автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Влияние характеристик порошковых материалов и деталей на прочность прессовых соединений

003488263

На правах рукописи

Г

Дебеева Светлана Александровна

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДЕТАЛЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

05.16.06 - «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ДЕК 2009

Новочеркасск - 2009

003488263

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Бабец Николай Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Люлько Валерий Григорьевич

кандидат технических наук, главный технолог ОАО «Росграфит» Яицкий Дмитрий Леонидович

Ведущая организация: Карачаево-Черкесская государственная

техническая академия, г. Черкесск

Защита состоится 24 декабря 2009г. на заседании диссертационного совета Д 212.304.09 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» в 107 ауд. главного корпуса по адресу:

346428, Ростовская область, г.Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Автореферат разослан «¿¿» ноября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

к.т.н., доцент '^сш-Ь Устименко В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение объема производства порошковых конструкционных материалов для комбинированных изделий типа «компактная деталь — порошковая деталь» требует более полного изучения изменения их свойств и структуры в зависимости от технологических параметров в процессе получения прессовых соединений.

В отличие от компактных в процессе получения сопряжения порошковые стали подвергаются не только упругим, но и квазипластическим деформациям. Для обеспечения прочности соединения «компактная деталь - порошковая деталь» необходимо задавать оптимальные значения натяшв конкретно для каждого типоразмера изделий, используемых для обеспечения неподвижного соединения наружной поверхности втулки с обоймой (запрессовка) или внутренней (втулка на валу) с достаточной прочностью.

Проблема разрушения пористых деталей при формировании прессового соединения, а также недостаточная его прочность, может бьггь довольно успешно решена при разработке надежных методов прочностных расчетов, позволяющих заранее определить зарождение трещин в теле порошковой детали, описывать процессы их развития, причины, влияющие на их возникновение с учетом технологических и эксплуатационных характеристик.

Таким образом, изучение напряженно-деформированного состояния прессовых соединений пористых деталей с компактными, в зависимости от способа сборки и геометрических параметров при формировании натяга, даст возможность получить эффективные пути повышения прочности данного вида соединений.

Настоящая работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой кафедры материаловедения и технологии материалов Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) № 1.8.05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов. Фундаментальное исследование» (20052009 гг.).

Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение качества и надежности прессового соединения деталей из порошковых материалов различных типоразмеров с компактными на основе использования современных методов исследования и моделирования процесса сборки узлов прессовых соединений.

Для реализации данной цели поставлены следующие основные задачи:

1. Установить закономерности влияния пористости, величины натяга, химического состава, а также условий сборки на прочность соединения «компактный вал - порошковая втулка» с учетом различной толщины стенки.

2. Выявить экспериментальные зависимости напряженно-деформированного состояния прессовых соединений «компактная деталь - по-

рошковая деталь» в зависимости от масштабного фактора и разносопротивляе-мости растяжению и сжатию пористого тела.

3. Определить особенности распределения напряжений и пористости по толщине стенки втулки в зависимости от натяга и химического состава с использованием современных методов компьютерного моделирования.

4. Разработать технологические рекомендации по практическому применению материалов различного химического состава и пористости, используемых в сопряжениях «компактная деталь - порошковая деталь» с учетом относительного натяга.

Научная новизна.

1. Выявлена переходная зона от сжимающих напряжений к растягивающим по сечению втулки. В отличие от ранее проводимого качественного описания вида действующих внутренних напряжений установлено, что переходная зона смещается вглубь сечения при увеличении толщины стенки пористой втулки, величины натяга и пористости, сопровождающихся увеличением уплотненного слоя, что приводит к росту упругих деформаций и повышению прочности соединения.

2. Определено влияние технологических факторов на формирование и качество прессовых соединений «компактный вал — втулка из порошкового материала». В отличие от ранее выполненных работ установлено, что:

- увеличение количества связанного углерода приводит, благодаря увеличению прочности материала на основе железного порошка, к возрастанию прочности соединения в целом. Наличие несвязанного углерода приводит к уменьшению контактного трения и, следовательно, прочности соединения;

- увеличение относительной величины натяга N/S приводит к сужению зоны пластических деформаций втулки, локализующейся вблизи поверхности вала, росту ее плотности, увеличению контактных напряжений и прочности соединения;

- увеличение пористости приводит к возрастанию растягивающих напряжений, ослаблению металлического каркаса, что вызывает разуплотнение поверхностных слоев и дальнейший разрыв втулки.

3. Разработана математическая модель, описывающая влияние натяга и толщины стенки втулки в прессовых соединениях «компактная деталь - порошковая деталь», отличающаяся тем, что в модели учтена пористость порошковой детали.

Практическая ценность. На основе полученных результатов исследования напряженно-деформированного состояния пористого материала предложена номограмма определения качества соединения компактных деталей с пористыми в зависимости от толщины стенки пористой детали.

Разработаны рекомендации по назначению натягов при сборке ступиц колес и роторов датчиков ABC автомобиля «КамАЗ» пяти наименований.

Личный вклад автора. Все основные результаты, приведенные в диссертационной работе, получены лично соискателем. Достоверность результатов

подтверждается использованием современных аттестованных методик исследования и оборудования, а также большого количества экспериментальных образцов, применением статистических методов обработки данных и результатами промышленного внедрения.

Апробация работы. Работа выполнялась в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) на кафедрах « Основы конструирования машин» и «Материаловедение и технология материалов». Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-й международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия» (Минск, Беларусь, 2006 г.); на международной научно-технической конференции «Эффективные технологические процессы в металлургии, машиностроении и станкоинструментальной промышленности» (Ростов-на-Дону, 2007 г.); на ежегодных научно-технических конференциях ЮРГЩНПИ) (2004-2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ (1 статья в ведущем рецензируемом научном журнале, включенном в перечень ВАК РФ, одна статья без соавторов).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав с выводами, изложена на 157 страницах, включая 58 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 131 наименования и приложения на б страницах.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы диссертации, отражены ее актуальность, основные направления и практическое значение, определены цель и задачи исследований.

В первой главе на основе обзора литературных источников рассмотрены различные виды получения прессовых соединений пористых материалов с учетом трения, износостойкости, а также влияния нагрева при сборке в сравнении с компактными. Для достижения требуемой прочности и эксплуатационной надежности прессового соединения необходимо обеспечить, прежде всего, достаточный уровень радиальных упругих деформаций. Неравномерность степени деформации компактного материала зависит от величины контактного трения, формы и соотношений размеров объекта деформации, формы и размера инструмента в зоне деформации. Ранее АЛ. Артамоновым, Д.АБогословской, БА. Наумчевым было показано, что при использовании в сборке порошковых материалов необходимо учитывать наличие пористости, которая при прочих равных условиях оказывает первостепенное влияние на величину допусков при назначении посадки с натягом сопрягаемых порошковых и компактных деталей.

Деформация пористых тел имеет существенные отличия в сравнении с компактными. Это обусловлено, прежде всего, наличием исходной и изменяющейся в процессе деформации пористости заготовки (Ю.Г. Дорофеев, АЛ. Кра-

совский, В.Д. Кальнер, E.B. Перельман, Г.Г. Сердюк, М.Б. Штерн и др.). Уплотнение происходит не только за счет деформации самих частиц, но и за счет их перемещения в поры, что приводит к изменению объема деформируемого тела.

Прочность прессовых сопряжений зависит от величины натяга, состояния материала сопрягаемых деталей, метода осуществления прессовых посадок, геометрических параметров (толщины стенки и длины охватывающей детали), величины шероховатости сопрягаемых материалов, погрешности форм деталей.. Появление напряжений упругого сжатия на поверхности детали (втулки), противолежащей к их контактной поверхности, приводит к повышению нагрузочной способности пористого порошкового материала, поскольку, он весьма чувствителен к схеме и характеру действующих нагрузок.

Анализ литературных данных показал, что перспективы использования деталей различных типоразмеров, получаемых методами порошковой металлургии в процессе образования прессовых соединений с компактными, требуют более полного изучения изменения их свойств и структуры. Также, в литературе отсутствуют данные о величине объемных изменений пористых деталей и рекомендации по выбору допусков для порошковых деталей с учетом масштабного фактора, обеспечивающие необходимую прочность соединения с компактными.

Вторая глава представляет характеристики используемых материалов, описание технологического и исследовательского оборудования, методики проведения экспериментов.

В качестве основных материалов для исследуемых образцов использовали железный порошок марки ПЖВ 3.160.26 (ГОСТ 9849-86), графит карандашный ПС-3 (ГОСТ 17022-81), стеарат цинка марки С (ТУ 6-09-17-316-96). Технология изготовления образцов втулок с наружным диаметром 48 мм, высотой 15 мм и внутренними диаметрами - 24; 28; 32; 36; 40; 44 мм включала двустороннее статическое холодное прессование (СХП) в стальных пресс-формах на гидравлическом прессе ПГ-125 и спекание в печи в среде диссоциированного аммиака при температуре 1150 °С, время спекания - 2,0 ч. Компактные валы и обоймы изготавливались из стали 20 X (ГОСТ 4543-71 ) (закалка + средний отпуск, HRC 40.-. .45). Угол заходного конуса вала составлял 8°. Эксперименты включали на-прессовку и запрессовку спеченных образцов на компактные валы и в обоймы с различной пористостью и величиной натяга N0 = 0,2...0,8 мм с последующей распрессовкой. Для исследования остаточных напряжений (ОН) применялся механический метод исследования ОН в напряженных кольцевых объектах, предложенный H.H. Давиденковым. Модуль упругости кольцевых порошковых объектов исследовали путем возбуждения изгибных колебаний и определения резонансной частоты. Оценка напряжений проводилась на портативном рентгеновском дифрактометре серии ДРП «РИКОР»*. Для расчета периода решетки, проводилась съемка образцов на дифрактометре ДРОН-3 в Со-Ка излучении. Снятие слоев материала осуществлялось с помощью электролитического травления. Содержание углерода в исследуемых образцах определяли с помощью

*-Метод разработан кафедрой пластического деформирования сталей и сплавов МИСиС

газоанализатора ГОУ-1. Металлографические исследования проводили на микроскопе «ЫеорЬо1-21». Микротвердость материала измеряли на микротвердомере ПМТ-3.

В третьей главе представлены результаты исследований оценки качества соединения порошковой втулки различной толщины с компактными деталями. Известно, что прочность соединения с натягом обеспечивается упругими напряжениями, возникающими при прессовых посадках. Изменение пористости по сечению детали и механических свойств металлической матрицы материала приводит к изменению ее упругих характеристик. Качество прессового сопряжения при этом оценивается коэффициентом прочности соединения Л- „п(зп)= Рр/Рщ/Рзц)- Усилия напрессовки (запрессовки) Р,,„(Рзн) и распрессовки Ррп возрастают по мере увеличения содержания углерода, увеличения толщины и натяга, уменьшения пористости. Максимальное усилие Рк„ = 64 кН наблюдается у втулок, напрессованных на компактный вал с натягом 0,8 мм, толщиной стенки 5= 12 мм и содержанием углерода 0,6 %.

При всех натягах и толщинах стенки втулки с увеличением пористости от 10 % до 25 %, усилия напрессовки Р„„ и коэффициент прочности соединения Кт, уменьшаются, за исключением втулок с толщиной стенки 5 = 2 мм которые при П = 25 % и N0 > 0,4 мм разрушаются. Увеличение натяга приводит к росту тангенциальных составляющих усилия напрессовки. Величины напряжений, возникающих под их действием, определяются с ростом пористости увеличивающейся степенью деформации. Она приводит к упрочнению материала, причем чем выше содержание углерода С, тем упрочнение больше. При достижении критических значений напряжений (сг > а*) втулки малой толщины разрушаются. Зависимости Кт =/(Д;; 5; О, имеют сложный характер с наличием экстремальных значений Кип(рисЛ).

Рисунок 1 - Зависимости коэффициента прессового соединения Кт от натяга, толщины стенки и содержания углерода при налрессовке, /7=10 %

Минимальное значение Кт наблюдается при N = 0,2 мм, 51 = 2-4 мм, С = 0%, независимо от пористости втулок, и максимальное в интервале Ы= 0,60,8 мм; 5= 8-12 мм, С= 0,6 %.

По результатам трехфакторных экспериментов, оценивающих влияние натяга, толщины стенки, содержания углерода и пористости на прочность соединения, влияние пористости признано статистически не значимым. Коэффициент прессового соединения в зависимости от толщины стенки 5 и натяга N описывается математической моделью

Кт =0,773+ 0,125^+0,0055 . (1)

Коэффициент прессового соединения в зависимости от содержания углерода С и натяга N описывается математической моделью

Кт = 0.9075 + 0.025ЛГ- 0.001С . (2)

Из уравнений регрессии видно, что основное влияние на качество прессового соединения оказывает натяг. Это объясняется тем, что величина натяга в большей степени определяет объем уплотненного слоя, прилегающего к приконтактной зоне, что приводит к росту упругих деформаций, обеспечивающих прочность соединения.

Характер изменения размеров при запрессовке пористых втулок в стальные обоймы отличается. В отличие от напрессовки, внутренняя поверхность втулки в данном случае является неконтактной. При запрессовке порошковой пористой втулки в стальную обойму наблюдается уменьшение внутреннего диаметра, которое составляет 25-54 % и 4-10 % с толщинами стенки до и свыше 6мм, соответственно. Из этого следует, что усилия запрессовки расходуются, главным образом, на общую деформацию объема всей втулки, что приводит к недостаточному уплотнению поверхностного слоя образца и ослаблению прочности сопряжения его с обоймой. В большей мере это касается тонкостенных образцов. Прочность соединения при малых натягах (0,2-0,4 мм) для толстостенных порошковых втулок с пористостью 10-15 % выше {Кт = 0,70), чем у более пористых образцов (Кт = 0,60). Оценка изменения размеров втулок и расчет пластических и упругих деформаций показали, что и при напрессовке и при запрессовке с увеличением натяга деформации, как по наружному, так и по внутреннему диаметру возрастают. Отмеченные закономерности связаны, естественно, с наличием пористости в порошковом материале.

При напрессовке с уменьшением толщины стенки втулки пластические деформации по наружному - еРт и по внутреннему - диаметрам увеличиваются при одинаковом значении пористости и при всех значениях натяга. Использование втулок большого диаметра при малых толщинах стенок характеризуется неоднородной деформацией между центральными и периферийными объемами пористого материала. В центре кольцевого сечения пластическая деформация меньше, а на участках, близким к кромкам - больше. У толстостенных образцов (8 = 8-12 мм) пластические деформации по наружному диаметру очень малы по сравнению с деформациями, полученными на внутренних поверхно-

стях втулки. Перемещаясь от внутреннего диаметра к наружному, пластические деформации постепенно рассеиваются и толщины образца достаточно для того, чтобы погасить процесс деформирования, не затрагивая внешних объемов образца, свободных от напрессовки. По результатам экспериментов построены математические модели, описывающие влияние факторов варьирования на пластические и упругие деформации.

При запрессовке характер распределения пластических деформаций в зависимости от натяга аналогичен напрессовке и имеет практически прямолинейную зависимость, увеличение деформации прямо пропорционально натягу.

Величины упругих а, следовательно, и пластических деформаций при одинаковом химическом составе и постоянной пористости определяется объемом уплотненного материала, участвующего в общей деформации, который зависит от размеров сопрягаемых порошковых изделий, т.е. от масштабного фактора. В качестве масштабного фактора использовали величину относительного натягаN/S, где //-натяг, мм; S— толщина стенки втулки, мм.

Результаты экспериментов показали, что увеличение N/S (рис.2) приводит к уменьшению доли упругой деформации е^е^ц в общей деформации, причем наиболее интенсивное изменение происходит при пористости 10 % (рис.3).

d , d \-пр> £ оби/

yu'J£ одщ

6)

N/S

Рисунок 2- Зависимость е^Собщ от N/S и содержания углерода С; а - напрессовка, б - запрессовка, /7=10%

При более высокой пористости изменяется еще и характер деформации. Пластическое деформирование и уплотнение пористого материала в объеме, ограниченном величиной натяга, осуществляется путем перемещения его в поры. Увеличение натяга способствует смещению слоя уплотненного материала до минимальной пористости (17=3-5% ) на большую глубину, последовательно вызывая при этом пластическую деформацию прилегающих объемов. Пластиче-

екая деформация распространяется до тех пор, пока ее действие не гасится порами. При разной толщине втулки глубина распространения отличается.

Как и следовало ожидать, с увеличением относительного натяга величина Еуп^Ефщ уменьшается более интенсивно при увеличении содержания углерода от 0,1 до 0,6 % за счет увеличения в структуре стали перлита в фер-ритно-перлитной матрице. Величина уплотненного слоя S при натяге 0,2 мм меньше, чем при натяге 0,8 мм. Так, для втулки с толщиной стенки S = 6мм, после напрессовки на компактный вал с натягом 0,2 мм N/S составляет 2,2%, а для этого же вида втулки, напрессовываемой с натягом 0,8 мм N/S = 7%. С ростом толщины стенки S уменьшается и для втулки 5= 12 мм составляет 1,5% и 3,0%, соответственно. При напрессовке с уменьшением толщины стенки наблюдается увеличение толщины уплотненного слоя, что приводит к разрыву и появлению макротрещин на образцах, особенно при возрастании натяга и пористости. По-видимому, напряжения во втулке достигают критических значений, при этом сжимающие изменяют свой знак и переходят в растягивающие, что в дальнейшем, при достижении критических значений способствует разуплотнению и развитию внутренних трещин.

В четвертой главе описаны результаты исследований напряженно-деформированного состояния порошковых деталей полученных после их напрессовки и запрессовки. Напряжения I рода при получении неразъемного соединения «компактная деталь - порошковая деталь» образуются в результате нормальных и касательных сил, возникающих в зоне деформирования. По результатам изменения диаметров образцов после разрезки и снятия слоев были построены деформационные кривые, с помощью которых можно предварительно судить о знаке остаточных напряжений. При разрезке втулок, напрессованных на стальной вал, на начальном этапе разгружения наблюдается уменьшение значений диаметров, а затем их плавное увеличение.

В результате уплотнения поверхностного слоя пористых втулок были получены более высокие значения остаточных напряжений, чем у исходных образцов, сжимающие по контактной поверхности и растягивающие в среднем се' чении (рис.4). С увеличением толщины стенки втулки, сжимающие напряжения по деформируемой поверхности возрастают. Для образцов с толщиной 10 и 12мм характер распределения остаточных напряжений практически не изменяется по сравнению с ненагруженными образцами. Наблюдается также увеличение сжимающих напряжений у деформируемой поверхности от -150 МПа (натяг

Рисунок 3- Зависимость е^Еобщ от N/S и пористости Я

0,2 мм) до -213 МПа (натяг 0,8 мм), переходящих в растягивающие на глубине

450-600 мкм. У образцов с толщиной стенки 6 мм сжимающие напряжения меньше (-50МПа), они переходят в растягивающие на глубине 250 мкм и имеют значения ПОМПа при натягах 0,8мм.

Увеличение глубины залегания остаточных напряжений с ростом пористости связано с тем, что материалы с большей пористостью обладают повышенной податливостью к объемным изменениям и, следовательно, к более значительному уплотнению и упрочнению. Сопоставление результатов рентгенографического анализа показало, что величины напряжений I рода, полученные по результатам экспериментов с разрезкой образцов и снятием слоев механическим способом, по знаку и величине практически совпадают. При на-прессовке порошковых втулок на компактный вал образуются сжимающие напряжения I рода, которые распространяются на глубину от 200 до 600 мкм в зависимости от натяга, исходной пористости и толщины стенки образца.

Переходная зона напряжений от сжимающих к растягивающим, при на-прессовке порошковой втулки на стальной вал с одинаковым натягом, меняется в зависимости от толщины стенки втулки и ее исходной пористости (рис.5). С уменьшением толщины стенки переходная зона смещается ближе к контактной поверхности втулки от 0,55 до 0,25 мм при пористости 10 % и от 0,7 до 0,31 мм при пористости 25 %. У толстостенных втулок (S = 12 мм) глубина залегания остаточных сжимающих напряжений при напрессовке с натягом 0,8 мм наибольшая —0,6 мм, как и значения напряжений по деформируемой поверхности (320 МПа при П= 10 % и -260 МПа при Я = 25 %).

В результате изучения влияния натяга на степень упрочнения материала установлено, что деформирование пористого материала при данном виде получения соединения, вызывает появление в поверхностных слоях микронапряжений. С увеличением натяга и толщины стенки интерференционная ширина В возрастает по всей поверхности деформирования. Сравнение линии (110), полученной у образцов, напрессованных с натягом 0,2 мм, с шириной такой же линии у образцов, напрессованных с натягом 0,8 мм, показало, что при больших натягах происходит сильное, а при малых - лишь слабое искажение кристаллической решетки.

Остаточные напряжения <Г|,мм

Рисунок 4 - Распределение остаточных

напряжений а по глубине сечения втулки полученной после на-прессовки на вал с натягом ЛИ),8 мм, Л=10 %

(толщина стенки 5: 1-4 мм; 2-6 мм; 3-8мм; 4-10 мм; 5-12 мм)

Рисунок 5 - Распределение остаточных напряжений щ по глубине сечения втулки. Переходная зона от сжимающих к растягивающим (П ™ а- 10 %, б- 25 %)

Уширение линий происходит за счет повышения степени деформации, расходуемой на уплотнение и деформацию материала, а также неравномерности распределения деформации по сечению порошковых втулок. Наибольшая ширина линии и величина искажения кристаллической решетки при напрессовке втулки с натягом 0,2 мм наблюдается в поверхностных слоях (¡5 = 100-200 мкм), а при напрессовке с натягом 0,8 мм на глубине 200-350 мкм.

Результаты исследований показывают, что остаточные напряжения II рода (с%) при напрессовке могут изменяться в зависимости от натяга для материала с пористостью 10 % от 214 МПа, при толщине стенки 4 мм, до 305 МПа при толщине стенки 12 мм. Значения микронапряжений уменьшаются при удалении от деформированной поверхности, за исключением образца толщиной 4 мм, напрессованного на стальной вал с натягом 0,8 мм. С увеличением пористости до 25-30 % характер распределения микронапряжений несколько изменяется. Наибольшее значение микронапряжений наблюдается непосредственно на деформируемой поверхности образцов, уменьшаясь на глубине 350-400 мкм до минимальных значений. С уменьшением толщины стенки втулки, значения микронапряжений несколько увеличиваются на свободной от деформации стороне. £ГП изменяются при разных натягах для материалов с пористостью 10-25 % от 240 до 280 МПа для толщины стенки втулки 6 мм и от 270 до 310 МПа для толщины стенки 12 мм.

Полученные данные подтверждаются характером распределения плотности по глубине сечения образца. Исходное состояние материала характеризуется относительно равномерным распределением плотности, а после напрессовки даже с натягом 0,2 мм поверхностный слой, хотя и незначительно, уплотнен по глубине сечения.

С увеличением натяга плотность повышается, и уплотнение затрагивает более глубокие слои материала. С уменьшением толщины стенки образца уплотнение занимает больший относительный объем материала. Так как упруго искаженные микрообласти при приложении нагрузки становятся концентраторами напряжений и могут стать зародышами трещин, то при достаточно больших внешних и внутренних напряжениях эти зародыши развиваются в трещины и способствуют дальнейшему разрушению. Это особенно проявляется на тонкостенных образцах.

При детальном рассмотрении микрошлифов было установлено, что после напрессовки порошковых втулок с минимальным содержанием углерода на компактный вал с натягами 0,2 мм, число и величина пор уменьшается, они достаточно равномерно распределены по всей поверхности микрошлифа. При увеличении натяга до 0,8 мм вдоль уплотненной поверхности (<$ ~ 80 мкм) количество пор заметно уменьшается, приближая микроструктуру к беспористой. Поры принимают вытянутую форму и увеличиваются в размерах в направлении течения материала при деформации. Микроструктура представляет собой феррит, зерна которого в результате неоднородной деформации имеют криволинейные линии скольжения. Под действием внешних нагрузок, возрастающих с увеличением натяга зерна феррита, обладающие высокой пластичностью, интенсивно деформируются. Их утонение и вытягивание происходит в направлении действия нагрузок. Такая переориентировка зерен феррита совпадает с образованием текстуры, ориентированной в том же направлении. С уменьшением пористости наблюдается более интенсивная деформация зерен в поверхностных слоях. На образцах с исходной пористостью 25 % уже при натягах 0,4 мм в материале порошковых втулок, особенно тонкостенных (< 4 мм), наблюдается разуплотнение. Большие деформирующие нагрузки создают шелушение и микротрещины на деформируемой поверхности, ориентированные в поперечном направлении относительно оси сопрягаемого вала в процессе напрессовки.

Исходная микротвердость материала составляет 950-1050 МПа. По мере приближения к поверхности деформирования мнкротвердость непрерывно повышается и на некоторой глубине (до 100 мкм) достигает максимального значения (в 2 раза выше исходной). Интенсивность роста микротвердости повышается с увеличением натяга и толщины стенки втулки. После напрессовки, на свободной от деформирования поверхности, значения микротвердости ниже исходных, причем с уменьшением толщины стенки эти значения уменьшаются интенсивнее и захватывают большие объемы материала. По результатам исследования микротвердости можно определить качественный характер изменения остаточных напряжений на поверхности изделия. Известно, что растягивающие напряжения снижают, а сжимающие - увеличивают твердость материала. Изучение распределения микротвердости по сечению втулки подтвердило выводы о знаке остаточных напряжений, о толщине уплотненного слоя 8, а также о появлении разуплотнения по свободной от контакта поверхности при увеличении исходной пористости до 25%.

В пятой главе на основе численного моделирования напряженно-деформированного состояния процесса напрессовки и обобщения результатов исследований даны практические рекомендации по обеспечению надежности соединения «компактная деталь - порошковая деталь» на примере ряда однотипных прессовых соединений «ступица колеса - порошковый ротор» грузового автомобиля.

Для анализа напряженно-деформированного состояния порошковых толстостенных и тонкостенных роторов в момент напрессовки их на ступицу было проведено численное моделирование процесса методом конечных

элементов с помощью программного

от.МПа

а)

от,МПа

]Г50?0*®<> +10

-350 4

0 2 4 6 8 10 123,мм 0 2 4 6 8 10 125,мм

0],МПа

Ш,МП:

комплекса ЛЫБУБ. Задача прочности решена с учетом упруго-пластичных свойств и гипотезы малосжимаемости материала (свойства материала задавались диаграммой а - е). Такое допущение основано на том, что после напрессовки спеченных втулок с исходной пористостью < 10% и их последующей распрессовке общее изменение объема деформированного пористого материала незначительно и составляет в среднем 0,8-1,0%. Установлена неравномерность распределения напряжений по толщине соединения, вызванная неоднородностью контактных давлений. Наибольших значений напряжения а1 тах достигают на начальном этапе внедрения вала во втулку в месте заходного конуса. Определена повышенная концентрация напряжений по поверхности контакта пористых образцов и их рассеивание в направлениях свободных от напрессовки (рис.6,а). С увеличением натяга очаг деформирования расширяется, распространяясь вглубь сечения.

Напряжения в тонкостенных изделиях при натягах более 0,4 мм имеют критические значения, превышающие предел прочности материала, что приводит к образованию трещин и дальнейшему их разрушению и разупрочнению (рис.6,б). Зона пластических деформаций представляет кольцевую область, отстоящую на 0,1-0,2^ от внутреннего диаметра.

б)

Рисунок 6 - Экспериментальные эпюры остаточных напряжений щ и поля напряжений, полученные путем моделирования, для толстостенных (а) и тонкостенных (б) роторов, после их напрессовки с натягом //=0,8 мм

По результатам компьютерного моделирования составлено уравнение регрессии, описывающее влияние варьируемых факторов (5-толщина стенки пористой втулки; натяг) на сжимающие остаточные напряжения, возникающие в пористом материале при получении прессового соединения:

о"^ =70,93-18,155-195,67ЛГ+1,5Я.

(3)

Используя уравнение (3), проведено сравнение значений, полученных экспериментально и моделированием (рис.7). Данные, полученные экспериментальным методом, не превышают значений, полученных моделированием при аналогичных условиях. Модель позволила получить значения сжимающих напряжений, при превышении которых прочность соединения уменьшается.

,МПа

-206 -240 -280

-модель

10 12 Р

Л,мм —эксперимент

СТ.

1

Рисунок 7 - Зависимость

от толщины стенки втулки 5 при натяге мм, по-

лученные моделированием и экспериментальным путем

По результатам проведенных исследований и на основе анализа типов соединений «ступица колеса - порошковый ротор» автомобиля «КамАЗ», проведена корректировка величины оптимального натяга для сопрягаемых деталей с учетом условий эксплуатации. Предложены параметры, обеспечивающие прочность соединений 5 типоразмеров роторов, изготавливаемых методом ПМ. Данная корректировка обеспечила требуемые эксплуатационные характеристики прессового соединения «ступица колеса - порошковый ротор» и позволила сократить количество бракованных сборочных узлов. Экономический эффект от предложенной корректировки составил 5,1млн.руб. в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Прочность соединения «компактная деталь - порошковая деталь»-возрастает с увеличением содержания углерода С, уменьшении пористости и увеличении толщины стенки 5 сопрягаемой порошковой детали. Посадка при этом обеспечивается смятием неровностей с последующим уплотнением поверхностных слоев материала сопрягаемых поверхностей, сопровождающегося пластической деформацией. Это связано с ростом упругих деформаций в результате действия сжимающих напряжений на контактируем ой поверхности.

2. Показано, что величина действующих напряжений возрастает с увеличением натяга, толщины стенки образца и пористости. Переходная зона сжимающих напряжений к растягивающим смещается вглубь сечения пористой втулки при увеличении ее толщины и возрастании исходной пористости, сопро-

вождаясь увеличением объема уплотненного слоя, что приводит к росту упругих деформаций и повышению прочности соединения.

3. Установлены зависимости степени пластической и упругой деформации от пористости напрессовываемых втулок, величины натяга, материала и толщины стенки образца. Увеличение натяга и уменьшение толщины стенки втулки приводит к росту пластических деформаций по наружному £т и по внутреннему £т диаметрам, при всех значениях пористости и содержании углерода в материале. Впервые выявлено влияние долей пластической и упругой деформации на качество соединения при различных технологических параметрах пористого материала

4. Выявлено, что сжимающие напряжения I рода, возникающие при напрессовке порошковых втулок на компактный вал, определяемые обычно количественным рентгеновским анализом, определяются разрезкой образцов и снятием слоев. Их величина и распределение с достаточной достоверностью описывает характер напряженно-деформированного состояния пористой втулки.

5. Посредством моделирования, основанном на конечно-элементном анализе процесса напрессовки пористой втулки на компактный вал определены градиенты остаточных напряжений, возникающих в пористой втулке и вале при образовании сопряжения с натягом. С уменьшением толщины стенки втулки напряжения в теле возрастают, занимая весь его объем и не распространяясь при этом на стальной вал, в отличие от напрессовки компактной втулки на стальной вал, где напряжения распространяются в равном объеме по телу втулки и по телу вала. Расчетные и экспериментальные данные по распределению напряжений совпадают.

6. Определено влияние технологических факторов на формирование и качество прессовых соединений «компактный вал - втулка из порошкового материала». Выявлено, что увеличение количества связанного углерода приводит, благодаря увеличению прочности материала на основе железного порошка, возрастанию прочности соединения в целом; увеличение относительной величины натяга приводит к сужению зоны пластических деформаций втулки, локализующейся вблизи поверхности вала, росту ее плотности, увеличению контактных напряжений и прочности соединения.

7. Разработаны практические рекомендации обеспечивающие прочность прессовых соединений «ступица колеса - порошковый ротор» автомобиля «КамАЗ». Экономический эффект составил 5,1 млн.руб. в год.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Дебеева СЛ. Влияние остаточных напряжений на надежность прессового соединения деталей из порошкового и компактного материалов // Известия ВУЗов. Черная металлургия - Москва. МИСИС - 2008. - № 8- С. 26-30

2. Дорофеев Ю.Г., Дебеева С.А, Бабец A.B.. Влияние масштабного фактора на прочность неразъемных соединений «порошковая деталь - компактная сталь»// Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия: материалы 7-й Межцунар. науч.-техн. конф., г.Минск, 16-17 мая 2006г. /Институт порошковой металлургии БГНПК ПМ. Минск, Беларусь, 2006. - С. 55-56

3. Дорофеев Ю.Г., Дебеева С.А, Бабец A.B., Болконская Д.А. Прочность неразъемных соединений «порошковая деталь - компактная сталь» //Порошковая металлургия: респ. межведомств, сб. науч. тр. /Нац. акад. наук Беларуси; Белорус. Гос. Науч.-произв. Концерн порошковой металлургии; Гос. науч. Учреждение «Ин-т порошковой металлургии». - Минск, Беларусь, 2006. -Вып.29.- С. 129-132

4. Дорофеев ЮГ., Бабец Н.В., Дебеева С.А. О влиянии тонкой структуры порошковых материалов на свойства прессового соединения // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2007. - Спец. вып. - С. 21-25.

5. Дорофеев Ю.Г., Ганшин A.B., Бабец A.B., Дебеева С.А., Вслжин Д.Б. Разработка и внедрение порошковых и композиционных материалов и изделий из них // Эффективные технологические процессы в металлургии, машиностроении и станкоинструментапьной промышленности: материалы Между-нар. науч.-техн. конф.- Ростов-на-Дону, 2007. - С. 109-111.

6. Бабец Н.В., Сычев А.Г., Дебеева С.А., Полоян К.В. Исследование характера распределения остаточных напряжений в порошковых втулках при получении неразъемного соединения с компактной сталью// Студенческая научная весна 2007: сб. науч. тр. асп. и студ. ЮРГТУ(НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. - С. 94

7. Бабец A.B., Дебеева С.А., Волжин Д.Б., Яковенко A.C. Особенности напряженно-деформированного состояния прессовых соединений с использованием деталей из порошковых материалов// Изв. вуз. Сев.-Кав. регион. Техн. науки. - 2009. - № 4 - С. 80-82

В работах, написанных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: проектирование и изготовление оснастки для проведения экспериментальных исследований; проведение экспериментов по напрессовке и запрессовке порошковых втулок на компактные валы и обоймы; статистическая обработка и анализ полученных данных, формулирование научных выводов, разработка практических рекомендаций по применению оптимальных натягов для обеспечения прочности соединения; составление алгоритмов для применения компьютерного моделирования процесса напрессовки порошковой втулки на стальной вал.

Дебеева Светлана Александровна

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДЕТАЛЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Подписано в печать 20.11.2009 г. Формат 60x90 1/16.Уч. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №47-8619. Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)

Центр оперативной полиграфии ЮРГТУ (НПИ) 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, тел. 255-305

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 НЕРАЗЪЕМНЫЕ ПРЕССОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Характеристики материалов необходимые для обеспечения

1.1.1 прочности прессовых соединений.И

Виды сборки и прочность неразъемных прессовых соедине

1.1.2 ний.

Способы холодного пластического деформирования спеченных пористых материалов.

1.2 НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ПРИ ОСЕВОЙ СБОРКЕ.

Природа упругих искажений в кристаллической решет

1.2.1 ке.

Особенности деформированного состояния пористых порош

1.2.2 ковыхтел.

Влияние пористости на деформационные характеристики

1.2.3 порошковых материалов.

Влияние пластической деформации на характеристики меха

1.2.4 нических и физических свойств пористого материала.

1.3 УПРОЧНЕНИЕ МЕТАЛЛА ПОВЕРХНОСТНОГО

СЛОЯ.

Развитие машиностроительной промышленности предусматривает постоянное совершенствование технологии производства и внедрение наиболее эффективных металлов и сплавов с улучшенными свойствами, позволяющими резко повысить долговечность машин и механизмов. В решении этих вопросов немалая роль отводится порошковым пористым материалам. Для увеличения объема применения данных материалов, необходимо совершенствование технологий порошковой металлургии (ПМ) и повышение качества изделий.

Актуальность темы. Увеличение объема производства порошковых конструкционных материалов для комбинированных изделий типа «компактная деталь - порошковая деталь» требует более полного изучения изменения их свойств и структуры в зависимости от технологических параметров в процессе получения прессовых соединений.

В отличие от компактных в процессе получения сопряжения порошковые стали подвергаются не только упругим, но и квазипластическим деформациям. Для обеспечения прочности соединения «компактная деталь - порошковая деталь» необходимо задавать оптимальные значения натягов конкретно для каждого типоразмера изделий, используемых для обеспечения неподвижного соединения наружной поверхности втулки с обоймой (запрессовка) или внутренней (втулка на валу) с достаточной прочностью.

Проблема разрушения пористых деталей при формировании прессового соединения, а также недостаточная его прочность, может быть довольно успешно решена при разработке надежных методов прочностных расчетов, позволяющих заранее определить зарождение трещин в теле порошковой детали, описывать процессы их развития, причины, влияющие на их возникновение с учетом технологических и эксплуатационных характеристик.

Таким образом, изучение напряженно-деформированного состояния прессовых соединений пористых деталей с компактными, в зависимости от способа сборки и геометрических параметров при формировании натяга, даст возможность получить эффективные пути повышения прочности данного вида соединений.

Работа выполнена на кафедрах «Основы конструирования машин» и «Материаловедение и технология материалов» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) в соответствии с госбюджетной темой кафедры материаловедения и технологии материалов Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) № 1.8.05 «Разработка теоретических основ формирования перспективных функциональных материалов. Фундаментальное исследование» (2005-2009 гг.).

Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение качества и надежности прессового соединения деталей из порошковых материалов различных типоразмеров с компактными на основе использования современных методов исследования и моделирования процесса сборки узлов прессовых соединений.

Для реализации данной цели поставлены следующие основные задачи:

1. Установить закономерности влияния пористости, величины натяга, химического состава, а также условий сборки на прочность соединения «стальной вал — порошковая втулка» с учетом различной толщины стенки.

2. Выявить экспериментальные зависимости напряженно-деформированного состояния прессовых соединений «компактная деталь - порошковая деталь» в зависимости от масштабного фактора и разносопротивляемости растяжению и сжатию пористого тела.

3. Определить особенности распределения напряжений и пористости по толщине стенки втулки в зависимости от натяга и химического состава с использованием современных методов компьютерного моделирования.

4. Разработать технологические рекомендации по практическому применению материалов различного химического состава и пористости, используемых в сопряжениях «компактная деталь — порошковая деталь» с учетом относительного натяга.

Методы и предмет исследования. В качестве основной задачи ставилось изучение процессов происходящих в пористом материале при получении сопряжения «порошковая деталь-компактная деталь» с учетом различных габаритов изделия. Задача выполнялась применительно к пористым материалам на основе железа. Были выбраны методики для выполнения экспериментальных исследований по изучению влияния указанных параметров на прочность прессового соединения, теоретические обоснования напряженно-деформированного состояния пористого порошкового материала, а также численное моделирование процесса получения неразъемного соединения.

При проведении аналитического обзора научно-технической литературы использовались всемирная компьютерная сеть Интернет (сайты http:www.fips.ru;http://w\vw.solid.nsc.m\eng\books;http:www.Kluweronline.com/ issn/1068-1302 Powder metallurgy & metal ceramics; http://www.ansys.msk.ru; http://cae.ustu.ru/cont/soft/ansys.htm).

Обработка экспериментальных данных проводилась в системе STA-TISTIKA путем построения 3D моделей на ПЭВМ. В работе использован математический аппарат теории малых упруго-пластических деформаций и теории прочности с применением метода конечных элементов программного пакета ANSYS 9. Для обработки изображений применялись программы Adobe Photoshop 9.0, Visio 2000.

Научная новизна.

1. Выявлена переходная зона от сжимающих напряжений к растягивающим по сечению втулки. В отличие от ранее проводимого качественного описания вида действующих внутренних напряжений установлено, что переходная зона смещается вглубь сечения при увеличении толщины стенки пористой втулки, величины натяга и пористости, сопровождающихся увеличением уплотненного слоя, что приводит к росту упругих деформаций и повышению прочности соединения.

2. Определено влияние технологических факторов на формирование и качество прессовых соединений «компактный вал - втулка из порошкового материала». В отличие от ранее выполненных работ установлено, что:

- увеличение количества связанного углерода приводит, благодаря увеличению прочности материала на основе железного порошка, к возрастанию прочности соединения в целом. Наличие несвязанного углерода приводит к уменьшению контактного трения и, следовательно, прочности соединения обеспечивающейся относительным натягом;

- увеличение относительной величины натяга N/S приводит к сужению зоны пластических деформаций втулки, локализующейся вблизи поверхности вала, росту ее плотности, увеличению контактных напряжений и прочности соединения;

- увеличение пористости приводит к возрастанию растягивающих напряжений, ослаблению металлического каркаса, что вызывает разуплотнение поверхностных слоев и дальнейший разрыв втулки.

3. Разработана математическая модель, описывающая влияние натяга и толщины стенки втулки в прессовых соединениях «компактная деталь - порошковая деталь», отличающаяся тем, что в модели учтена пористость порошковой детали.

Практическая ценность. На основе полученных результатов исследования напряженно-деформированного состояния пористого материала предложена номограмма определения качества соединения компактных деталей с пористыми в зависимости от толщины стенки пористой детали. Разработаны рекомендации по назначению натягов при сборке ступиц колес и роторов датчиков ABC автомобиля «КамАЗ» пяти наименований.

Личный вклад автора. Все основные результаты, приведенные в диссертационной работе, получены лично соискателем. Достоверность результатов подтверждается использованием современных аттестованных методик исследования и- оборудования, а также большого количества экспериментальных образцов, применением статистических методов обработки данных и результатами промышленного внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-й международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия» (Минск, Беларусь, 2006 г.); на международной научно-технической конференции «Эффективные технологические процессы в металлургии, машиностроении и станкоинструментальной промышленности» (Ростов-на-Дону, 2007 г.); на ежегодных научно-технических конференциях ЮРГЩНПИ) (2004-2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ (1 статья в ведущем рецензионном научном журнале, включенном в перечень ВАК РФ, одна статья без соавторов).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав с выводами, изложена на 157 страницах, включая 58 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 131 наименования и приложения на 6 страницах.

5.5 ВЫВОДЫ

1. Показано, что напряжения в тонкостенных втулках уже при натягах 0,3-0,4мм имеют критические значения, превышающие предел прочности материала, что приводит к образованию трещин и дальнейшему разрыву втулки. Зона пластических деформаций представляет кольцевую область, отстоящую на 0,1-0,2 ё от внутреннего диаметра втулки.

2. Посредством моделирования, основанном на конечно-элементном анализе процесса напрессовки пористой втулки на компактный вал определены градиенты остаточных напряжений, возникающих в пористой втулке и вале при образовании сопряжения с натягом. С уменьшением толщины стенки втулки напряжения в теле возрастают, занимая весь его объем и не распространяясь при этом на стальной вал, в отличие от напрессовки компактной втулки на стальной вал, где напряжения распространяются в равном объеме по телу втулки и по телу вала. Расчетные и экспериментальные данные по распределению напряжений совпадают.

4. Разработаны практические рекомендации, обеспечивающие прочность прессовых соединений «ступица колеса - порошковый ротор» автомобиля «КамАЗ». Экономический эффект составил 5,1 млн.руб. в год.

137

1. Богословская Д.А. Теоретические основы формирования прессовых соединений из порошковых и компактных деталей и факторы, обеспечивающие их требуемое качество: Автореф. дисс. канд. техн. наук. ЮРГТУ(НПИ), 2004. - 18 с.

2. Гречищев Е.С., Ильяшенко A.A. Соединения с натягом. -М.Машиностроение, 1981.- 247 с.

3. Берникер Е.И. Посадки с натягом в машиностроении: Справочное пособие. — М.: Машиностроение, — 1966. -368 с.

4. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, -1986. -352с.

5. Балацкий Л.Т. Прочность прессовых соединений. К.: Техника, 1988.- 151 с.

6. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. —482 с.

7. Мягков В.Д. Допуски и посадки. Л.: Машиностроение, 1978. - 545 с.

8. Головатый А.Д, Проскуряков С.И. Технологическая обработка и прочность соединений с натягом. // Вестник машиностроения. -1972. -№ 4. С.31-33.

9. Ю.Бабец H.B. Проектирование и расчет соединений деталей машин: Учеб.пособие Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - 108с.

10. П.Саверина М.А. Детали машин. Расчет и конструирование. М.: Машгиз, 1951.-325 с.

11. Иванов М.Н. Детали машин. М.:Высш. Шк., 2000. - 383 с.

12. Кун Г.Я. Теоретические основы обработки металла давлением. М.: Металлургия, 1980. - 456 с.

13. Степаненко A.B., Исаевич JI.A., Харлан В.Е. Обработка давлением порошковых сред. — Мн.: Наука и техника, 1993. -167с.

14. Жердин А.Г., Подрезов Ю.Н., Фирстов С.А., Штыка Л.Г. Влияние пористости на микропластическую деформацию в порошковых материалах на основе железа. // Порошковая металлургия. 1989. -№7. - С. 79-84.

15. Бубнов В.А. Повышение точности и несущей способности базовых деталей химических машин и аппаратов методами пластического деформирования: Автореф. дис. доктора тех. наук. Уфа, 1989. - 47 с.

16. Гасанов Б.Г. Некоторые особенности пластической деформации пористых заготовок. // Исследования в области горячегопрессования в порошковой металлургии. Новочеркасск: НПИ, 1988 С.84-92.

17. Артамонов А .Я. Исследование процесса калибрования пористых подшипников. // Порошковая металлургия. — 1962. №3. - С. 69-79.

18. Артамонов А.Я. Влияние условий обработки на физико-механическое состояние металлокерамических материалов. -Наукова думка. Киев, 1965г. 263с.

19. Сердюк Г.Г. Поверхностное упрочнение изделий из металлических порошков обработкой давлением. // Порошковая металлургия. -1993,- №7.- С. 31-38.

20. Поляков В.В., Алексеев А.Н. Зависимость внутреннего трения и упругих характеристик порошкового железа от пористости. // Порошковая металлургия. 1994.- №3/4.- С. 91-92.

21. Кальнер В.Д. Влияние холодной пластической деформации на механические свойства спеченного железа. Металловедение. -1984.-№7.-С. 44-47.

22. Вязников Н.Ф., Ермаков С.С. Применение изделий порошковой металлургии в промышленности. М. Л.: Машгиз, 1960. - 74 с.

23. И.Д.Радомысельский. Пресс-формы для порошковых материалов. -Техника. Киев,1970. -172с.

24. Францевич И.Н. Порошковая металлургия. М.: Знание, 1958. -57с.'

25. Григорьев А.К., Рудской А.И. О влиянии пористости на упругие характеристики спеченных материалов // Порошковая металлургия и композиционные материалы: Материалы краткосрочного семинара. Л.:ЛДНТП. -1985. С. 17-20.

26. Кальнер В.Д., Бейлин Б.И., Шуберт Я.В. Влияние холодной пластической деформации на механические свойства спеченного железа.// Металловедение и термическая обработка металлов. -1984. №7. - С.44-47.

27. Анциферов В.Н., Бабушкин A.B., Соколкин Ю.В., Шацов A.A., Чекалкин A.A. Особенности деформирования порошковых материалов при циклическом нагружении. // Порошковая металлургия. 2001.- №11/12.-С. 35-39.

28. Наумчев Б.А. Уплотнение пористых заготовок при осадке и калибровке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1986. - 92 с.

29. Бобрович Г.А. Исследование процесса уплотнения металлических порошков методами продольно-поперечного прессования. Автореф. дис. канд. тех. наук. Минск, 1976. -20с.

30. Красниченко Л.В., Крешик B.C. О прочности сопряжений металлокерамических железографитовых подшипников. В сб.: Применение новых материалов в сельском хозяйстве. Ростов-Дон, 1969. -с. 35-40 (РИСХМ).

31. Проскуряков Ю.Г. Дорнование отверстий. М.: Машгиз, 1961. -192с. !

32. Сайко И.Б. Исследование процесса дорнования отверстий металлокерамических втулок. // В сб.: Технология производства сельскохозяйственной машины. Ростов-Дон, -1968. с 74-79 (РИСХМ).

33. Баглюк Г.А. Моделирование процесса осадки пористого кольца в штампе с учетом контактного трения// Порошковая металлургия. -1994. -№1/2.- С.15-19.

34. Сорокина Л.А., Толстова A.C. Повышение износостойкости спеченных порошковых материалов. -Тезисы докладов 2003/2-ДИТУД г. Димитров-2003.

35. Б.А.Войнов. Износостойкие сплавы и покрытия -М.Машиностроение, 1980.-120с.

36. Успенский Я.В., Мошков А.Д. Применение некоторых видов металлокерамических втулок в сельскохозяйственных машинах. // Сб. НИИТМ Порошковая металлургия. -1965-Вып.1.

37. Мошков А. Д. Пористые антифрикционные материалы. —М.: Машиностроение, 1968г.-207с.

38. Маталин A.A. Технологические методы повышения долговечности машин. -М.Машиностроение, 1968г. -285с.

39. Новиков И.И. Дефекты кристаллической решетки металлов. — М.Металлургия, 1968г.-188с.

40. Вишняков Я.Д. Дефекты упаковки в кристаллической структуре. -М.Металлургия, 1970.-215с.

41. Полухин П.И., Воронцов В.К., КудринА.Б. и др. Деформации и напряжения при обработке металлов давлением. М.Металлургия, 1974.-336с.

42. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977.-423 с.

43. Федорченко И.М., Пугина Л.И., Филатова H.A. и др. Структура металлокерамических материалов на основе железа. М.: Металлургия, 1968. - 48 с.

44. Бейгельзимер Я.Е., Гетманский А.П. Модель развития пластической деформации пористых тел в приближении теории протекания. // Порошковая металлургия. 1988. - №10. - С. 17-20.

45. Балынин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. М.: Металлургия, 1972. - 336с.

46. Пагшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. -150 с.

47. Григорьев А.К., Рудской А.И. Деформация и уплотнение порошковых материалов. -М.: Металлургия, 1992 192 с.

48. Проскуряков Ю.Г. Технология упочняюще-калибрующей и формообразующей обработки металла. М., 1971. -208 с.

49. Сергеенко С.Н. Поперечное динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок, структура и свойства полученныхматериалов: Автореф. дис. канд. тех. наук. Новочеркасск, 1983. -16 с.

50. Поляков В.В., Алексеев А.Н. Зависимость внутреннего трения и упругих характеристик порошкового железа от пористости. // Порошковая металлургия. 1994. - №3/4. - С. 91-92.

51. Пластическая деформация и обработка металлов давлением. Под ред. Свереденко В.П. Мн.: Наука и техника, 1969. - 320 с.

52. Кун Х.А. Технология получения штамповых изделий //Порошковая металлургия материалов специального назначения. -М.Металлургия, 1977. -С.143-158.

53. Балыпин М.Ю., Кипарисов С.С. Основы порошковой металлургии. -М. Металлургия, 1978.- 189с.

54. Griffits T.S., Davies R., Basset M.B. Analytical study of effects of pore geometry on tensite strength of porous materials. // Powder Metallurgy. -1981.22.-№3.-P.l 19-124.

55. Шуров А.Ф., Хуторянская Д.Г. К вопросу о прочности хрупкого пористого тела. // Прикладные проблемы прочности и пластичности,-1979. №3. - С. 53-61.

56. Баньковский О.И., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П., Щербань Н.И. Геометрическое и зернограничное разупрочнение пористого железа. // Порошковая металлургия. 1988. - №6. — С.94-100.

57. Драчинский А.С., Кущевский А.Е., Подрезов Ю.Н. Влияние пористости на трещиностойкость порошкового железа. // Порошковая металлургия. 1982. - №12. - С.80-84.

58. Волынова Т.Ф. Особенности разрушения и состояния границ в порошковых материалах. // Порошковая металлургия. — 1989. №5. — С.66-71.

59. Желтонога JI.A., Габриелов И.П. Особенности роста трещин в спеченных материалах. Порошковая металлургия. -1979г. - №10 -с.80-85.

60. Наумчев Б.А. Уплотнение пористых заготовок при осадке и калибровке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1986. - 92 с.

61. Дорофеев Ю.Г. Динамическое горячее прессование порошковых заготовок. М.: Металлургия, 1977. - 216 с.

62. Красовский А .Я. Некоторые закономерности деформирования и разрушения пористых металлокерамических материалов на основе железа. Сообщение 1. // Порошковая металлургия. -1964. №4. -С.1-10.

63. Красовский А.Я. Некоторые закономерности деформирования и разрушения пористых металлокерамических материалов на основе железа. Сообщение 2. // Порошковая металлургия. -1964. №5. -С.9-15.

64. Мартынова И.Ф., Скороход В.В., Солонин С.М. Физико-механические свойства объемно- деформированного спеченного пористого никеля. Сообщение 3. Механические свойства.// Порошковая металлургия. -1975. — №11. С.72-76.

65. Lund J.A. Yielding in sintered iron and iron-phosphorus compacts. // International Jornal of Powder Metallurgy and Powder Technolodgy. -1984. -№2. -P.141-148.

66. Артамонов А.Я., Козаченко M.B., Юрченко Д.З. Изменение свойств пористых материалов при деформировании. // Порошковая металлургия. -1967. №8. -С.80-84.

67. Мартынова И.Ф., Скороход В.В. Уплотнение пористого металла при объемном пластическом деформировании в отсутствии деформационного упрочнения. // Порошковая металлургия. -1976. -№5. С.14-17.

68. Кальнер В.Д., Горюшина М.Н., Шуберт Я.В. Деформационное упрочнение спеченного железа при холодной пластической деформации. // Металловедение и термическая обработка металлов. — 1980. — №9. С.34-36.

69. Кальнер В.Д., Бейлин Б.И., Шуберт Я.В. О деформационном упрочнении спеченного железа при прямом выдавливании. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1983.-№5. — С.153-156.

70. Федорченко И.М., Францевич И.Н., Радомысельский И.Д., • Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник. Киев:Наукова думка, 1985.-624с.

71. Дмитриев A.M. Холодное прессование деталей из железных порошков // Кузнечно-штамповое производство. -1985. -№4. -С. 1719.

72. Богатин Д.Е. Производство металлокерамических деталей. -М. Металлургия, 1968. -128с.

73. Мошков А.Д. ,Гладков Б.Т., Портягин Ю.В. Использование пластичности пористых спеченных материалов для формования сложных сечений готового спеченного изделия // Конструкционные материалы. Киев. -1978. -С99-100.

74. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978.- 182 с.

75. Малеванный А.И. Исследование поверхностного упрочнения пластическим деформированием изделий, полученных из металлических порошков динамическим горячим прессованием: Автореф. канд. тех. Наук. Новочеркасск, 1972. - 175 с.

76. Бубнов В.А. Повышение точности и несущей способности базовых деталей химических машин и аппаратов методами пластического деформирования: Автореф. дис. доктора тех. наук. Уфа, 1989. - 47 с.

77. Dr.Andrej Salak, Dr. Marcela Selecká*, Ing. Milan Sládecek. Surface Densification of Variouse PM Steel Parts.// Euro PM 2005. PM Applications. № 4.-P.85.

78. Данилов П. А., Глейберг А.З., Балкин В .Г. Горячая прокатка и прессование труб. — М.: Металлургия, 1972. — 576 с.

79. Дорофеев Ю.Г., Скориков Е.А., Гасанов Б.Г. Рекристаллизация порошкового низкоуглеродистого железа, полученного методом ДТП// Порошковая металлургия. -1975. -№4- С.71-74.

80. Francis Hanejko, Arthur Rawlings. Surface Densified P/M Steel -Comparison with Wrought Steel Grades.// Euro PM 2005. PM Applications. P.509.

81. Francis Hanejko, Arthur Rawlings, Richard Slattery. Surface Densification Approach to High density Gears. .// Euro PM 2005. PM Applications. P.500.

82. Senad Dizdar, Linnea Forden, David Andersson. Surface Densified P/M Gears Made of Chromium Alloy Powder Reach Automotive Quality.// Euro PM 2005. PM Applications.- P.503.

83. D.Bassan, M. Asti, M:F. Pidria, P.Zingale. . A new simulation, metodology for PM surface densification process.// Euro PM 2004.Tools for improving PM.

84. Sven Bengtsson, Didier Caudebec, Frank Wattenberg, Massimo Asti. Application Requirements and Material Selection of Surface Densified P/M Gears for Automotive Gearboxes.// Euro PM 2004.Tools for improving PM.

85. Anders Flodin, Linnea Forden. Root and Contact Stress Calculations in Surface Densified PM Gears.// Euro PM 2005.Sintered steels.2-5 October 2005.

86. Давиденков H.H. Измерение остаточных напряжений в трубах // Журнал технической физики. -1931. -Т.1.Вып.1. -С.5-17.

87. Блиновский В.А. Исследование превращений, особенностей структуры и остаточных напряжений при закалке и отпуске железоуглеродистых сплавов в магнитном поле: Автореф. дис. канд. тех. наук. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1978. — 19 с.

88. Русин П.И., Шапкин В.М., Пустовойт В.Н., Блиновский В.А. К методике определения остаточных тангенциальных напряжений в деталях кольцевой формы// Заводская лаборатория. -1975. -Т.41-№6-С.733-735.

89. Пустовойт В.Н., Блиновский В.А. О методе исследования напряженного макросостояния после термомагнитной обработки // Известия СКНЦ ВШ. Технические науки. -1975. -№3. -С68-70.

90. Бабичев М.А. Методы определения внутренних напряжений в деталях машин. М.:Издательство АН СССР, 1955. - 139с.

91. Биргер И.А. Остаточные напряженеия. -М.:Машгиз, 1963. -232с.

92. Вишняков Я. Д., Пискарев В. Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах. -М.:Металлургия. -1989. -254с.

93. Вишняков Я.Д. Современные методы исследования структуры деформированных кристаллов. М.Металлургия, 1975. -480с.

94. Вишняков Я.Д., Симеонов СЛ. Структура металлов и сплавов.

95. МИСиС. Сб.№59),-М.Металлургия, 1970.-с.67-81.

96. Лютцау A.B. и др.//Заводская лаборатория. 1993. -№12. -С.38-41.

97. Петросян Г.Л. О теории пластичности пористых тел.// Изв. Вузов. Машиностроение-1977. -№5-С. 10-13.

98. Петросян Г.Л., Нерсесян Г.Г., Аветян С.С. Исследование напряженно-деформированного состояния осесимметричной осадки пористых материалов методом конечных элементов.// Изв. АН АрмССР .Механика-1980. -№1.- С.65-76.

99. Ю7.Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. -Т. 1 .М. :Наука, 1960. -380с.108.3енкевич О. Метод конечных элементов в технике.- М.: Мир, 1975. -541 с.

100. Ю9.Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы.- М.: Мир, 1984.-428 с.

101. Сердюк Г.Г., Михайлов O.B. Математическое моделирование пластического деформирования порошковых материалов при наличии свободной поверхности// Порошковая металлургия. -1986. —№4.- С. 1823.

102. Садовская О.В., Садовский В.М. Математической моделирование в задачах механики сыпучих сред.- М.: Физматлит, 2008.-368 с.

103. Глаговский Б.А. Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. М.Машиностроение. - 1977. -208 с.

104. Пб.Дуровкин В.Р. Определение модуля упругости на кольцевых объектах.// Заводская лаборатория. -1969. —№ З-С.218-219. 1 П.Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981.—184 с.

105. Дебеева С.А. Влияние остаточных напряжений на надежность прессового соединения деталей из порошкового и компактного материалов Известия ВУЗов. Черная металлургия - МИСИС. Москва, 2008.-№8. - С. 26-30.

106. Дорофеев Ю.Г., Бабец A.B., Дебеева С.А. О влиянии тонкой структуры порошковых материалов на свойства прессового соединения//

107. Известия СКНЦ ВШ. Технические науки. Специальный выпуск -2007-С. 21-25.

108. Бабец A.B., Дебеева С.А., Волжин Д.Б., Яковенко A.C. Особенности напряженно-деформированного состояния прессовых соединений с использованием деталей из порошковых материалов// Известия СКНЦ ВШ. Технические науки. -2009.- №4.-С. 80-82.

109. Курилов П.Г., Рыбаулин В.М. Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа. М.: Металлургия, 1992. - 128 с.

110. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. JI.: Машиностроение, 1990. -320 с.

111. Протасов A.B. Повышение качества крупногабаритных соединений с гарантированным натягом при ремонте газовых компрессоров: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Иркутский государственный технический университет, 2006. - 15 с.

112. Блох Л.С. Практическая номография. — М.: «Высшая школа»-1971.-328 с.

113. Замятин В.К. Технология и оснащение сборочного производства машиноприборостроения. -М.: Машиностроение, 1995.-608 с.

114. Перельман В.Е. Формование порошковых материалов- М.: Металлургия, 1979.-232 с.

115. A novel powder manufacturing process// Powder met. Inf. 1993. - 25 № 4. - P. 181.