 1000 Гор.

15. AK12 + 5% базальта (короткие волокна dcp = 12 мкм, длина < 3 мм) 760 210 1200 Гор.

16. АК12+Ю%А120з+2%С 750 210 1200 Гор.

Сочетание оптимальной шероховатости, плотности, распределения армирующих частиц в матрице увеличивают износостойкость втулок из ГКМ. Одним из наиболее эффективных способов комплексного воздействия силового и термического факторов является ФЭМО. Приводятся теоретические основы применения финишной электромеханической обработки втулок из градиентного композиционного материала на алюминиевой матрице после центробежного литья.

В третьей главе «Общая методика исследований» разработана структура исследований, критерии и параметры, контролируемые при исследовании, дана информация о методиках проведения экспериментов.

Общая методика исследования включает комплексное изучение структуры, состава, трибологических и технологических свойств образцов,

изготовленных методом центробежного литья; влияния основных параметров, режимов на эксплуатационные свойства детали; получение градиентных композиционных материалов (ГКМ) с высоким содержанием армирующего компонента, обладающих повышенной износостойкостью, нагрузочной способностью и фрикционной теплостойкостью. При этом исследования проводились в следующей последовательности:

-анализ применяемости способов получения градиентных композиционных материалов и выбор по основным конструктивно-технологическим характеристикам наиболее эффективного для изготовления втулок;

- анализ основных способов изготовления втулок и классификация способов получения наиболее износостойких поверхностных слоев;

- исследование условий эксплуатации и изнашиваемости втулок;

- анализ возможности ФЭМО поверхности градиентных композиционных материалов и работ, выполненных в данном направлении с целью разработки эффективного способа обработки втулок из ГКМ;

- проведение лабораторных и стендовых сравнительных испытаний износостойкости обработанных электромеханическим способом ГКМ;

- определение эффективности применения разработанной технологии.

При разработке методик проведения исследований за основу принимали регламентированные методы. При отсутствии таковых, разрабатывали и использовали оригинальные методики, учитывающие особенности процессов центробежного литья, электромеханической обработки втулок из ГКМ, наиболее рациональные способы изготовления образцов, возможности имеющегося лабораторного и испытательного оборудования. При этом учитывали опыт проведения исследований в близких отраслях науки и техники. Эксперименты проводили на опытно-экспериментальной установке центробежного литья, позволяющей производить заливку, как с вертикальной, так и с горизонтальной осью вращения (рисунок 1). Установка представляет собой сварную пространственную раму 1, закрытую стальным кожухом 2. Стальная изложница 3 посредством резьбового соединения крепится на ведомый шкив 4, соединенный клиноременной передачей 5 сведущим шкивом 6 электродвигателя 7. Металл в изложницу заливается через воронку 8 при вертикальной оси вращения или через желоб, закрепленный на крышке 9, при горизонтальной оси вращения. Скорость вращения изложницы 200-2000 мин"1.

Рисунок 1 - Схема опытно-экспериментальной установки центробежного литья: I - рама,2 -кожух, 3 - изложница, 4 - шкив, 5 -клиноременная передача, 6 - шкив электродвигателя, 7 —

электродвигатель, 8 - воронка, 9 -крышка.

г в

Р А,

Металлографический анализ производили на оптических микроскопах «Neopliot 31», «Leica», «Axiovert 40 МАТ» фирмы «Carl Zeiss». Цилиндры разрезали на сектора по образующей и анализировали их боковую поверхность с наружной и внутренней сторон. Фрактографии изломов получали с помощью растрового электронного микроскопа РЭМ-ЮОУ, Испытания на сухое трение проводили на установке МТУ-01 ТУ 4271-001-29034600-2004. Схема контакта: торец вращающейся втулки d = 13 мм скользит по неподвижной шайбе d = 30 мм. Момент трения регистрировали тензодатчиком с графическим отображением его изменения на мониторе. Определяли также изменение веса испытуемых образцов. Точность взвешивания ± 0,5-] О"3 г. Контртело изготавливали из стали 40Х. Измерение твердости образцов производили на твердомере Wolpert 930N методом Виккерса (HV10) и с помощью микротвердомера ПМТ—3. Измерение микротвердости производили через 25 мкм между центрами отпечатков вдоль зоны соединения и от поверхности вглубь основы ГКМ. Значение Микротвердости определили по результатам усреднения 10...15 замеров.

При исследованиях использовали установку электромеханической обработки «Стандарт», а схема ФЭМО приведена на рисунке 2. Объектами исследований были втулки с наружным диаметром 92 - 94 мм, внутренним диаметром 60 мм, высотой 60-90 мм.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»

приведены результаты исследований микроструктуры поверхностного слоя градиентных композиционных материалов, изготовленных при различных режимах центробежного литья. Выбраны оптимальные режимы центробежного литья. Приведены данные испытаний выбранных образцов в условиях сухого трения скольжения при различных нагрузках по схеме «диск - втулка» с коэффициентом перекрытия трущихся поверхностей равным единице.

Металлографический анализ показал, что в образцах 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11 (таблица 2) градиентный слой либо не формируется вообще, либо недостаточно плотен по всей длине наружной поверхности. Основываясь на данных результатах, можно сделать вывод, что нагрев расплава до температур 680 и 720 °С недостаточен для формирования градиентного слоя вне зависимости от частоты вращения отливки. При исследовании структуры образцов состава 3, 6, 9, 12 (таблица 2) обнаружено, что у наружной поверхности сформировался

Рисунок 2 - Принципиальная схема ФЭМО гладких цилиндрических поверхностей; 1 — деталь; 2 -

инструмент; 3 - установка электромеханической обработки; 4 -кабель то ко подводящий

отчетливый и плотный градиентный слой, содержащий до 45% армирующих частиц, а с середине и на свободной поверхности они отсутствуют.

Из металлографических исследований и графиков распределения частиц по ширине втулки следует, что температура заливаемой композиции влияет на характер распределения частиц значительно больше, чем частота вращения. Также выявлено, что ширина градиентных слоев и распределение частиц в этих слоях меняются с изменением удельного веса частиц и по высоте втулок образцы 13, 14 (таблица 2). Выявлена возможность выполнения частицами транспортной функции (образец 16, таблица 2), когда частицы с большей плотностью (А12Од) увлекают за собой к внешней стенке изложницы менее плотные частицы, которые, судя по таблице 1, должны были быть оттеснены к внутренней поверхности втулки (графита), создавая тем самым поверхность трения с естественным смазочным матер и атом. Распределение частиц по высоте примерно одинаково, всплыванию графита препятствуют частицы А1203

Рисунок 3 - Фотографии микроструктуры образца 15; а) панорамный вид; б), в) градиентный слой (соответственно х 100, х 200)

частица графита окруженная более Мелкими

градиентном слое, х200

а) б)

В образце 15 (таблица 2) в качестве армирующего наполнителя использовали природный и недорогой материал - базальт. Центробежным литьем был отлит образец состава АК12 + 5% коротких волокон базальта. Несмотря на то, что плотность базальта не на много выше плотности алюминия, базальт переместился к наружной стенке втулки, создав тем самым, достаточно плотный и однородный по составу градиентный слой. Это обусловливается тем, что базальт был добавлен в виде достаточно объемных волокон, а не в виде дисперсных частиц. Структура и распределение частиц в ГКМ показана на рисунках 3,4.

График распределения твердости образца 15 (таблица 2) по ширине градиентного слоя показан на рисунке 5. Измерения твердости образцов показали, что методом центробежного литья можно изготавливать ГКМ с твердым поверхностным слоем, обладающим повышенной износостойкостью. Недостатком является только его пористость. Микротвердость литой основы (эктектики AI — Si) близка к аддитивной и составляет 115 кгс/мм2.

62 60 58 S6

к 12

50

48

60,1

■

Рисунок 5 - Распределение твердости по ширине образца 15, армированного базальтовыми волокнами

2000 4000 6000 8000 10000 Расстояние от внутренней стенки, мкм

В ходе трибологических испытаний, проведенных на лабораторной установке МТУ-01 ТУ 4271-001-29034600-2004 по схеме контакта: «торец вращающейся втулки - неподвижная шайба», было получено: снижение температуры разогрева в зоне трения, увеличение стабильности коэффициента трения и снижение показателей износа. Диаграммы моментов трения представлены на рисунке б.

АК12 + 5% базальт

3 4 5

л.

7» "........Во ' ¡¡во {«»о ь*ао изо ■ Тгой '' ' ^«скГ~Т«»в ' роаГ~'рто аоо

Рисунок 6 - Диаграммы моментов трения образца 15, армированного базальтовыми волокнами (нагрузки: 1 - 85 Н, 2 - 70 Н, 3 - 55 Н, 4 - 40 Н, 5 - 25 Н).

Значения коэффициентов трения представлены в таблице 3. Из таблицы 3 видно, что коэффициенты трения градиентных композиционных материалов по сравнению с однородно распределенными композиционными материалами снижаются в 1,5-2 раза.

Таблица 3 - Средние значения коэффициентов трения

Нагрузка, Н

Материал 18 28 39 50

АК12 0,23 0,15 0,13 0,13

АК12-5уо1.%АЬОз (40 мкм) однородное распределение частиц — — — 0,81

АК12-5уо1.%А1203(40 мкм) режим I 0,11 0,082 0,069 0,054

АК12-5уо1.%А12Оз (40 мкм) режим И 0,097 0,077 0,058 0,049

АК12-5уо1.%81С (40 мкм) однородное распределение частиц — — — 0,062

АК12-5уо1.%5Ю (40 мкм) режим 1 0,067 0,067 0,055 0,048

АК12-5уо1.%5К; (40 мкм) режим II 0,172 0,067 0,063 0,075

Коэффициенты трения

А по сравнению с чистым сплавом АК12 в 2 - 2,5 раза. На рисунке 7 дан график распределения коэффициентов трения образца 15 армированного волокнами базальта.

Рисунок 7 -Распределение коэффициентов трения образца, армированного волокнами базальта

Нагрузка, Н

-Е-максимальные значения ■

■минимальные значения

В пятой главе «Разработка технологии изготовления и финишной обработки втулок из градиентных композиционных материалов» выполнены исследования поверхностного слоя втулок после ФЭМО, на основании которых разработана структурная модель процесса образования поверхности с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

При проектировании технологических процессов изготовления и упрочнения втулок разработана соответствующая документация: маршрутные карты (МК), карты эскизов (КЭ), операционные карты (ОК), карты технологических процессов (КТП), карты типовых технологических процессов

(КТТП) и ведомости оснастки (ВО). Исходными данными для проектирования технологического процесса являются следующее:

1. Сведения о дефектах и предполагаемой программе изготовления и упрочнения втулок.

2. Организационная форма, т.е. при разработке технологического процесса учитывали возможности ремонтных предприятий и их техническое оснащение.

3. Выбор рационального способа получения и упрочнения втулок. Экспериментальные исследования показали, что наиболее приемлемым способом получения втулки из ГКМ с армирующими частицами, высокими физико-механическими свойствами является центробежное литье и последующее ее упрочнение электромеханической обработкой.

4. Разработка типового технологического процесса.

Типовой технологический процесс включает операции: 005 Подготовительная, 010 Термическая, 015 Механическое замешивание, 020 Термическая (нагреть КМ), 025 Термическая (нагреть внутреннюю поверхность керамической изложницы), 030 Заливочная, 035 Контрольная, 040 Токарная, 045 Контрольная, 050 Электромеханическая, 055 Контрольная.

Произведен расчет глубины поверхностного слоя втулки из ГКМ после центробежного литья и финишной электромеханической обработки.

Применение способа ФЭМО для упрочнения втулки позволяет уменьшить количество используемого при ремонте специального оборудования и увеличить плотность поверхностного слоя.

В шестой главе «Эффективность исследований» приводится технико-экономическое обоснование применения технологии получения втулок из градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице.

Замена традиционных материалов для трибологических соединений, таких как чугун и бронза, в деталях и механизмах на композиционный материал на основе алюминиевой матрицы приводит к уменьшению общего веса машины на 10 и более процентов. Это влечет за собой уменьшение расхода топлива. Однако традиционные методы создания градиентных композиционных материалов, такие как порошковая металлургия, инфильтрация расплавов, методы физического и химического осаждения, влекут за собой большие затраты на их осуществление. Метод же центробежного литья достаточно прост и не дорог в эксплуатации. Установки центробежного литья имеются в наличии практически на каждом металлургическом предприятии.

Создание однородно распределенного композиционного материала с таким же количеством армирующего компонента на поверхности, потребует введения в матричный расплав большего количества наполнителя, а следовательно и затрат. К тому же градиент композиции определяет свойства материала. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии изготовления втулки из ГКМ в сравнении с существующей технологией на программу 100 втулок составит 518463,2 рубля. Затраты на изготовление и ФЭМО втулки по предлагаемой технологии с применением

электромеханической обработки в 1,9 раза меньше, чем по существующей технологии.

Общие выводы

1. Предложен метод получения анизотропных структур - центробежное литье для изготовления втулок из градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12 с дисперсными частицами упрочняющей фазы с повышенной концентрацией частиц А1203 (40мкм), (40мкм), графитизированного углерода (200...400мкм), базальта (< 60 мкм) в поверхностных наружных слоях.

2. Экспериментально установлен оптимальный режим центробежного литья для составов АК12+5% А1203, АК12+5%5|'С: температура нагрева оснастки - 250°С, температура расплава - 780 + 10 °С, частота вращения печи -1500 об/мин., а для АК12+5% базальта: температура нагрева оснастки - 210°С, температура расплава - 750 + 10°С, частота вращения печи - 1200 об/мин.

3. Исследована структура, состав и форма распределения волокон. Выявлено, что в средней части втулок получен градиентный слой и толщина его составляет ~ 3,0 - 5,0 мм, причем на толщине до 3,0 мм плотность слоя более высокая, далее - до 5 мм, слой менее плотный. В нижней части втулки толщина градиентного слоя доходит до 6 мм, волокна распределены равномерно, далее - чистая матрица. На всех образцах была выявлена большая пористость материала.

4. В экспериментах по изменению трибологических свойств исследованных градиентных и неградиентных композиционных материалов определено влияние снижения температуры нагрева в зоне трения на увеличение стабильности коэффициента трения и повышение износостойкости.

5. Испытания, проведенные в условиях сухого трения на установке УМТ-1, свидетельствуют о высоких трибологических свойствах дисперсно наполненных ГКМ на базе алюминиевых сплавов. Армирование относительно мягкой матрицы высокотвердыми высокомодульными керамическими частицами позволяет существенно снизить интенсивность изнашивания по сравнению с матричными сплавами. Полиармирование керамическим наполнителем и графитом обеспечивает низкий коэффициент трения и высокую задиростойкость в широком диапазоне скоростей скольжения и нагрузок 18 -50 Н.

6. Введение в пластическую металлическую матрицу высокопрочных высокомодульных неметаллических наполнителей разного вида, фракционного состава и объемного содержания позволяет управлять трибологическими свойствами ГКМ за счет регулирования доли металлического контакта в трибопаре, дискретности профиля жесткости трибоконтакта, состава переходного слоя. Экспериментально установлено снижение коэффициента изнашивания втулок из ГКМ в паре со сталью 40Х на 60 - 70 %.

7. Экспериментально обосновано применение финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов с целью получения высокой твердости, оптимальной

шероховатости, плотности и износостойкости наружного поверхностного слоя. Микротвердость втулок после финишной электромеханической обработки увеличилась на 25 - 30 % по сравнению с дисперсно наполненными ГКМ и на 90-120 % по сравнению с твердостью АК 12. Режим ФЭМО: I = 400A, UBT. об.= 1В, усилие прижатия 100 Н.

8. Экспериментальные исследования и испытания втулок из ГКМ, армированных А1203, SiC и базальтом, а также после финишной электромеханической обработки подтвердили достоверность теоретических предпосылок применения данных материалов в узлах и конструкциях автомобилей, тракторов и другой сельскохозяйственной техники, взамен традиционно применяемых бронзовых и железографитовых втулок.

9. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии изготовления втулки из ГКМ в сравнении с существующей технологией на программу 100 втулок составит 518463,2 рубля при сроке окупаемости 0,48 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Алексеева, Ю.С. Применение градиентных композиционных материалов для изготовления втулок [Текст] / Ю.С. Алексеева// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ серия Агроинженерия. -М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. -Вып.4, С. 96 - 99.

2. Федорова, JI.B. Технология и оборудование для упрочнения и восстановления деталей электромеханической обработкой [Текст] / JI.B. Федорова, В.Ф. Карпенков, С.К. Федоров, Ю.С. Алексеева, Е.В. Нагнибедова // Техника и оборудование для села. - 2009. -№2.- С. 34-36.

3. Стрельцов, В.В. Электромеханическая обработка и восстановление деталей дорожно-строительной техники [Текст] / В.В. Стрельцов, Ю.С. Алексеева, С.К. Федоров. //Строительные и дорожные машины. №8. -2008 .- С.32-35 .

4. Федорова, JI.B./ Электромеханическая закалка длинномерных деталей [Текст] // JI.B. Федорова, Ю.С. Алексеева. В сборнике ЗМНТК «Молодежь Поволжья - науке будущего». - Ульяновск. - 2004.- С.136-139.

5. Чернышова, Т.А. Жидкофазный метод изготовления градиентных композиционных материалов [Текст] / Т.А. Чернышова, Л.И. Кобелева, A.B. Панфилов, A.A. Панфилов, Ю.С. Алексеева// В сб. Материалов IV НТК материаловедческих обществ России «Новые градиентные и слоистые материалы», Ершово. - Москва. - 2006. - С. 21- 24.

6. Алексеева Ю.С. Градиентные композиционные материалы, полученные методом центробежного литья [Текст]/ В трудах молодых научных сотрудников и аспирантов ИМЕТ им. A.A. Байкова РАН. - 2006. - С.92 -95.

7. Панфилов, A.B. Изготовление градиентных композиционных материалов методом центробежного литья [Текст] // A.B. Панфилов, A.A. Панфилов, Т.А. Чернышова, Л.И. Кобелева, Ю.С. Алексеева// В сб. IV Международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и

утилизации изделий», Жуковка, Большая Ялта, Автономная республика Крым, Украина. - 2006.

8. Алексеева, Ю.С. Градиентные композиционные материалы для изделий авиастроения [Текст]/ Ю.С. Алексеева, Т.А. Чернышева// на 2-й Международной молодежной научно-технической конференции "Молодежь в авиации: новые решения и перспективные технологии", 12-16 мая 2008 г, АР Крым, г. Алушта;. - 2008. - С. 21-22. Объем 0,08 пл. Вклад автора 0,04 п.л..

9. Патент №2252113 РФ. МПК В 23 в 1/00, 7/00. Способ изготовления резьбы на детали / С.К. Федоров, Л.В. Федорова, Д.В. Осипов, Ю.С. Алексеева, В.Б. Салов. - Заявлено 26.03.2003. Опубл. 20.05.05. Бюл. № 14.

10. Патент №2254967 РФ. МПК В 23 в 7/00, С 21 Э 7/04. Способ изготовления резьбы / С.К. Федоров, Л.В. Федорова, В.Б. Салов, Ю.С. Алексеева . - Заявлено 24.11.2003. Опубл. 27.06.05. Бюл. №18.

И. Патент № 2240908 РФ. МПК В 23 Р 6/00. Способ восстановления резьбы на детали./С.К.Федоров, Л.В. Федорова, К.Г. Львов, Ю.С. Алексеева, - Заявлено 30.12.2002. Опубл. 27.11.2004. Бюл. №33.

12. Патент №2239524 РФ. МПК В 23 С 1/00, 7/00. Способ изготовления резьбы. /С.К. Федоров, Л.В. Федорова, К.Г. Львов, Ю.С. Алексеева, - Заявлено 05.12.2002. Опубл. 10.11.2004. Бюл. №31.

13. Патент № 2243080 РФ. МПК В24 В 39/04, В 23Н9/04. Инструментальный узел для электромеханической обработки резьбы. С.К. Федоров, Л.Г. Татаров, Л.В.Федорова, Ю.С. Алексеева 2004. Бюл. №36.

Автор выражает благодарность доктору технических наук, профессору Чернышовой Т.А., кандидату технических наук Кобелевой Л.И., кандидату технических наук Панфилову A.B. и всему коллективу лаборатории №10 Института металлургии и материаловедения имени A.A. Байкова Российской Академии Наук.

Подписано к печати 14.09.2009

Формат 60x84/16.

Печать трафаретная

Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз.

Заказ № 454

Отпечатано в издательском центре

ФГОУ ВПО МГЛУ

127550, Москва, Тимирязевская, 58

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ способов получения градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице

1.2. Анализ применения градиентных композиционных материалов для изготовления деталей типа «втулка»

1.3. Анализ работ, полученных в области электромеханической обработки металлов и сплавов 23 1.3.1 Влияние электромеханической обработки на физико-механические и эксплуатационные свойства деталей машин 24 1.3.2. Влияние технологических режимов электромеханической обработки на качественные показатели формируемого слоя

1.4. Выводы по первой главе и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Обоснование выбора способа получения втулок из градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице

2.1.1. Технология центробежного литья

2.1.2. Формирование слоев с повышенным содержанием армирующих частиц под действием центробежной силы

2.1.3. Выбор оси вращения заготовкй

2.2. Теоретические основы применения отделочно-упрочняющей электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов на алюминйевой матрице после центробежного литья 44 2.2.1. Определение оптимального усилия в зоне контакта и, математическая модель теплового источника при отделочно-упрочняющей электромеханической обработке резьбы

2.3. Выводы по второй главе

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Структура исследований 51 3.2 Методика исследований

3.3. Образцы для исследований и инструмент

3.4. Экспериментальная установка, приборы и оборудование

3.4.1. Экспериментальная установка для центробежного литья

3.4.2. Методика проведения испытаний на трение и износ втулок после центробежного литья

3.4.3. Экспериментальная установка для финишной электромеханической • обработки втулок из градиентных композиционных материалов

3.5 Методика лабораторных исследований

3.5.1. Методика металлографических исследований структуры втулок после центробежного литья •

3.5.2 Методика измерения шероховатости поверхности втулок после электромеханической обработки

3.6. Выводы по третьей главе

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 64 ' 4.1. Исследованйе микроструктуры поверхностного слоя

4.2. Изучение структуры, состава, физйко-механических, технологических свойств образцов^ изготовленных методом центробежного литья

4.3. Результаты сравнительных испытаний на износостойкость

4.4. Результаты триботехнических испытаний

4.5. Влияние финишной элёктромЬханической обработки на шероховатость и текстуру волокон втулок из градиентных композиционных материалов

4.6. Выводы по четвертой главе

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ФИНИШНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВТУЛОК ИЗ ГРАДИЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Технология изготовления втулок

5.2. Основные правила при выполнении процесса финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов

5.3. Выводы по пятой главе

Глава 6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

6.1 Технико-экономическое обоснование применения технологии финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов на алюминиевой матрице

Известно, что одной из проблем современного сельскохозяйственного машиностроения является износ деталей машин в парах трения скольжения. Около 80 — 90% механизмов выходят из строя из-за изнашивания ч сопрягаемых деталей. Ремонт и техническое обслуживание машин в несколько раз превышает их стоимость. В этой связи особое внимание уделяется работам по созданию новых антифрикционных материалов, в том числе композиционных материалов (КМ), в которых искусственно объединены высокопластичные металлические матрицы, например сплавы алюминия, и высокопрочные, высокомодульные наполнители. При таком сочетании фаз достигаются значительное повышение несущей способности материалов трибосопряжений, высокая износостойкость и задиростойкость, стойкость против абразивного изнашивания [11, 113]. Преимуществами алюминиевых сплавов в качестве матриц КМ являются высокие показатели теплопроводности, теплоемкости, высокие технологические свойства. Армирующие наполнители с резко отличной от матрицы твердостью не только повышают износостойкость КМ, но и выполняют роль поддерживающих опор, снижают коэффициенты трения в широком диапазоне параметров нагружения [113].

Возможность регулирования трибологическими свойствами КМ достигается за счет выбора матричных сплавов с различным уровнем прочности и пластичности; введения в матрицу наполнителей различной природы, объемного содержания и размера; последующей термической или термомеханической обработки КМ-. При этом наблюдается изменение таких физико-химических процессов на контактных поверхностях, как пластическое деформирование, тепловые эффекты, химические реакции, в том числе циклические ре^кДйй "окисление-восстановление"; разрушение межфазных связей частица/матрица, дробление й перераспределение частиц, механическое легирование поверхностных слоев, приводящее к образованию "третьего тела" [116].

Получение градиентных композиционных материалов (ГКМ) с высоким содержанием армирующего компонента на поверхности детали, обладающих повышенной износостойкостью, нагрузочной способностью и фрикционной теплостойкостью, позволяет применить метод центробежного литья для изготовления градиентного композиционного материала на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12, армированной керамическими частицами различной природы и состава. КМ на основе металлической алюминиевой матрицы имеют большой потенциал применения в легковестных деталях автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин. При этом износостойкость ГКМ значительно выше, чем подшипниковых бронз или антифрикционных силуминов. Помимо улучшения технических характеристик многих ответственных деталей, использование КМ на базе алюминиевых сплавов способно обеспечить 20.30 % экономию массы деталей. Широкое применение получили детали типа «втулка». Структура поверхностного слоя ГКМ влияет на износостойкость контртела, так как армирующие элементы ГКМ, повышая твердость поверхностного слоя с одной стороны, могут привести к микрорезанию контртела' при испытаниях на износ. Механическая обработка деталей из ГКМ не позволяет получить оптимальную микрогеометрию, твердость и плотность поверхности. Эффективным направлением, позволяющим одновременно повышать твердость и улучшать микрогеометрию поверхностного слоя, является отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка (ОУЭМО) [111].

Новая мировая стратегия в автомобилестроении содействует использованию альтернативных материалов для применения в легковестных деталях автомобилей, отливок для подвесок, шасси, приводов и в деталях транспортных средств, а также для применения изделий и заготовок для изготовления современных частей автомобилей. Поэтому ГКМ на основе металлической алюминиевой матрицы и другие материалы на основе алюминия имеют большой потенциал

Целью диссертационной работы- является разработка технологии повышения износостойкости деталей типа «втулка», изготовленных из градиентных композиционных материалов центробежным литьем на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12, армированной керамическими частицами различной природы, состава и упрочненных электромеханической обработкой. I

Научная новизна работы. 1. Предложен метод получения градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12 для изготовления втулок.

2. Теоретически обосновано направленное перемещение дисперсных частиц армирующей фазы AI2O3, SiC, графитизированного углерода, базальта в поверхностные, наружные слои втулок из градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12.

3. Исследовано влияние состава, структуры и свойств градиентных композиционных материалов на износостойкость и трибологические характеристики в сравнении с маркой стали 40Х.

4.Установлена закономерность влияния технологических параметров финишной электромеханической обработки на структуру, микротвердость, шероховатость, коэффициент трения и износостойкость наружной поверхности втулок.

Практическая значимость: 1. Разработана технология получения втулок из градиентных композиционных материалов для различных композиций".

2. Разработан технологический процесс финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов, полученных методом центробежного литья.

3. Результаты, полученные в ходе исследований, используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина», что отражено в лекциях для студентов специальностей «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования АПК» по курсам «Материаловеденйе» и «Технология конструкционных материалов».

Реализация? результатов- исследований: Результаты исследований внедрены на НПК «Прецизион» при изготовлении втулок для ремонта двигателей и используются* в учебном процессе ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» при подготовке инженеров для предприятий АПК.

Достоверность экспериментальных данных ' обеспечивается применением: современных средств и методик проведения исследований: Для проведения исследований использовали, оптические микроскопы «Neophot-31», «Leica» Япония, «Axiovert 40 МАТ» фирмы, «Carl Zeiss», Германия, растровый электронный; микроскоп РЭМ:100У. Измерения I твердости и микротвердости проводили с помощью твердомера Wolpert 93 ON (HV10), ультразвукового твердомера МЕТ-У1 (ТУ 4271 -001 -18606393-00). Испытания на сухое трение проводили на установке МТУ-01 ТУ 4271-00129034600-2004. Обработку информации, проводили с использованием видеокамеры Maxiro ТС - 300, персонального компьютера и современных программных средств.

Положения; выносимые на защиту:

- анализ и обобщение экспериментальных и теоретических данных по методам получения градиентных композиционных материалов, получению необходимого состава смесей и заданных концентраций;

- исследование взаимосвязи состава, структуры и свойств градиентных композиционных материалов^ параметров технологического процесса центробежного литья для получёнйя втулок;

- разработка тёхнблогйЗёскйх. режимов ФЭМО поверхности: деталей цилиндрической формы после центробежного литья;

- разработка схемы и устройства для ФЭМО втулок;

- оценка микротвердости, износостойкости и шероховатости обработанной поверхности градиентных композиционных материалов после ФЭМО в зависимости от режимов литья и состава композиции.

Апробация работы: Основные положения диссертации доложены и обсуждены на четвертой Международной конференции «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизация изделий» 18 — 22 сентября 2006 г. Жуковка, Большая Ялта, автономная республика Крым, Украина; на V конференции молодых научных сотрудников и аспирантов,

ИМЕТ им. А.А.Байкова РАН, 2006 г; на IV НТК материаловедческих обществ России «Новые градиентные и слоистые композиты», 21-24 ноября 2006, Ершово, Москва; на 27-й научно-практической конференции- с международным участием и блиц-выставке «Композиционные материалы в промышленности» (СЛАВПОЛИКОМ), май - июнь 2007 г., г. Ялта, Крым, Украина; на 2-й Международной молодежной научно-технической конференции "Молодежь в авиации: новые, решения и перспективные технологии", 12-16 мая 2008 г, АР Крым, г. Алушта; МНТК ФГОУ ВПО МГАУ в 2007.2009 гг.; на VI конференции молодых научных сотрудников и аспирантов, ИМЕТ им. А.А.Байкова РАН ноябрь 2008 г.

Публикации: Результаты исследований опубликованы в 14 печатных работах, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК и 5 патентах на изобретения. Общий объем печатных работ составляет 6,56 п.л., из них 1,55 п.л. принадлежит лично соискателю:

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 6 глав, приложения, списка литературных источников из 150 наименований, включает 28 таблиц, 52 рисунка. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста.

Общие выводы

1. Предложен метод получения анизотропных структур -центробежное литье для изготовления втулок из градиентных композиционных материалов на основе матрицы из алюминиевого сплава АК12 с дисперсными частицами армирующей фазы с повышенной концентрацией частиц А120з (40мкм), SiC (40мкм), графитизированного углерода (200.400мкм), базальта (< 60 мкм) в поверхностных наружных слоях.

2. Экспериментально установлен оптимальный режим центробежного литья для составов АК12+5% А120з, AK12+5%SiC: температура нагрева оснастки - 250°С, температура расплава - 780 + 10 °С, частота вращения печи - 1500 об/мин., а для АК12+5% базальта: температура нагрева оснастки -210°С, температура расплава - 750 + 10°С, частота вращения печи - 1200 об/мин.

3. Исследована структура, состав и форма распределения волокон. Выявлено, что в средней части втулок получен градиентный слой и толщина его составляет 3,0 - 5,0 мм, при чем на толщине до 3,0 мм плотность слоя более высокая, далее — до 5 мм, слой менее плотный. В нижней части втулки толщина градиентного слоя доходит до 6 мм, волокна распределены равномерно, далее - чистая матрица. На всех образцах выявлена большая пористость материала.

4. В экспериментах по изменению трибологических свойств исследованных градиентных и неградиентных композиционных материалов определено влияние снижения температуры нагрева в зоне трения на увеличение стабильности коэффициента трения и повышение износостойкости.

5. Испытания, проведенные в условиях сухого трения на установке УМТ-1, свидетельствуют о высоких трибологических свойствах дисперсно наполненных ГКМ на базе алюминиевых сплавов. Армирование относительно мягкой матрицы высокотвердыми высокомодульными керамическими частицами позволяет существенно снизить интенсивность изнашивания по сравнению с матричными сплавами. Полиармирование керамическим наполнителем и графитом обеспечивает низкий коэффициент трения и высокую задиростойкость в широком диапазоне скоростей скольжения и нагрузок 18 — 50 Н.

6. Введение в пластическую металлическую матрицу высокопрочных высокомодульных неметаллических наполнителей разного вида, фракционного состава и объемного содержания позволяет управлять трибологическими свойствами ГКМ за счет регулирования доли металлического контакта в трибопаре, дискретности профдля жесткости трибоконтакта, состава переходного слоя. Экспериментально установлено снижение коэффициента изнашивания втулок из ГКМ в паре со сталью 40Х на 60 - 70 %.

7. Экспериментально обосновано применение финишной электромеханической обработки втулок из градиентных композиционных материалов с целью получения высокой твердости, оптимальной 4 шероховатости, плотности и износостойкости наружного поверхностного слоя. Микротвердость втулок после финишной электромеханической обработки увеличилась на 25 - 30 % по сравнению с дисперсно наполненными ГКМ и на 90 - 120 % по сравнению с твердостью АК 12. Режим ФЭМО: I = 400А, UnT. 0б. = 1В, усилие прижатия 100 Н.

8. Экспериментальные исследования и испытания втулок из ГКМ, армированных А12Оз, SiC и базальтом, а также после финишной электромеханической обработки подтвердили достоверность теоретических предпосылок применения данных материалов в узлах и конструкциях автомобилей, тракторов и другой сельскохозяйственной техники, взамен традиционно применяемых бронзовых и железографитовых втулок.

9. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии изготовления втулки из ГКМ в сравнении с существующей технологией на программу 100 втулок составит 518463,2 рубля при сроке окупаемости 0,48 года.

1. Я. Механические испытания металлов при высоких температурах и кратковременном нагружении Текст. / Я.Я. Агеев, С. Я. Каратушин - М. — Энергия, 1968.-280 с.

2. Акулов, Г. Я. Аппаратура для исследования кинетики разрушения материалов при ударном нагружении Текст. / Г.Я. Акулов, А.И. Калинов, В. В. Малятин и др.//Заводская лаборатория, 1975.- № 8. С. 1019. .1020.

3. Александров, Ю.Д. Влияние некоторых параметров на чистоту поверхности при электромеханическом сглаживании Текст. / Сб. Исследование и применение процессов электромеханической обработки металлов. Т. 17. выпуск 1. Ульяновск, 1970. с. 35-40.

4. Алексеев, Г. Ф. Трение и износ фрикционных пар при наложенных вибрациях Текст. / Г.Ф. Алексеев, А. В. Чичинадзе, С. В. Борисов/ В кн.: Теория трения, износа и смазки: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. Ташкент, 1975, ч. 1. -С. 172.173.

5. Аскинази, Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электро-меха-нической обработкой Текст. 3-е изд. перераб. и дополн. М.: Машиностроение, 1989.- 197с.

6. Аскинази, Б.М. Повышение эксплуатационных свойств железографитовых втулок электромеханической обработкой Текст. / Б.М. Аскинази, С.Б. Наумчев // Тракторы и сельхозмашины, 1983,- №8.- С.35-36.

7. Бабусенко, С. М. Ремонт тракторов и автомобилей Текст. / С.М. Бабусенко. — М.: Колос, 1974. 480с.

8. Багмутов, В. П. Моделирование тепловых процессов привоздействии на материал концентрированных потоков энергии Текст. /В .П. Багмутов, И. Н. Захаров //Mechanika, Kaunas. 1999. - № 4 (19). -С. 42. .49.

9. Багмутов, В. П. Электромеханическая обработкаТекст. / В.П. Багмутов, С.Н. Паршев , Н. Г. Дудкина, Н. Н. Захаров. Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.

10. Ю.Байкалова, В. Н. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин Текст. / В.Н. Байкалова. М.: Колос, 1979. - 81с.

11. П.Балабанов, В.И. Трение, износ, смазки и самоорганизация в машинах. Пособие для автомобилистов Текст. / В.И. Балабанов, В.И. Беклемышев, ИИ. Махонин М.: Изумруд, 2004. - 191 с. - ISBN 5-98131-006-5.

12. Балтер, М. А. Упрочнение деталей машин Текст. / М.А. Балтер . 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - 184с.

13. Боуден, Ф.П. Трение и смазка твердых тел. Под. Ред. И.В. Крагельского Текст./ Д. Тейбор. М., Машиностроение, 1968. - 540 с.

14. Вамуль, Хорст. Практическая металлография. Методы изготовления образцов Текст. / Хорст Вамуль. М.: Машиностроение, 1988. - 156 с

15. Важдаев, В.П. Надежность сельскохозяйственных тракторов и пути ее повышения. Текст. / В.П. Важдаев, С.Г. Стопалов // Тракторы и сельхозмашины, № 10, 1984, С. 15-17.

16. Варнаков, В.В. Технический сервис машин сельскохозяйственного назначения. Учебник для вузов Текст. / В.В. Варнаков, В.В. Стрельцов, В.Н. Попов, В.Ф. Карпенков М.: КолосС, 2004. - 253 с. - ISBN 5-9532-0086-2.

17. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данныхТекст. / Г.В. Веденяпин/ 3-е изд. доп. и перераб. М., «КолосС», 1973. 199с.

18. Вейбулл, В. Усталостные испытания и анализ их результатов Текст. / В. Вейбулл М.: Машиностроение, 1964. - 275 с.

19. Гаркунов, Д.Н. Триботехника (износ и безызносность) Текст. /Д-Н. Гаркунов//Учебник. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МСХА, 2001. -616 с.

20. Гасик, М.М. Основы технологии анизотропных систем и функцио-нальных градиентных материалов, получаемых методами порошковой металлургии Текст. / М.М. Гайсик/ диссер. док. тех. наук, Хельсинский технологический университет, 1999

21. Гол его, Н. JI. Технологические мероприятия по борьбе с износом в машинахТекст. / H.JI. Гол его М. : Машгиз, 1961. - 193 с.

22. ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость Текст. М.: Издательство стандартов, 1980. - 32 с.

23. ГОСТ 23.224-86. Обеспечение износостойкости, изделий. Методы оценки износостойкости восстановленных деталей Текст. Издательство стандартов, 1986.-28 с.

24. Горицкий, В. М. Структура и усталостное разрушение металловТекст. / В.М. Горицкий, Терентьев В. Ф. М.: Металлургия, 1980. — 208 с.

25. Губкин, С. И. Пластическая деформация металлов Текст. / С.И. Губкин. М.: Металлургиздат, 1961. - 1098 с.

26. Губкин, С. И. Пластическая деформация металлов Текст. / С.И. Губкин. М.: Металлургиздат, 1961. - 1098 с.

27. Гузенков, П. Г. Детали машин Текст. / П.Г. Гузенков// М.: Высшая школа, 1982.-351 с.

28. Гуляев, А. П. Металловедение Текст. / А.П. Гуляев// М.: Металлургия, 1986.-541 с.

29. Гусев, С.С. Использование методов центробежного литья для получения изделий из композиционных материалов с упрочненной поверхностью Текст. / С.С. Гусев, Д.Н. Лобков, С.С. Казачков. Материаловедение, № 5, 1999, С. 50-53

30. Гусенков, А. П. Методы и средства упрочнения поверхностей деталей машин Текст. / А.П. Гусенков М.; Наука, 1992. - 405 с.

31. Гун, Г. Я. Пластическое формоизменение металлов Текст. / Г.Я. Гун, П.И. Полухин, В.П. Полухин, Б. Л. Прудковский Металлургия, 1968. - 390 с.

32. Демкин, Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей Текст. / Н.Б. Демкин М. : Наука, 1970. - 227 с.

33. Демкин, Н. Б. Качество поверхности и контакт деталей машин Текст. / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов — М.: Машиностроение, 1981. 244 с.

34. Дидманидзе, О.Н. Надежность технических систем. Учебник для вузов Текст. / О.Н. Дидманидзе, П.П. Лезин, Е.А. Лисунов; под общ. ред. Е.А. Пучина. — М.: УМЦ «Триада», 2005, 232 с. ISBN 5-9546-0025-2/

35. Дьяченко, П. Е. Площадь фактического контакта сопряженных поверхностей 1 Текст. / П.Е. Дьяченко М.: Изд-во АЛ СССР, 1963. - 95 с.

36. Дьячков, В. Б. Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения Текст. / В.Б. Дьячков, Н.Ф. Кабатов •, М. У. Носинов М.: Машиностроение, 1983. - 288 с.

37. Ерохин, М.Н. Трибологические основы повышения ресурса машин. Вопросы и ответы. Учебное пособие для вузов Текст. / М.Н. Ерохин, Д.Н. Гаркунов, В.В. Стрельцов [и др] .- М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2003.- 104 е.- ISBN 5- 86785-1206.

38. Икрамов, У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа Текст. / У.А.

39. Икрамов -М.: Машиностроение, 1987.-281 с.

40. Исследование надежности дизелей и уточнение структуры ремонтного цикла Отчет о НИР. Рук. работы к.т.н. Кривенко П.М. ГОСНИТИ Текст. /, 1981, ВНИТЦ, Инв. № 02822037.

41. Карп, А.В. Детали машин и основы конструирования. Учебное пособие для вузовТекст./ А.В. Карп, Е.И.Соболев, Н.А. Выскребенцев, С.П. Казанцев; под общей ред. М.Н. Ерохина. М.: КолосС, 2005. - 463 с.

42. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов Текст./ М.: Машиностроение, 1978.-213 с.51 .Кершенбаум, В. Я. Механотермическое формирование поверхностей тренияТекст. / В.Я. Кершенбаум. М.: Машиностроение, 1987. - 232 с.

43. Кидин, И. Н. Основы электротермической обработки Текст. / И.Н. Кидин. -М.: Металлургия, 1970. 337 с.

44. Киршин, Н. А. Исследование влияния температуры на фактическую площадь контакта и контактные деформации Текст. : Автореф. дис. канд. техн. наук. Калинин, 1975. - 23 с.

45. Когаев, В. П. Прочность и износостойкость деталей машин Текст./ В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

46. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин: Учеб. пособ. для машиностр. спец. вузовТекст. /. М.: Высш. шк., 1991. - 319 с.

47. Козырев, С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитацииТекст. / С.П. Козырев. М.: Машиностроение, 1974. - 259 с.

48. Костецкий, Б. И. Износостойкость металлов Текст./ Б.И. Костецкий. — М.: Машиностроение, 1980. 52 с.

49. Коцаньда, С. Усталостное разрушение металлов Текст. / С. Коцанда. М.: Металлургия, 1976. - 455 с.61 .Крагелъский, И. В. Трение и износ Текст. / И.В. Крагельский. — М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

50. Крагельский, И. В. Узлы трения машин Текст. / И.В. Крагельский, Н. М. Михин. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

51. Крагельский, И. В. Триботехника: Соврем, состояние и перспективы Текст. / И.В. Крагельский//Надежность и контроль качества, 1975, № 8. С. 3.9.

52. Крамер, И. Влияние среды на механические свойства металлов Текст. / И.

53. Крамер, Л. Демер// Пер. с английского. М.: Металлургия,-1964. - 87 с.

54. Кривошеев, А.Е. Влияние скорости вращения формы на затвердевание отливокТекст. / А.Е. Кривошеев, В.Е. Полищук // Литейное производство. — 1971, №8, С. 31-32

55. Кряжков, В. М. Надежность и качество сельскохозяйственной техники Текст. /В.М. Кряжков. М.: Машиностроение, 1989.

56. Кряжков, В. М. Перспективные способы и оборудование для восстановления и упрочнения деталей машин. Механизация и автоматизация производственных процессов Текст. / В.М. Кряжков, Н.М. Ожегов. Л.: ЛДНТП* 1984. - 24 с.

57. Курганова, Ю.А. Дискретно армированный композиционный материал как альтернатива традиционным антифрикционным материалам/ Т.А.Чернышова• Л.И.Кобелева./- Технология металлов, 2005, №10, с.30-34

58. Курганова, Ю.А. Применение дискретно армированного композиционного материала в узлах трения/ Т.А. Чернышова, Л.И.Кобелева./ Заготовительные производства в машиностроении, 2006, №4, с.45-47.

59. Лахтин, Ю.М. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений Текст. / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева; 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

60. Лезин, П. П. Формирование надежности машин при проектировании технологии ремонта Текст. / П.П. Лезин // Техника в сельском хозяйстве. N2, 1991.-С. 40.41.

61. Леонов, О.А. Взаимозаменяемость унифицированных соединений прии ремонте сельскохозяйственной техники Текст. / О.А. Леонов. М.: МГАУ, 2003, 167 с.

62. Лощкарев, Б.И. К вопросу об основах центробежного способа литья Текст. / Б.И. Лошкарев//Литейное производство. 1959, №6, С. 27- 32.

63. Маловечко, Г. В. Формирование регулярной структуры поверхностного слоя деталей при электромеханическом упрочнении Текст. / Г.В. Маловечко, С.Н. Паршев/Н. Г. Дудкина // Вестник машиностроения. — 1989, № 6. С. 51.53.

64. Одинцов, Л. Г. Упрочнение и отделка деталей машин поверхностным пластическим деформированиемТекст. / Л.Г. Одинцов- М.: Машиностроение. 1987.-328 с.

65. Орловский, В.А. Качество поверхностей деталей после отделочно-упрочняющей обработки Текст. //Повышение уровня технической эксплуатации сельскохозяйственной техники. Горки, 1990, с. 70-73.

66. Палехов, Ю.И. Исследование электромеханического упрочнения рабочих поверхностей, ведущих элементов автомобильных сцеплений при ихремонтеТекст. ЯО.И. Палехов. Дисс. на соиск. учен, степени к.т.н. М.: 1973.-221 с.

67. Паустовский, А.В. Исследование процесса и механизма электромеханической • обработки. Автореф. канд. дисс. Текст. /А.В. Паустовский: Киев, 1972. 23 с.

68. Патент №2171307. Композиционный материал антифрикционного назначения для работы в условиях ограниченной смазки/ Чернышева Т.А., Кобелева Л.И., Болотова Л.К., Панфилов А.В., Панфилов А.А., Каллиопин И.К., Карагодов Ю.Д. Рег.27.07.2001

69. Полухин, П. И., Горелик С. С, Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации металловТекст. / П. И. Полухин, С. С'. Горелик, В. К. Воронцов. М.: Металлургия, 1982. - 584 с.

70. Полухин. П. И., Гун Г. Я., Галкин А. М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов Текст. / П. И. Полухин, Г. Я. Гун, А. М. Галкин .- М.: Металлургия, 1976. 487 с.

71. Проскуряков, Ю.Г. Технология упрочняюще-калибрующей формообразующей обработки металлов Текст. / Ю.Г. Проскуряков, М.: Машиностроение, 1971

72. Резников, А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах Текст. / А.Н. Резников, Л.А. Резников — М.: Машиностроение, 1990. -288 с.

73. Тельнов, Н.Ф. Ремонт машин Текст. /Под ред. Тельнова Н.Ф. М.: ■ Агропромиздат, 1992. - 560 с.

74. Решетов, Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машинТекст. / Д.Н. Решетов. М.: «Высшая школа», 1974. - 206 с.

75. Розенберг, A.M. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягиванияТекст. / А.М.Розенберг, О.А. Розенберг . Киев: Наук, думка, 1990. - 330 с.

76. Рыжов, Э. В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин Текст. / Э. В. Рыжов, А, Г. Суслов, В. П. Федоров М.: Машиностроение, 1979. - 176 с.

77. Рыжов, Э. В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин Текст. /Э.В. Рыжов. Киев.: Наукова думка, 1984. - 272 с.

78. Рыжов, Э. В. Контактная жесткость деталей машин Текст. / Э.В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1966. - 193 с.

79. Рыжов, Э. В. Технологические методы повышения износостойкости. Трение и износТекст. / Э.В. Рыжов, 1980, № 1. с. 137. .149.

80. Рыжов, Э.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин Текст. /Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров, и др. — М.: Машиностроение, 1979. -176 с.

81. Рыжов, Э.В. Чистота поверхности и опорная площадь приjэлектромеханическом сглаживании. Сб. Исследование и применение процессов электромеханической обработки металлов Текст. // Э.В. Рыжов,

82. Д.Д. Поляков . -Т. 17. выпуск 1. Ульяновск, 1970. с. 28-35'

83. Рыжов, Э. В. Контактирование твердых тел при статических и динамических нагрузкахТекст. / Э. В. Рыжов, Ю. В. Колесников, А. Г. Суслов. Киев: Наук, думка, 1982, - 172 с.

84. Саньков, В.М. основы эксплуатации транспортных и технологических машин и оборудования. Учебное пособие для вузов Текст. / В.М. Саньков, В.А. Евграфов, Н.И. Юрченко. М.: КолосС^ 2001.- 254 с. ISBN 5-10-003496-3/

85. Сафронов, В.В. Повышение долговечности стальных цилиндров электромеханической обработкой. Автореф. канд. дисс. Текст. / — М.: 1984. -16 с.

86. ЮО.Смелянский. В. М. Механика упрочнения деталей поверхностным ' пластическим деформированием Текст. / В.М. Смелянский- М.: Машиностроение, 2002. 300 с.

87. Смирнов — Аляев, Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированиюТекст./- Д.: Машиностроение, 1978. 368 с.

88. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с

89. ЮЗ.Сторожев, М. В. Теория обработки металлов давлением/ М. В. Сторожев, Е. JI. Попов . — М.: Машиностроение, 1971. — 424 с

90. Сулима, А. М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей ' машин Текст. / А. М. Сулима, В. А. Шулов, Ю. Д. Ягодкин . М.:

91. Машиностроение, 1988. 240 с.

92. Суслов, А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин Текст. / А.Г. Суслов . М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

93. Юб.Тарасенко, JI. В. Специальные материалыТекст. / JI.B. Тарасенко. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.-120 с.

94. Термопрочность деталей машин / Под. ред. И. А. Биргера, Б. Ф. Шорра. М.: Машиностроение, 1975. - 455 с.

95. Технологические остаточные напряжения / Под. ред. А. В. Подзея. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

96. Ю.Ткачев, В. Н. Износ и повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машинТекст. / В.Н. Ткачев.- М.: Машиностроение, 1971.-264 с.

97. Ш.Федоров, С. К. Нагрев и давление улучшат поверхность Текст. / С. К. Федоров, JI. В. Федорова./ За рулем, № 9, 1998. - с. 175.

98. Федотов, Г.Д. Технологическое обеспечение повышения долговечности цилиндрических поверхностей автотракторных деталей электромеханической обработкой. Автореф. канд. дисс. Текст. / Саратов, 1985, 16 с.

99. ПЗ.Фукс, И.Г. Введение в трибологию Текст. / И.Г.Фукс, И.А. Буяновский. -1995.

100. Хворостухин, JI. А. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением Текст. / JI. А. Хворостухин, С. В. Шишкин, А. П. Ковалев, Р. А. Ишмаков. М.: Машиностроение, 1988. - 142 с.

101. Чернышева, Т.А. Дисперсно наполненные композиционные материалы на базе антифрикционного силумина для узлов трения скольжения Текст. /Т.А.Чернышова, Л.И.Кобелева, Т.В.Лемешева/ — Перспективные материалы, №3, 2004, с.69-75.

102. Пб.Чернышова, Т.А. Л.И.Кобелева, Л.К.Болотова. Дискретно армирование композиционные материалы с матрицами из алюминиевых сплавов и их трибологические свойства/ Л.И.Кобелева, Л.К.Болотова./ Металлы, №6, 2001, с.85-98.

103. Шаврин. О.Ю. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машинТекст. / О.Ю. Шаврин. М.: Машиностроение, 1983. -176 с.

104. Юдин, С.Б. Центробежное литье Текст. / С.Б.Юдин, Левин М.М., С.Е. Розенфельд.-М.: Машиностроение, 1972. 280 с.

105. Юдин, С.Б.О некоторых особенностях кристаллизации центробежных отливок // Литейное производство/ С.Е. Розенфельд.- 1959, № 6, с. 40-41.

106. Betlechem, W. F. Das Verhalten unterschiedlicher Werkstoffe beim Radialgewinerollen. Industrial Anzeiger, 1980, H. 102, N 70. - S. 46. .51.

107. Cao, G.H. Interface investigation of BN particle and aluminosilicate short fibre hybrid reinforced A1 12Si alloy composite Text./ Z.N.Lui, S.Q.Wu/ - Journ. of mater. Science, 37(2002), P4567 - 4571

108. Codaro, E.N. An image analysis study of pit formation on Ti 6A1 - 4V Text./ Nakazato R.Z., Horovistiz A.L., Ribeiro L.M.F., Ribeiro R.B., Hein L.R.O./ -Materials Science and Engeneering,. 2003, 341, № 1 - 2, p. 202 - 210

109. Cumberland J. Centrifugal casting techniques // The British Fuondaryman. 1963. V. 41. p. 65-84

110. Dalela. Material response at different strain-rates. — Prec Eng. 1980, 2, N 1. p. 13.16.

111. Davies, E. D. The dynamic compression testing of solids by the method of the split Hopkins press urebar / Hunter S. C. / J. Mech'. Phis. Solids, 1963, 11, N3. -p. 155.179.

112. Delfosse, D. Experimental determination of residual stresses in materials with one dimensional gradient of composition / Kunzi HU., Ilschner B. / - Acta Metal Mater. 40. 1992. 9.-P2219-2224

113. Diethard Thomas. Mit elektronischen Geraten ist das Fertigen zu uberwachen auch beim Gewinderollen. -Maschinenmarkt, 1981,"H. 87, N 19. S. 324.326.

114. Ebert, L. J. A Behavioral Model for the Fracture of Surface Hardened Components./ Krotine F. Т., Troiano A. R./ Trans. ASME, Ser. D: Journal of Basic Engineering. 1987. - p. 875.

115. W. E.Frazier, M. E. Donnellan, P. Architetto, R.Sands The status of HYMATs a new category of hybrid materials // JOM, 1991, V.43, №5

116. Functionally gradient materials: recent developments // Industr. Ceram. 13. —1993.-1.-p.35-36

117. Farrow IM., Cleave C. Wear resistant coatings // Trans. Inst. Met. Finish. 1984. -Vol. 62.pt. 2. - p. 74. 80.

118. Gasik M., Ostrik P., Popov Non oxide ceramics with nanocrystalline layers made by chemical liquid deposition // British Ceramic Trans. - 92. - 1993. - 5. - P209 -213

119. Gasik M., Sale F. Binder free silicon nitride: a self - stredthening phenomenon // Engineering Ceramics: Fabrication Science and technology. - Stoke - on - Trent (UK). - 1993. - P221 - 228

120. Gasik M., Cherrade N., Kavasaki FGM component PM meets the challenge // Matal Poweder Rep. - 1996. - 12. - P28 - 32

121. Gomes J.R., Rocha L.A., Crnkovic S.J., Silva R.F., Miranda A.S. Friction and Wear properties of functionally graded aluminum matrix composites //Materials Science Forum. 423-425. - 2003. - 91-96.

122. Hayward I. W., Johnson W. Metal forming researches the University of Manchester/Institute of Science and Technology. -Metallurgia and Metal Forming 1974, N2.

123. Herold K. Kraftberechnung beim Gewindewalzen. Fertigungstechnik und Betrieb, 1981, N 11, S. 661. .663.

124. Jutas A. Daunys M. Electromechaninio apdirbimo (EMA) jtaka plieno 45 ma-iaciklio deformavimo ciklinems charakteristikoms ir ilgaarn£iSkumui // Mechanika, Kaunas. -2000. №5 (25).-S 5. 10.

125. Johnson C. An elasto-plastic contact problem. RAIRO Anal.Numer., -1978, 12, N1.-p. 59.74.

126. Johnson C. An elasto-plastic contact problem. RAIRO Anal.Numer., -1978, 12, Nl.-p. 59.74.

127. Krapfenbauer H. Kaltwalzen eng tolerierter Verzahnungen. Werkstatt und Betrieb, 1978,N 10,-S. 657.661.

128. Kuhnel H. Wirtschaftliche Kaltumfomungmigmittels Roto-Flo Verfahren. -Techn. -Rept. Spec., 1982; N9A. -S. 56.58.145.0'Callaghan P. W., Probert S. D. Effects of static loading on surfaces parameters. -Wear, 1973, 24, N2. -p. 133.145.

129. Poyllain I. Les machines a rouler per deformation a froid: Machines a deuxmolettes circullaires. Metaux deformation, 1973, N 16. - p. 47.60; 1973, N 18. -p. 51.59; 1973, N 21. - p. 47.60; 1975, N 28. - p. 27.37.

130. Profilwalzen: Handbuch/MWM. Bad Diiben (DDR), 1970. 131 S.

131. Trumpold H., Schadlich S. Messung und Dimensionierung des Profils von Gewindewalzwerkzeugen. Feingeratetechnik, 1980, H2. - S. 57.59.

132. Nai S., Gupta M., Lim C. Synthesis and wear of A1 based, free standing functionally gradient materials: effect of different reinforcement // Material Science and Technology. 2004. - 20. - 57-67.

133. Ringer S.P., Koziak R.P. Easterling K.E. Liquid film simulation of Zener grain boundary pinning by second phase paticles // Material science and technology. -№3. V.7. - 1991. - P. 193-200

134. Nothcott L., Dickin V. The influence of centfygical casting upon the structure and properties og metal / J. Inst. Metals, 1944. V. 7. p. 301 323

135. Sisaki M., Hirai T. Fabrication and properties of functionally gradient materials // J. Ceram. Soc. Jap/ 99. - 1991. - p.970 - 980

136. Yan Yuo wei, Fu Zheng - yi, Yuan Run - zhang, J. Wuhan In - situ synthesis and characteristics of TiC - Fe cement graded composite coating on a steel substrate // Thechnol. Material. Science Education. 2003, 18, № 4, p. 14 - 17

137. Chipless» Cold-Forming: Bulletin MRF-71R/MichiganRoto-Flo, 1971. -6 p.

138. Uppal A. H., Probert S. D. Deformation of single and multipleasperities on metal surfaces. Wear, 1972, 20, N 3. - p. 381. .400.

139. Tech Monitiring. Technology Profile. Metal/Intermetallic matrix composites. Technology analyst: Nancy I. Giaston Festa, -1999

140. R.Rodrigices-castro, M.H.Kelestemur Processing and microstructural characterization of functionally gradient A1 A1 359/SiCp composite // Journ. of mater. Science, 37(2002), PI813 1821

141. S.Wilson, A.T.Alpas Termal effects on mild wear transitions in dry sliding of an aluminum alloy // Wear 225 229 (1999), 440 - 449

142. Mingwu Bai, Qunji Xue, Huifang Guo Reciprocal sliding wear of SiC particle -reinforced A1 Cu aluminium matrix composites against stainless steel, high speed tool steel and ceramics, II wear mechanisms // Wear 194 (1996), 126 - 136

143. Subhayu Sen, Doru M.Stefanescu Melting and casting processes for high -temperature intermetallics // JOM, 1991, V.43, №5

144. P.Rohatgi, R. Asthana The solidification of metal matrix particulate composites // JOM, 1991, V.43, №5

145. A.Ruys, D.Sun Functionally graded material and their production method / http://www.azom.com/1640.Kolednik Functionally graded materials / http://www.oeaw.ac.at/esi/

146. S.Torii, S.Tanaka, T.Yano, Y.Watanabe Fiber transport phenomenon in functionally graded material by a centrifugal solid particle method // Proceedings of PSFVIP - 4, June 3-5, 2003, Chamonix, France

147. P.Rohatgi Cast Aluminum matrix composites for automotive applications // 1991, V.43, №4

148. Urena A., Escalera M.D., Gil L. Oxidation barriers on SiC particles for use in aluminium matrix composites manufactured by casting route: Mechanisms of interfacial protection // Journal of material science. 2002. - 37. - P.4633-4643

149. Velhinho A.; Sequeira P.D., Femandes F.B. Al/SiCp functionally graded metal-matrix composites produced by centrifugal casting: effect of particle grain size on reiforcement distribution // Materials Science Forum. 423-425. - 2003. - 257 -262.

150. V.Kevorkijan Functionally graded aluminium matrix composites // American Ceramic Society Bulletin, 2003, V. 82, № 2

151. V.Kevorkijan Engineering of wear resistant surfaces on aluminium based friction components // American Ceramic Society Bulletin, 2002, V. 81, № 11

152. Y.Watanabe, S.Oike Formaton mechanism of graded composition in A1 Al2Cu functionally graded materials fabricated by a centrifugal in situ method // Acta Materialia, April 2005, V. 53,1. 6, P1631 - 1641

153. Y.Watanabe, A.Kawamoto, K.Matsuda Particle size distributions in functionally graded materials fabricated by the centrifugal solid particle method // Composites Science and Technology, May 2002, V. 62,1. 6, P881 - 888

154. Y.Watanabe, H. Eryu, K.Matsuura Evaluation of three dimensional orientation of Al3Ti platelet in A1 - based functionally graded materials fabricated by a centrifugal casting method // Acta Materialia, March 2001, V. 49,1. 5, P775 - 783I