автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Выбор и исследование материалов с заданными свойствами для производства литой биметаллической пресс-оснастки

На правах рукош и

Сагиров Марсель Мансурович

ВЫБОР И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТОЙ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРЕСС-ОСНАСТКИ

Специальность 05.02.01 - "Материаловедение" (машиностроение)

.. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 НОЯ 2009

Набережные Челны - 2009

003484916

Работа выполнена на кафедре «Машины и технология литейного производства» в ГОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Колесников Михаил Семенович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гаврилов Геннадий Николаевич кандидат технических наук Панов Алексей Генадьевич

Ведущая организация: ОАО «КАМАЗ-Металлургия»

(г. Набережные Челны).

Защита состоится «4» декабря 2009 года в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.309.01 при Камской государственной инженерно-экономической академии по адресу: 423810, Татарстан, г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/19, тел. (8552)39-66-29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Камской государственной инженерно-экономической академии.

Автореферат разослан «3» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного со

Доктор технических наук, профессор

Л.А. Симонова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный уровень развития машиностроения охватывает внедрение в производство высокотехнологичных процессов получения заготовок, приближающихся по размерам и форме к готовым деталям. Акту-ачьность проблемы постоянно возрастает в связи с ростом объемов пресс-оснастки и требованиями к точности изделий. Но высокая стоимость и низкая стойкость пресс-оснастки ограничивают масштаб их внедрения в производство.

Повышение эксплуатационных свойств пресс-оснастки связано не только с развитием автомобильной, приборостроительной, ракетной, авиационной, но и другими сферами промышленности. При решении рассматриваемого вопроса дополнительную сложность создаёт дороговизна материалов и дефицит вольфрама - одного из основных легирующих компонентов теплостойких инструментальных сталей. Поэтому разработка экономно легированных сплавов, рациональных технологий изготовления и упрочнения пресс-оснастки являются актуальными и требуют незамедлительного решения.

Несмотря на многочисленные исследования в этой области, удовлетворительного решения рассматриваемая проблема не имеет из-за разнообразных и часто взаимосвязанных факторов, оказывающих комплексное влияние на работоспособность пресс-оснастки.

Решение вышеуказанной проблемы осуществляется за счёт создания новых экономно-легированных сталей, совершенствования технологий их выплавки, ковки; термической обработки, а также применения различных способов упрочнения готовых изделий. Другое направление - разработка новых литейных материатов и способов производства литой пресс-оснастки, несмотря на его перспективность, реализуется слабо.

Весьма актуальной является задача решения этой проблемы применительно к материалам и технологическим процессам производства литых биметаллических штампов.

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является выбор и исследование материалов с заданными свойствами для производства литой биметаллической пресс-оснастки.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: 1. Исследовать причины разрушения (износа) штампов «Автофордж» в натурных условиях и выбраны критерии оценки работоспособности материалов;

2. Выполнить экспериментальную оценку температурного нагружения и аналитический расчет напряжений в штампах «Автофордж»;

3. Выполнить сравнительные испытания ТМУ традиционно применяемых литых и кованых сталей мартенситного класса и новой аустенито-карбидной стали 20X15Н18ТЗФМЮБР в литом состоянии;

4. Изучить влияние режимов технологических воздействий при литье (скорость охлаждения при кристаллизации, модифицирование супердисперсными карбидами титана), а также режимов дисперсионного твердения на структуру и твердость стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР.

5. Разработать новый процесс получения литых биметаллических штампов системы сталь 20Х15Н18ТЗФМЮБР - алюминиевый сплав АЛ-2;

6. Изучить распределение элементов в диффузионном переходном слое в системе рабочий слой из стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР - опорный слой из сплава АЛ-2;

7. Предложить режим азотирования биметаллических штампов, обеспечивающих процесс дисперсионного твердения в стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и создание на гравюре азотированного слоя высокой твердости и износостойкости.

8. Оцененить экономическую эффективность технологических процессов получения высокоработоспособных литых биметаллических штампов «Автофордж».

Объект исследования В качестве объекта исследования выбраны штампы для твёрдо-жидкой штамповки установки "Автофордж" как наиболее быстро изнашивающиеся из-за работы в условиях особо интенсивного циклического температурно-силового нагружения (ЦТСН) и взаимодействия с твёрдо-жидкими прессуемыми материалами.

Предмет исследования

Предметом исследования является работоспособность штампов, определяемая количеством циклов температурно-силового нагружения до образования трещины критической величины, влияния условий охлаждения на твердость рабочей поверхности, а также распределение легирующих элементов в переходном слое биметаллических штампов.

Методы исследования

В работе применен метод статистического анализа, термомеханической усталости металлов, а также металлографические методы, химико-спектрального анализа и линейно-угловых измерений.

Научная новизна работы

1. Установлена закономерность в развитии трещин в штампах на основе экспериментально-аналитических методов и металлографического анализа с измерением микротвердости, позволяющая выбирать материапы с заданными свойствами для производства литой биметаллической пресс-оснастки.

2. Предложен новый способ получения биметалла сталь - алюминий по патенту РФ №2290277 для штампов, отличающийся тем, что он обеспечивает высокую термостойкость, а также позволяет сократить расход дорогостоящих легирующих компонентов.

3. Установлена закономерность распределения легирующих элементов в переходном слое биметаллических штампов, полученных из теплостойкой дисперсионно твердеющей стали и литейного алюминиевого сплава, заключающейся в образовании диффузионной прослойки разной толщины, характерной для литейной сварки и обеспечивающей надежное сцепление рабочего и опорного слоя.

Практическая значимость.

1. По итогам сравнительных испытаний работоспособности кованых инструментальных сталей мартенситного класса и литой дисперсионно твердеющей стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР определены области их рационального использования при изготовлении ШТЖШ.

2. Разработан новый способ по патенту РФ №2290277 и технология изготовления литых биметаллических штампов из дисперсионно твердеющей стали и литейного сплава АЛ-2, позволяющий экономить дефицитные высоколегированные стали, повысить работоспособность литых штампов.

3. Исследование и опробование высокотеплопроводного алюминиевого сплава для опорного слоя показали снижение градиента температурного воздействия на гравюру штампа, позволили исключить применение в конструкции штампа системы каналов для охлаждения, а также дали возможность раздельно утилизировать металлы.

Достоверность результатов. Обоснованность и достоверность приводимых в работе выводов и заключений подтверждается актом опытно-промышленного испытания, а также проведенными автором многочисленными экспериментами с привлечением современных методов исследований и использованием высокоточного оборудования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались в международной студенческой школе-семинаре «Новые информационные технологии» (Крым, г. Судак, 2001), на межвузовской научно-практической конференции, посвященной 25-летию КамПИ «Вузовская наука - России» (Набережные Челны, 2005). В результате выполнения работы было предложено новое решение, подтвержденное патентом РФ №2290277,2006.

Публикации. Материал диссертации опубликован в 9 научных трудах. Из них 1 патент, 1 монография, 7 статей, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы. Материал изложен на 120 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 9 таблиц и библиографию в количестве 85 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена общая характеристика работы, обоснована её актуальность, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе сделан анализ литературных данных по проблеме получения высокостойкой пресс-оснастки для процесса твёрдо-жидкой штамповки бронз и латуней. Теоретическим и практическим аспектам реновации пресс-оснастки посвящены труды В.А. Виллса , Ж. Робертса , Б.Ф. Трахтенберга , А.И. Иванова, В.Г. Асташова, Ю.А. Геллера и других ученных.

Изучены особенности нагружения штампов во время работы, включающие тепловое, силовое и физико-химическое воздействие. В работе отмечается, что заготовка подаётся в штамп в твердожидком состоянии (для бронз ОЦС в интервале 940 - 980 °С) при силе прессования 200 тс. Максимальная температура при этом на рабочей поверхности штампов достигает 680 °С, а удельное давление заготовки на гравюру инструмента составляет порядка 400 МПа.

Изучены материалы, применяемые для изготовления штампов, сформулированы основные требования, предъявляемые к этим материалам. А именно: повышенные характеристики по пределам прочности, текучести, ударной вязкости при нормальных и высоких температурах; высокие теплостойкость, разгаростой-кость и износостойкость; низкая активность взаимодействия с расплавами; малый коэффициент температурного расширения, высокая теплопроводность; удовлетворительная технологичность при механической обработке и некоторые другие.

Выполнен анализ существующих способов производства .иной нресс-оснаеткн и определены теоретический предпосылки их совершенствования.

Во второй главе усовершенствована методика исследования оценки надежное™ материалов в условиях циклического гемпературно-силового нагруже-ния. При контакте с расплавами использованы методы испытаний, учитывающие конкретные условия эксплуатации. В частности, таким методом является метод полу натурных испытаний, принципиальной особенностью которого является выполнение экспериментальных программ на образцах простой формы при моделировании или воспроизведении в испытательных установках факторов и параметров воздействия, максимально приближённых к условиям реального нагружения при эксплуатации определенного класса пресс-оснастки. Проведены экспериментальные исследования температурного поля и аналитические расчёты напряжённого состояния штампа в установившемся режиме работы в момент прессования.

Напряжения в штампах оценивались для схематизированной модели, представляющей собой толстостенный цилиндр, внутренняя полость которого подвергается циклическому температурному и силовому воздействию.

Используя принцип независимости действия сил, расчетные формулы для определения напряжений от действия температур и внутреннего давления для толстостенного цилиндра, записали в виде системы уравнений:

1 - V

и 1-1'

1 ' г2 - г2

— \а -г ■ гс!г + —-Ц- \а( ■ Ыг

Г г2 (К-г?)

2 г --г I от • / ■ «/г - а ■ /

- г.2 3

1> ■ г:

Я'-г,2

-1— -г- (аг ■ / • п/г + —^т—~ г~с [а - I -п1г ~у[г2{ г (/? - г2 )■

/'•г,2

л2 ■

< к

где К, г! - наружный и внутренний радиусы цилиндра; г - текущий радиус; Р - внутреннее давление; о>, <т» а: - нормальные напряжения в цилиндрическом, радиальном и поперечном сечениях цилиндра; Е - модуль Юнга; V - коэффициент Пуассона; а - коэффициент линейного расширения материала; (- превышение температуры данной точки над температурой наружной поверхности цилиндра в том же поперечном сечении.

Получен численный расчет напряжений с использованием экспериментальных данных по температурному распределению в штампах. Анализ полученных данных показывает, что максимальный уровень напряжений (в варианте без внутреннею охлаждения) имеет место на контактных поверхностях в первые циклы штамповки после 3 секунд и составляет <х=-1900 МПа; а,= -1450 МПа.

Одновременно отмечается, что в рамках одного цикла значение напряжений в поверхностных объемах в неустановившемся режиме жсп.туагации изменяется от сжимающих до растягивающих. В квазиустановившемся режиме штамповки максимальные напряжения в поверхностных объемах существенно снижаются до значений сгг=-972МПа и о,=-1 ЮОМПа.

На основе статистического анализа количества выбраковок штампов по основным причинам выхода из строя в качестве основного критерия оценки работоспособности материалов являлось определение количества циклов ЦТСН при испытании ТМУ сталей до развития трещины критической величины равной 0,6 мм.

Для определения работоспособности изучаемых известных и разрабатываемых материалов выбран метод полунатурных испытаний и разработана соответствующая методика, которая заключается в следующем. На специально созданной установке, принципиальная схема которой приведена на рисунке I, образцы прямоугольного сечения размерами 10x20x80 мм подвергаются циклическому воздействию прессуемого твёрдо-жидкого сплава. Через определённое количество циклов образцы исследуются на появление и развитие трещин ТМУ. Работоспособность материала определяется количеством циклов ГСП до образования трещины критической величины Ы0,6.

1 - образцы;

2 и 3 - захваты;

4 - ванна с охладителем;

5 - кристаллизатор;

6 - камера прессования;

7 - поршень;

8 - пуансон;

9 - упор;

10-литниковые канаты;

Рисунок 1 - Схема установки для испытания работоспособности материала в условиях ЦТСН

В третьей главе диссертации но разработанной методике проведены сравнительные испытания сопротивления термомехапической усталости традиционно применяемых кованых сталей мартенситного класса для изготовления ШТЖШ, а также дисперсионно твердеющей аустенитно-карбидиой стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР. Результаты испытаний приведены в таблице I.

При сравнительных испытаниях установлено, что во всех традиционно применяемых сталях мартенситного класса в литом состоянии при ускоренной кристаллизации, несмотря на более раннее начало образования трещин ТМУ, развитие трещин происходит более медленно по сравнению с теми же сталями в кованом состоянии. Однако эти стали при получении отливок методами литья с ускоренной кристаллизацией и охлаждением склонны к образованию литейных трещин.

Таблица I - Химический состав и результаты испытаний ТМУ литых и кованых сталей

Марка стали Критерия ТМУ

С N», циклов 1Ц., 10"' м при циклов N„,„, Циклов

1500 2500 3500

5ХНМ1 5ХНМ2 5ХНМ 0,51 0,51 700 750 750 0,03 0,03 0,05 0,05 0,09 0,13 0,19 0.26 0,24 5000 4350 4800

ДИ-321 (5Х2МНФ) ДИ-32 2 ДИ-32 0,46 0,53 850 1050 1100 0,02 0,02 0,02 0,07 0,09 0,10 0,10 0,14 0,12 9300 8000 8800

ДИ-22 1 (4Х4СВМ2Ф) ДИ-22 2 ДИ-22 3 ДИ-22 0,41 0,41 950 1050 950 1100 0,03 0,03 0,04 0,03 0,07 0,09 0,10 0,09 0,10 0,13 0,14 0.11 9100 8050 7900 9000

Марка стати С N„, циклов 1 | |., 10Л м при циклов Циклов

1 4000 4500 5000

20Х151118ТЗФМЮБР1 20X151118ТЗФМЮБР2 20X151118ТЗФМЮБР 3 0,30 0,30 3800 4200 3800 0,03 0,03 0,04 0,07 0,09 0.10 0,10 0,13 0,14 22750 20125 19750

Примечание: I- сталь в литом состоянии, залитая в медный кокиль, 2 - сталь в литом состоянии, залитая в форму из цирконового концентрата, 3 - сталь в литом состоянии, залитая в форму из цирконового концентрата с после кристаллизационным охлаждением в масле; без номера - в кованом состоянии.

1(1

Из числа исследованных сталей наибольшим сопротивлением возникновению трещин обладает новая сталь 20Х15111ХТЗФМЮЬР. При сопоставлении сталей ДИ-22 (4Х4С1Ш2Ф), 5X1IM и ДИ-32 (5Х2МНФ) установлено существенное преимущество новой стали 4Х4СВМ2Ф.

Проведены исследования по влиянию содержания марганца на ТМУ стали 4Х4СВМ2Ф.

Установлено, что увеличение содержания марганца от 0,2 до 0,7 % приводит к снижению теплопроводности стали 4Х4СВМ2Ф и аналогичных марок, и тем самым снижается её работоспособность в условиях ЦТСН. Рекомендовано установить верхний предел содержания марганца в стали 4Х4СВМ2Ф 0,2%.

В этой же главе проведено обоснование выбора новой перспективной стали 20Х15Н18ТЗФМЮКР для производства литых штампов.

В работе в качестве специальных вопросов изучалось влияние условий охлаждения на литую структуру стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР после охлаждения на воздухе и в воде, а также после дополнительной термической обработки: закалки в воде и старения при различных температурах. Кроме того, изучалось влияние модифицирования литой стали супердисперсными карбидами титана, (рис.2).

Анализ структуры показывает, что с увеличением температуры старения твердость сначала увеличивается, а потом понижается. Понижение гвсрдости связано с коагуляцией и укрупнением выделившихся частиц. Например, при Т = 1000 °С частицы более крупные и особенно это заметно для медленно-охлажденной стали и твердости здесь ниже.

Медленно охлажденная сталь без модифицирования по сравнению с модифицированной сталью характеризуется более грубой структурой упрочняющей фазы. Модифицирование дополнительно измельчает структуру за счет интерметаллидов типа Ni, (Ti, AI).

Наилучшая структура получена после быстрого охлаждения металла в воде, модифицированного карбидом титана, и температуре старения 600 "С.

а) б) в)

Рисунок 2 - Микроструктура после охлаждения а) на воздухе. Тот„ = 730 °С, т = 4 ч, х200; б) с добавкой модификатора после кристаллизации на воздухе, Тото = 730 °С, т = 4 ч, х200; в) после закалки с добавкой модификатора, Т„,„ = 730 "С, т = 4 ч, х200

Четвертая глава диссертации посвящена разработке нового способа и технологического процесса получения литых биметаллических штампов с рабочим слоем из стали 20X15Н18ТЗФМЮБР и опорным слоем из легкоплавких алюминиевых сплавов. В этой главе решались две основные задачи по разработке новог о способа и исследованию свойств переходного слоя в штампах.

В рассматриваемом аспекте разработан новый способ и технология получения литой биметаллической пресс-оснастки, направленной на повышение эффективности работы штампов «Автофордж», широко применяемых на Камском автозаводе.

Сущность способа заключается в гом, что вначале в форму заливают литейный алюминий сплав AJI2 на 60—90% объема литейной формы. Затем в форму заливают расплав из высоколегированной износостойкой инструментальной стали 20Х15Н18ТЗФМЮЬР, обладающую более высоким удельным весом в сравнении со сплавом AJI2. Заливку расплавов ведут под слоем флюса. В результате разной плотности металлов слой алюминиевого сплава всплывает на поверхность формы. Затем ведут направленное охлаждение с гюмо-

шью жил кого а «VI а (или другого хладагента). После завершения кристаллизации металла во веем объеме охлаждение формы жидким азотом прекращают.

Применение алюминиевого материала сплава обеспечивает формирование опорного слоя биметаллической отливки штампа, что улучшает условия тепло-отвода от рабочей гравюры при эксплуатации пресс-оснастки. Опорный слой, работая как холодильник, позволяет существенно снизить градиент температуры на гравюре и уменьшить уровень термических напряжений в контактной зоне штампа и вследствие этого обусловливает повышение его работоспособности.

Кроме того, алюминиевый сплав, проходя через слой стали, дополнительно рафинирует ее, очищая от вредных примесей.

Заливка расплава алюминия на первом этапе и последующая заливка стали на втором обусловлена тем, что сплав алюминия менее подвержен взаимодействию с газами атмосферы. Что в свою очередь улучшает свойства литых соединений. При ограниченной взаимной растворимости металлов легче избежать образования стойких интерметаллических фаз, обладающих высокой твердостью и хрупкостью.

Применение интенсивного охлаждения, нижнего торца формы жидким азотом или другим охладителем обеспечивает направленную, снизу-вверх, кристаллизацию биметаллического штампа, что позволяет получить мелкодисперсную с благоприятной для износостойкости ориентировкой зерен структур)' фавюры штампа. При этом для получения композитной структуры переходного слоя, состоящего из ингерметаплидов сложного состава, а также с целью предотвращения образования на поверхности раздела неслитин и окисных пленок, перед заливкой дисперсионно-твердеющей стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР в форму вводят флюс.

При выборе стали 20Х151П8ТЗФМЮБР для рабочей поверхности биметаллических штампов ставились задачи обеспечения высокого комплекса механических свойств и отсутствия полиморфных превращений при эксплуатации

1.1

ипампон. Решались задачи исследования режим«» криоаллизации ири различных температурах охлаждения, режимах термической обработки и влияния модифицирования на структуру и свойства стали.

В основу при разработке поставленных задач выбрана высоколегированная сталь 20Х15Н18ТЗФМЮКР. На основе анализа результатов исследований сопротивления термической усталости и износа, а также сравнительных испытаний сталей аустенитного класса по характеристикам теплостойкости, ударной вязкости и относительной стойкости штампов для горячего деформирования, рассматриваемых в третьей главе диссертации, сталь 20Х15Н18ТЗФМЮБР является наиболее перспективной для изготовления рабочей гравюры штампа. Для изготовления основания штампа выбран сплав АЛ2.

13 диссертации изучено распределение химических элементов в переходной зоне биметаллического штампа, проведены усталостные испытания литых соединений. Результаты исследований в графическом виде представлены на рисунках 3-6.

Изучено влияние температуры дисперсионного твердения сплава 20Х15Н18ТЗФМЮБР на твердость гравюры штампа. Показано, что все исследованные сплавы обладают относительно низкой твёрдостью, недостаточной для ШТЖШ. Применение дополнительного модифицирования супердисперсными карбидами титана после ускоренного охлаждения стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и температуры старения при 600 °С приводит к незначительному повышению твердости. Однако за счет увеличения дисперсности структуры модифицирование обеспечивает увеличение сопротивления ТМУ на 10-12%.

120 140 //I Алюминий

1М520-5Ш(П

//г «ЙЙ*. >и 305 нг Сталь

Рисунок 3 - Схема формирования структуры переходного слоя при взаимодействии расплавов 20Х15Н18ТЗФМЮБР и АЛ-2

А!, % Ке, % Сг. % N1,

Рисунок 4 - Изменение концентрации химических элементов в переходной зоне (О): содержание АЬ, Ре, N1, Сг, Мп соответственно 1,2,3,4,5

Алюминий

Переходной слой

Сталь

Рисунок 5 - Микроструктура переходного слоя при взаимодействии расплавов 20Х15Н18ТЗФМЮКР и ЛЛ-2

Рисунок 6- Результаты усталостных испытаний литейных соединений из стали 20Х15Н!8ИФУ1ЮКР и сплава АЛ2: ¡-при охлаждении кристалли шпи>ра жидким и ютом, 2-при шн)яном и З-нра шпОушнам

Анализ влияния скорости кристаллизации и охлаждения отливок из разработанного сплава показал, что наилучшая структура металла получена после модифицирования карбидом титана и быстрым охлаждением жидким азотом.

С целью оптимизации объема заливаемой стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР для формирования гравюры штампа выполнены статистические исследования с применением симплекс-метода.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Уменьшение объема заливки легированной стали до 10% приводит к уменьшению толщины легированного слоя, выхода переходного слоя на поверхность и снижение работоспособности штампов.

2. Увеличение объема заливки более чем на 50% уменьшает массу высокотеплопроводного материала, что ухудшает теплоотвод при эксплуатации штампов и тем самым снижает работоспособность.

Предложенный биметаллический штамп в литом состоянии имеет прочность при растяжении более 100 МПа. Как правило, на образцах стандартного сечения по ГОСТ1497-84 разрыв происходил не по переходному слою, а по сечению сплава AJI2.

Дополнительное повышение твердости и износостойкости гравюры биметаллического штампа до значений 1000-1200 HV осуществлялось применением азотирования в атмосфере диссоциированного аммиака (ТНЗ) при 2 ступенчатом режиме нагрева при температуре 560-580 °С в течение 8 часов, 540 "С в течение 16 часов. При этом максимальная глубина диффузионного слоя достигает 0,3-0,4 мм, образованная высокодисперсными нитридами (Fe2N, AIN, CrN, TiN).

С учётом вышеизложенного, разработан технологический процесс изготовления отливок из биметалла сталь-алюминий и проведен экономический расчет эффективности штампов.

Испытания разработанного материала в качестве литейного материала для ШТЖШ показали увеличение стойкости литых биметаллических штампов ло сравнению со штампами из стали 4Х4СВМ2Ф в 2,5 раза, при этом их себестоимость уменьшилась в 3 раза.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. При анализе условий эксплуатационного нагружения установлены основные виды разрушения пресс-оснастки: трещины, смятия, износ.

В этой связи использование показателей механических свойств: твердости, прочности, ударной вязкости и др. не достаточно для объективной оценки при разработке материалов для пресс-оснастки, работающей в условиях ЦТСН. На основании выполненного анализа причин и видов разрушения пресс-оснастки в работе научно обосновывается применение полунатурных испытаний. Принципиальной особенностью этого метода является выполнение экспериментальных программ на образцах простой формы при моделировании или воспроизведении в испытательных установках факторов и параметров воздействия, максимально приближённых к условиям реального нагружения при эксплуатации определённого класса пресс-оснастки.

2. На основе расчетно-экспериментальных результатов исследования предложен типовой режим нагружения образцов при испытании ТМУ.

3. Из числа исследованных сталей наибольшим сопротивлением возникновению трещин обладает новая сталь 20Х15Н18ТЗФМЮБР в литом состоянии. При сопоставлении сталей ДИ-22 (4Х4СВМ2Ф), 5ХНМ и ДИ-32 (5Х2МНФ) установлено существенное преимущество стали 4Х4СВМ2Ф.

4. Анализ структуры стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР показывает, что с увеличением температуры старения твердость сначала увеличивается, а потом понижается. Понижение твердости связано с коагуляцией и укрупнением выделившихся частиц.

Медленно охлажденная сталь без модифицирования по сравнению с модифицированной сталью характеризуется более грубой структурой упрочняющей фазы. Модифицирование дополнительно измельчает структуру стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР супердисперсными карбидами.

5. Разработан новый способ получения биметаллических штампов системы сталь 20X151II8ТЗФМЮБР - алюминиевый сплав АЛ2, позволяющий:

- повысить работоспособность литых штампов за счет формирования на рабочих поверхностях малодисперсного высоколегированного слоя высокой износостойкости, вязкого переходного слоя и основания из сплава более теплопроводного;

- экономить дефицитную легированную сталь для гравюры, так как 80—60% объема штампа выполнено из теплопроводного и более дешевого сплава алюминия;

- раздельно утилизировать поверхностно легированные стали и опорный слой.

6. Анализ переходного слоя выполнен при охлаждении в различных охлаждающих средах. Охлаждение кристаллизатора жидким азотом обеспечивает образование интерметаллидной прослойки толщиной 1,5-2,5 мкм; при водяном охлаждении прослойка характеризуется толщиной 3,0-4,0 мкм, при воздушном ■ 5-6 мкм. Как следует из приведенных зависимостей, полученных для сплавов, прослойка состоит из трех зон. Зоны, примыкающие к основным сплавам (зона i и HI), имеют толщину 0,2-0,3 мкм и характеризуются плавными кривыми изменения химического состава. Внутренняя зона II, толщиной 2 мкм, характеризуется плавным переходом содержания компонентов между рабочим и опорным слоем.

7. Испытания разработанного биметаллического материала из стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и сплава АЛ-2 в качестве литейного материала для ШТЖШ показали увеличение стойкости штампов по сравнению со штампами из кованой стали 4Х4СВМ2Ф в 2,5 раза, при этом себестоимость оснастки уменьшилась в 3 раза.

Основные результаты работы

отражены в следующих публикациях:

1. Патент РФ №2290277. Способ получения литых биметаллических штампов сталь-алюминий / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Бюл. - 2006. -№36. - с. 247.

2. Сагиров, М.М. Получения литых биметаллических штампов сталь-алюминий / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Литейное производство. - 2005.

— №5. — с. 23. (Журнал входит в перечень ведущих научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ)

3. Сагиров, М.М. Способ изготовления биметаллических штампов / М.М. Сагиров, Ф.Г. Карих // Кузнечно-штамповое производство и обработка материалов давлением. - 2005. - №11.-е. 39-40. (Журнал входит в перечень ведущих научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ)

4. Сагиров, М.М. Разработка материалов и способа производства литой биметаллической прессовой оснастки / P.A. Бикулов, М.С. Колесников, В.А. Астащенко, М.М. Сагиров // Литейное производство. - 2008. -№10. - с. 11-13. (Журнал входит в перечень ведущих научных журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ)

5. Сагиров, М.М. Разработка состава дисперсионно-твердеющей стали для биметаллических штампов / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Межвузовский научный сборник «Проектирование и исследование технических систем».

- Выпуск 3, Наб.Челны: Изд-во КамПИ, 2003. - С. 146-148.

6. Сагиров, М.М. Экспериментальные исследования температурных нолей штампа в процессе эксплуатации / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Социально-экономические и технические системы. - Онлайновый электронный и научно-технический журнал. - 2005. -№1.-[Режим доступа: http://sets.ru/]

7. Сагиров, М.М. Аналитические расчёты напряжённого состояния штампа в процессе эксплуатации / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Социально-

экономические и технические системы. - Онлайновый электронный и научно-технический журнал. - 2005. - Xsl.-[Режим доступа: http://sets.ru/]

8. Сагиров, М.М. Методика экспериментального определения скорости направленной кристаллизации металлов и сплавов / М.С. Колесников, М.М. Сагиров, И.А. Самойлов // Социально-экономические и технические системы. -Онлайновый электронный и научно-технический журнал. - 2005. - №2.-[Режим доступа: http://sets.ru/]

9. Сагиров, М.М. Прогрессивные способы, материалы и процессы производства биметаллической пресс-оснастки / М.М. Сагиров, М.С. Колесников // Наб. Челны: Изд-во Камской гос. ииж.-экон. акад., 2006. - 153 с. (Научное издание)

Подписано в печать 02.11.09 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч.-гад.л. 1,0 Усл.-печ.л. 1,0 Тираж 100 экз.

Заказ 1408 Издательско-полиграфический центр Камской государственной инженерно-экономической академии

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19 тел./факс (8552) 39-65-99 e-mail: ic@ineka.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОСТОЙКОЙ ОСНАСТКИ ДЛЯ ТВЕРДО-ЖИДКОЙ ШТАМПОВКИ СПЛАВОВ.

1.1 Особенности нагружения штампов для твердо-жидкой штамповки.

1.2 Тепловое воздействие.

1.3 Влияние внешнего силового воздействия.

1.4 Взаимодействие инструментальных материалов с расплавами.

1.5 Стали, применяемые при изготовлении пресс-оснастки.

1.6 Существующие сжюобы и методики исследования материалов для пресс-оснастки.

1.7 Существующие способы производства литой пресс-оснастки и теоретические предпосылки их совершенствования.

Выводы и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Выбор объекта исследования и экспериментальные исследования температурных полей штампа в процессе эксплуатации.

2.2 Применяемые материалы.

2.3 Разработка методики исследования.

2.4 Аналитические расчёты- напряжённого состояния штампа в процессе эксплуатации.

2.5 Исследование закономерностей разрушения штампов в процессе эксплуатации.

2.6 Методика и установка для определения работоспособности исследуемых материалов.:.

Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ НА ИХ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ.

3.1 Сравнительные испытания сопротивления инструментальных сталей в литом и кованом состояниях термомеханической усталости.

3.2 Исследование влияния температурных условий кристаллизации и охлаждения отливок из стали 4Х4СВМ2Ф на структуру и свойства.

3.3 Исследование влияния марганца на литейные свойства стали 4Х4СВМ2Ф и аналогичные марки.

3.4 Обоснование выбора стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР для работы в условиях ЦТСН и сравнительный анализ сталей с высокими эксплуатационными свойствами.

3.5 Исследование структуры и свойств стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР в зависимости от условий охлаждения, термической обработки, модифицирования.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА И ТЕХНОЛОГИЧЕКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШТАМПОВ С ОПОРНЫМ СЛОЕМ ИЗ ЛЕГКОПЛАВКИХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

4.1 Общие положения.

4.2 Разработка технологии изготовления отливок штампов из биметалла сталь-алюминий.

4.3 Исследование свойств биметаллического сплава «Al-Fe».

4.4 Оптимизация технологии изготовления литых биметаллических штампов.

4.5. Технико-экономическое обоснование изготовления литых биметаллических штампов.

Выводы.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Современный уровень развития машиностроения охватывает внедрение в производство высокотехнологичных процессов получения заготовок, приближающихся по размерам и форме к готовым деталям. Актуальность проблемы постоянно возрастает в связи с ростом объемов пресс-оснастки и требованиями к точности изделий. Но высокая стоимость и низкая стойкость пресс-оснастки ограничивают масштаб их внедрения в производство.

Повышение эксплуатационных свойств пресс-оснастки связано на прямую с развитием автомобильной, приборостроительной, ракетной, авиационной, но и других сфер промышленности. При решении рассматриваемого вопроса дополнительную сложность создаёт дороговизна основных легирующих компонентов теплостойких инструментальных сталей. Поэтому, увеличение работоспособности, а также разработка экономно легированных сплавов, рациональных технологий изготовления^ и упрочнения пресс-оснастки являются актуальными и требуют незамедлительного решения.

В трудах В.А. Виллса , Ж. Робертса , Б.Ф. Трахтенберга , А.И. Иванова, В.Г. Асташова, Ю.А. Геллера, и других [16,59,74,75,77,33,34,1,17-21] отмечено, что для повышения работоспособности пресс-оснастки нужны не только новые и известные перспективные материалы, а также технология изготовлениями оптимизация режимов упрочнения пресс-оснастки, основанная (наряду с определением основных механических свойств) на информации, полученной при исследовании специальных характеристик инструментальных материалов, таких, как теплостойкость, разгаростойкость и других. Разработан метод полунатурных испытаний, принципиальной особенностью которого является выполнение экспериментальных программ на образцах простой формы при моделировании или воспроизведении в испытательных установках факторов и параметров воздействия, максимально приближённых к условиям реального нагружения при эксплуатации определённого класса пресс-оснастки.

Решение вышеуказанной проблемы осуществляется за счёт создания новых экономно-легированных сталей, совершенствования технологий их выплавки, ковки, термической обработки, а также применение различных способов упрочнения готовых изделий. Другое направление - разработка новых литейных материалов и способов производства литой пресс-оснастки, несмотря на его перспективность, реализуется слабо.

Весьма актуальной является задача решения этой проблемы применительно к материалам и технологическим процессам производства литых биметаллических штампов.

Цель работы и задачи исследования

Целью настоящей работы является выбор и исследование материалов с заданными свойствами для производства литой биметаллической прессоснастки.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать причины разрушения (износа) штампов «Автофордж» в натурных условиях и выбраны критерии оценки работоспособности материалов;

2. Выполненить экспериментальную оценку температурного нагружения и аналитический расчет напряжений в штампах «Автофордж»;

3. Выполнить сравнительные испытания ТМУ традиционно применяемых литых и кованых сталей мартенситного класса и новой аустенито-карбидной стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР в литом состоянии;

4. Изучить влияние режимов технологических воздействий при-литье (скорость, охлаждения при кристаллизации, модифицирование супердисперсными карбидами титана), а также режимов дисперсионного твердения на структуру и твердость стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР.

5. Разработать новый процесс получения литых биметаллических штампов системы сталь 20X15Н18ТЗФМЮБР - алюминиевый сплав AJI-2;

6. Изучить распределение элементов в диффузионном переходном слое в системе рабочий слой из стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР - опорный слой из сплава AJI-2;

7. Предложить режим азотирования биметаллических штампов, обеспечивающих процесс дисперсионного твердения в стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и создание на гравюре азотированного слоя высокой твердости и износостойкости.

8. Оцененить экономическую эффективность технологических процессов получения высокоработоспособных литых биметаллических штампов «Авто-фор дж».

Объект исследования

В качестве объекта исследования выбраны штампы для твёрдо-жидкой штамповки установки "Автофордж" как наиболее быстро изнашивающиеся из-за работы в условиях особо интенсивного циклического тем-пературно-силового нагружения (ЦТСН) и взаимодействия с твёрдо-жидкими прессуемыми материалами.

Предмет исследования

Предметом исследования является работоспособность штампов, определяемая количеством циклов температурно-силового нагружения до образования трещины критической величины, влияния условий охлаждения на твердость рабочей поверхности, а также распределение легирующих элементов в переходном слое биметаллических штампов.

Методы исследования

В-работе применен метод статического анализа, термомеханической усталости металлов, а также металлографические методы, химико! спектрального анализа и линейно-угловых измерений. анализа с измерением микротвердости, позволяющая выбирать материалы с заданными свойствами для производства литой биметаллической пресс-оснастки.

2. Предложен новый способ получения биметалла сталь — алюминий по патенту РФ №2290277 для штампов отличающаяся тем, что он обеспечивает высокую термостойкость, а также позволяет сократить расход дорогостоящих легирующих компонентов.

3. Установлена закономерность распределения легирующих элементов в переходном слое биметаллических штампов, полученных из теплостойкой дисперсионно твердеющей стали и литейного алюминиевого сплава, заключающейся в образовании диффузионной прослойки разной толщины, характерной для литейной сварки и обеспечивающей надежное сцепление рабочего и опорного слоя.

Практическая ценность и реализация работы

1. По итогам сравнительных испытаний работоспособности кованых инструментальных сталей мартенситного класса, и литой дисперсионно твердеющей стали 20Х15Н18ТЗФМЮБЕ определены области их рационального использования при изготовлении ШТЖШ.

2. Разработан новый способ по патенту РФ №2290277 и технология изготовления литых биметаллических штампов из дисперсионно твердеющей стали и литейного сплава AJI-2, позволяющий экономить дефицитные высоколегированные стали, повысить работоспособность литых штампов. (Описание разработанного биметаллического сплава, под редакцией Камской государственной инженерно-экономической, академии, вошло в монографию - «Прогрессивные способы, материалы и процессы производства биметаллической пресс-оснастки»).

3. Исследование1 и опробование высокотеплопроводного алюминиевого сплава для опорного слоя показали снижение градиента температурного воздействия на гравюру штампа, позволили исключить применение в конструкции штампа системы каналов для охлаждения, а также дали возможность раздельно утилизировать металлы.

Достоверность результатов

Обоснованность и достоверность приводимых в работе выводов и заключений подтверждается актом опытно-промышленного испытания, а также проведенными автором многочисленными экспериментами с привлечением современных методов исследований и использованием высокоточного оборудования.

Апробация работы

Основное содержание работы по теме диссертации доложено и обсуждено на международных и межвузовских научно-технических конференциях «Новые информационные технологии» (г. Крым, 2001 г.), «Вузовская наука России» (г. Набережные Челны, 2005 г.), а также в публикациях. По материалам диссертации опубликовано 10 статей. В результате выполнения работы было предложено новое решение, подтвержденное патентом РФ №2290277, 2006.

В связи с вышеизложенным на защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методика полунатурных испытаний и критерий оценки работоспособности материалов для ШТЖШ.

2. Методика испытаний кованых сталей, мартенситного класса и литой дисперсионно твердеющей стали на ТМУ.

3. Результаты исследования структуры и свойств дисперсионно твердеющей стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР в зависимости от условий кристаллизации и термообработки.

4. Разработка способа получения литой биметаллической пресс-оснастки из стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и алюминиевого сплава.

5. Результаты электронно-микроскопических исследований закономерностей формирования* рабочего и переходного слоя биметаллических штампов, полученных из теплостойкой дисперсионно твердеющей стали и литейного алюминиевого сплава.

6. Разработка режима азотирования литой биметаллической пресс-оснастки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. При анализе условий эксплуатационного нагружения установлены основные виды разрушения пресс-оснастки: трещины, смятия, износ.

В этой связи использование показателей механических свойств: твердости, прочности, ударной вязкости и др. не достаточно для объективной оценки при разработке материалов для пресс-оснастки, работающей в условиях ЦТСН. На основании выполненного анализа причин и видов разрушения пресс-оснастки в работе научно обосновывается применение полунатурных испытаний. Принципиальной особенностью этого метода является выполнение экспериментальных программ на образцах простой формы при моделировании или воспроизведении в испытательных установках факторов и параметров воздействия, максимально приближённых к условиям реального нагружения при эксплуатации определённого класса пресс-оснастки.

2. На основе расчетно-экспериментальных результатов исследования, предложен типовой режим нагружения образцов при испытании на ТМУ.

Из числа исследованных сталей, наибольшим сопротивлением возникновению трещин обладает новая сталь 20Х15Н18ТЗФМЮБР в литом состоянии. При сопоставлении сталей ДИ-22 (4Х4СВМ2Ф), 5ХНМ и ДИ-32 (5Х2МНФ) установлено существенное преимущество новой стали 4Х4СВМ2Ф.

3. Установлено, что марганец снижает теплопроводность стали 4Х4СВМ2Ф и уменьшает, её работоспособность в условиях ЦТСН. Рекомендовано'установить верхний предел содержания марганца в стали до 0,2%

4. Анализ структуры стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР показывает, что с увеличением температуры старения твердость сначала увеличивается, а потом понижается. Понижение твердости связано с коагуляцией и укрупнением выделившихся частиц.

Медленно охлажденная сталь без модифицирования по сравнению с модифицированной сталью характеризуется более грубой структурой упрочняющей фазы. Модифицирование супердисперсными карбидами титана дополнительно измельчает структуру стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР.

5. Разработан новый способ получения биметаллических штампов системы - 20Х15Н18ТЗФМЮБР-AJI2 позволяющий:

- повысить работоспособность литых штампов за счет формирования . на рабочих поверхностях малодисперсного высоколегированного слоя высокой износостойкости, вязкого переходного слоя и основания из сплава более теплопроводного;

- экономить дефицитную легированную сталь для гравюры, так как 80—60% объема штампа выполнено из теплопроводного и более дешевого сплава алюминия;

- раздельно утилизировать поверхностно легированные стали и опорный слой.

6. Анализ переходного слоя, выполнен при охлаждении в различных охлаждающих средах. Охлаждение кристаллизатора жидким азотом обеспечивает образование интерметаллидной прослойки толщиной 1,5-2,5 мкм; при водяном охлаждении прослойка характеризуется толщиной 3,04,0 мкм, при воздушном - 5-6 мкм. Как следует из приведенных зависимостей, полученных для сплавов, прослойка состоит из трех зон. Зоны, примыкающие к основным сплавам (зона I и III) имеют толщину 0,20,3 мкм и характеризуются плавными кривыми изменения" химического состава: Внутренняя, зона II, толщиной'; 2 мкм, характеризуется плавным переходом содержания компонентов, между рабочим и опорным, слоем.

7. Испытания разработанного биметаллическогог материала из стали 20Х15Н18ТЗФМЮБР и сплава AJI-2 в качестве литейного материала для ШТЖШ показали увеличение стойкости штампов, по сравнению со штампами из кованой стали 4Х4СВМ2Ф в 2,5 раза, при этом себестоимость оснастки уменьшилась в 3 раза.

1. Асташов В.Г. Стойкость штампов для прессования расплавов стали. В сб.: Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка. М., 1975.- С.60-64.

2. А.С. 169853 СССР Способ исследования металлических образцов на термическую усталость.- Б.Ф.Трахтенберг, Г.А. Котельников, М.С. Колесников, С.Р. Раппопорт.- Изв.ВУЗов. Чёрная металлургия, 1973.- №1.-С.151-154.

3. А.С.914177 СССР Способ поверхностного легирования отливок.-В.А. Фруль.- Б.И.-1981.- №43.

4. А.С.879400 СССР Способ исследования термомеханической усталости материалов. Колесников М.С., Кузнецов Б.Л., Кондратенко B.C.,Шишкин А.Г.- Б.И.-1981.-№41

5. А.С. №1138240 СССР, В 22 D 27/04. Способ получения литых штампов. / Колесников М.С., Шибаков В.Г., Алабин Л.А. Семендий В.И., Сивко В.И., Корниенко Э.Н., Ишкинеев И.И. и Фоминых Н.Л. Заявка № 3531494.

6. А.С. 194384 СССР Способ испытания трубчатых образцов на ТУ.-Р.И. Вейцман, М.П.Розанов.-Б.И.- 1965.- №17.

7. Абрамов А.А., Тихомиров М.Д. Технологии получения качественных отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2007. - №5. - с. 29-34.

8. Архаров В.И. Исследование разгаростойкости штамповых ста-лей.-Труды Института физики металлов.: Свердловск.-1955.- №16.-С.72-76.t

9. Баландин Г.Ф., Формирование кристаллического строения отливки.- 2-е изд.- М.: Машиностроение, 1973.- 388 с.

10. Brown W.R. A new concept of the heat-checking on Brass-Pressure-Casting Dies.- Metal Progress.- 1953,- vol. 63, №6.- p.73-78.

11. Burton I.A., Prim R.C.-Principles of solidification.- I.Chem. Physics.-1953.-v.21.- p.1987-1991.

12. Болховитинов Н.Ф. Металловедение и термическая обработка: -М.: Машгиз, 1965-292 с.

13. Блантер М.Е. Металловедение и термическая обработка: М.: Машгиз, 1963-242 с.

14. Винберг. Литьё под давлением.- М.: Машгиз, 1983.- 346 с.

15. Геллер Ю.А. Об основных направлениях исследований в области штамповых сталей. В сб.: Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка.- М., 1975.- С.3-7.

16. Геллер Ю.А., Сагидеева Т.Г., Ительман В.М. Пути повышения с теплостойкости и технологических свойств штамповых сталей высокой теплостойкости. В сб.: Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка. М., 1975.- С.42-44.

17. Глухов Ю.А., Котельников Г.А., Трахтенберг Б.Ф. Критерии прочности и условия подобия при испытаниях разгаростойкости штампо-вых сталей. В сб.: Новое в теории конструирования деформирующего и формообразующего инструмента, Куйбышев, 1976, с. 83-87.

18. Глухов Ю.А. Исследование влияния технологических факторов на показатели надежности штампового инструмента. Дисс. на соиск. уч.ст. к.т.н, Куйбышев, 1973.- 131 с.

19. Гуляев Б.Б. Литейные процессы.- М.-Л.: Машгиз, I960.- 416 с.

20. Грузных И.В., Оболенцев Ф.Д. Надёжность и технологичность в производстве стальных отливок.- СПб.: Политехника, 1992.-272 с.

21. Дробязно И.С., Иванов А.А., Климашина А.И. Вопросы оптимизации режимов термической обработки штамповых сталей. В сб.: Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка. М., 1975, с. 36-42.

22. Epstein L.F. A thermal cycling and super placid of steel.-On the Peaceful Uses of Atomic Energy.- Geneva.- 1955.- №12.- p.137-140.

23. Журков C.H., Санфирова Т.Н. Температурно-временная зависимость прочности чистых металлов,- Доклады АН СССР:- 1955.- Т.100.-С.117-121.

24. Жаропрочные сплавы для газовых турбин. Материалы международной конференции.- Под ред. Котсорадис Д., Феликс П, Фишматстер X.-М.: Металлургия, 1981.- 479 с.

25. Зуйкова А.А. Влияние природы, состава и структуры некоторых сплавов на их размерную и структурную стабильность в условиях термических циклов. КИЦМ'.-М., I960.- №3.- С.173-176.

26. Заводнов АЛ. Исследование' стойкости пресс-форм' для литья под давлением медных сплавов: Дисс. на соиск. уч.ст. к.т.н., Владивосток., 1970.- 152 с.

27. Залесский В.И., Корнеев Д.М. Производство и обработка стали.-Труды МИСиС.: М.- Металлургиздат, 1954.-№32.- с.107-108.

28. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургиздат, 1962. - 276 с. с ил.

29. Иванова B.C., Терентьев Е.Ф. Природа усталости металлов. -М.: Металлургиздат, 1976- 312 с.

30. Кузнецов Б.Л. Бузанов В.В. Процесс «Автофордж».- Литейное производство, 1978.- №6.- С.30-31.

31. Куранов В.Н. Влияние параметров технологического процесса и конструктивных особенностей пресс-форм на их температурные режимы, напряжения и деформации. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н., Красноярск.-1971.-143 с.

32. Костенко Д.И. Новые штамповые стали.- Передовой научно-технический опыт ГОСИНТИ.- М, 1957.-3 с.

33. Клейнер М.Н. Исследование воздействия расплавленного металла на структуру и свойства материала пресс-форм при литье под давлением. Дисс. на соиск. уч.ст. к.т.н., Л., 1969.- 164 с.

34. Кац А.А. Термическая обработка, структура, свойства и пути улучшения литого инструмента для горячего деформирования: Дисс. на соиск. уч.ст. к.т.н.- М., 1969.- 154 с.

35. Колмогоров А.Н. К статистической теории кристаллизации.- Известия АН СССР /серия математическая/, 1937.- №3,- С.17-21.

36. Колесников М.С. Пути повышения стойкости штампов.- КГШП, 1980.-№4.- С.13-14

37. Карих Ф.Г., Прокопьев С.А., Сагиров М.М., Тимашев A.M. Автоматизация процесса плавки по составу отходящих дымов // Тезисы докладов 9-ой Международной студенческой школы-семинара «Новые информационные технологии». Крым, Май 2001. - С. 127-128.

38. Колпашников А.И., Вялов В.А., Фёдоров А.А. и др. Горячее гидропрессование металлических материалов. М.: Машиностроение, 1977.270 с.

39. Ломер В.М. Точечные дефекты и диффузия в металлах и сплавах: Пер. с англ.- М.: Изд-во иностр. лит., 1961.- С.99-124.

40. Лейрих И.В. Исследование свойств и структурных изменений при термоциклировании сталей для металлоформ: Автореф. дисс. на соиск. уч.ст. к.т.н., Донецк., 1983.- 16 с.

41. Ланской Е.Н. О параметрах жесткости прессов //Кузнечно-штамповое производство и обработка материалов давлением. 2008. -№8.-с. 35-39.

42. Мельников А.П., Садоха М.А., Куракевич Б.В. Ресурсо- и энергосбережение при производстве отливок ответственного назначения // Литейное производство. 2007. - №5. - с. 35-39;

43. Мйркин И.Л., Криштал М.А. Исследование новых жаропрочных сплавов.-Труды ЦНИИТМАШа.- М.: Машгиз,1961.- Кн.101.- G.74-77.

44. Меськин B.C. Основы легирования стали.- М.: Металлургиздат, 1959.- 630 с.

45. Никитин В.И. Физико-химические явления при взаимодействии жидких металлов с твёрдыми.- М;: Атомиздат, 1967.- 365 с.

46. Пляцкий В.М. Литьё под давлением.- М:: Оборонгиз, 1957.-516 с.

47. Позняк JI.А., Скрынченко Ю.М., Тишаев С.И. Штамповые стали, М.: Металлургия. - 1980, с. 243 с ил.

48. Производство и исследования сталей и сплавов.- М.: Металлургия, 1970.- Вып.4.- С.81-83.

49. Пфанн В.Дж. Зонная плавка: Пер. с англ.- М.: Металлургиздат, 1960.-272 с.

50. Ростокер У., Мак-Коги Д., Меркус Г. Хрупкость под действием жидких металлов: Пер с англ.- М.: Изд-во иностр. Лит., 1962.- 162 с.

51. Роберте Ж., Гроб Е. Виды эксплуатационных разрушений пресс-форм для литья под давлением. Пер. с англ. М.: ГПНТБ, 68/83543.-1969.-27 с.

52. Серенсен С.В., Котов П.И. Способы испытания сталей на разга-ростойкость.- Заводская лаборатория.- 1958.-№9.-С.38-41.

53. Сатаров М.М., Колесников М.С. Разработка состава дисперсион-но-твердеющей стали для биметаллических штампов // Межвузовский научный сборник «Проектирование и исследование технических систем». -Выпуск 3, Наб.Челны: Изд-во КамПИ, 2003. С. 146-148.

54. Сагиров М.М. Разработка состава теплостойкой стали для биметаллических штампов //Вузовская наука России: Тезисы докладов Межвузовской научно-практической конференции, посвященной 25-летию КамПИ. - Наб.Челны: Изд-во КамПИ, 2005. - С. 236-238.

55. Сагиров М.М., Колесников М.С. Получение литых биметаллических штампов сталь-алюминий // Литейное производство. 2005. - №5. -с.

56. Сагиров М.М, Карих Ф.Г. Способ изготовления биметаллических штампов //Кузнечно-штамповое производство и обработка материалов давлением. 2005. - №11. - с. 39-40.

57. Сагиров М.М., Колесников М.С. Прогрессивные способы, материалы и процессы производства биметаллической пресс-оснастки //Научное издание. Наб. Челны: Изд-во Камской гос. инж.-экон. акад., 2006.- 153 с.

58. Трахтенберг Б.Ф. Стойкость штампов и пути ее повышения.-Куйбышев, 1964. 372 с.

59. Трахтенберг Б.Ф., Светличнов К.В., Раппопорт С.Р., Шубина М.А. Структурные изменения при циклическом ударно-повторном нагру-жении высокопрочной'стали. В* сб.: Порошковая металлургия.- Куйбышев, 1974.-С. 136-142.

60. Трахтенберг Б.Ф. Основные пути повышения стойкости инструмента для объемной штамповки. Дисс. на соиск. уч.ст. д.т.н: 05.05.04.- М., 1971.-341 с.

61. Тишаев С.И., Политаев Ю.М., Гриб В.Д. Малоцикловая усталость штамповых сталей при повышенных температурах. В сб.: Стали для штампов и пресс-форм и их термическая обработка.- М.-МДНТП, 1975.-С.115-119.

62. Трахтенберг Б.Ф., Котельников Г.А., Колесников М.С., Исследование материалов для форм литья под давлением. Литейное производство, 1971.-№7.- С.21-24.

63. Трахтенберг Б.Ф., Иванов А.И. Исследовние ТМУ штамповых сталей.-Материалы для штампов и пресс-форм и их термообработка.-М.:МДТНП, 1966.-С.113-117.

64. Тылкин М.А. Прочность и износостойкость деталей металлургического оборудования.- М.: Металлургия.- 1965.- 111 с.• * • - • \

65. Трахтенберг Б.Ф., Колесников М.С., Котельников Г.А., Шубина М.А. О выборе критериев оценки работоспособности диффузионно-упрочненных инструментальных сталей. В сб.: Порошковая металлургия, Куйбышев, 1974, с. 109-116.

66. Тороповская Н.Н. Исследования избирательного воздействия расплавов на деформируемые твёрдые металлы: Дисс. на соиск. уч. ст. к. т. н., Львов, 1970.- 134 с.

67. Фридман Я.Б., Соболев ЩД., Егоров В.И. Способ испытаний ТМУ материалов;-Заводская лаборатория.-19601-№4.- С.1413-1415.

68. Чаевский; М^,Шатинский:В;Ф; Влияние^рабочих сред на свойства^материалов:-Киев:АНУССР^ 1963.- Вып.2.-С.7Г-73-.

69. Шубина М.А. Исследование основных закономерностей микроскопических и микроструктурных изменения в контактной зоне горячих штампов прессового назначения. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.к. Куйбышев, 1968.

70. Хайн К. и Буриг Э. Кристаллизация из расплавов. Справочник. -М.: Металлургия, 1987.-318 с.

71. Coffin L.E. The effects of cycle thermal stresses on a Ductile metal. Trans ASME.- 1957.-№7.-p.716-718.