Моделирование процесса нанесения покрытия на прессуемый профиль

Подтверждением возможности качественного соединения материалов покрытия и основы при использовании технологии могут служить результаты экспериментов по получению биметаллических материалов. В них один из материалов подается на другой, перемещающийся перпендикулярно первому. Пластически деформируемый материал будем называть материалом покрытая, а материал, на который наносят покрытие, — материалом основы.

С целью согласования скорости, с которой подается материал покрытия, со скоростью перемещения материала основы и для очистки ее поверхности между контейнером л материалом основы со стороны ее подачи оставляли зазор, в котором размещался избыток материала покрытия. Следует отметить, что в отличие от технологии, когда снятие оксидных слоев происходит за счет их срезания при прессовании (рис. 1.20, а) и фактически наблюдается взаимодействие ювенильных поверхностей, в проведенном эксперименте (рис. 1.20, б) очистка поверхности основы проводилась лишь частично за счет ее взаимодействия с излишками наносимого материала и истечения их в сторону, противоположную перемещению основы.

В качестве материала основы выбрали сталь 65Г, а материала покрытия — алюминиевый сплав Д16. Контейнер 2 закрепляли на опоре 5, а в ее пазу размещали стальную полосу (ширина 15 мм, высота 4,5 мм), конец которой прикрепляли к тяговому механизму с гидравлическим приводом (рис. 1.20, б). После загрузки в контейнер предварительно нагретой до 450 °С цилиндрической заготовки (диаметр 20 мм) воздействовали на нее пуансоном, приводимым в движение ползуном испытательной машины УММ-200. Одновременно с воздействием усилия # на материал покрытия 3 начинали перемещение полосы материала основы 4. При осуществлении процесса получали слой алюминиевого сплава, толщина которого составляет 8 мм.

Моделирование процесса нанесения покрытия на прессуемый профиль

Рис. 1,20. Схемы способов нанесения покрытий на профиль (а) и плоское изделие (б): 1 — матрица; 2 — контейнер; 3 — материал покрытия; 4 — материал основы; 5 — опора; ^ <? — силы, воздействующие соответственно на материалы основы и покрытия

Из полученной полосы с покрытием вырезали цилиндрические заготовки высотой 12,5 мм. Для определения качества соединения при испытаниях на растяжение из них вытачивали образцы в форме гантелей (диаметр наиболее широкой части — 5 мм, узкой — 3 мм; высота широкой стальной части — 1 мм, а конца образца из алюминиевого сплава — 2 мм; диаметр на границе соединения материалов — 3 мм).

При испытаниях на растяжение образцы разрывались в средней части, а не по границе соединения, что свидетельствовало о высоком качестве соединения на уровне прочностных свойств материала наносимого покрытия. Отметим, что образцы не подвергались дополнительной термообработке, которая, как известно, приводит к повышению прочности соединения.

Моделирование процесса нанесения покрытия на прессуемый профиль' /></p></td></tr></tbody></table><p class=

 

Микроструктура переходной зоны биметалла приведена на рис. 1.21. Из рисунка видно, что зона сопряжения материалов четкая и без нарушений сплошности. Образец для определения микроструктуры вырезали перпендикулярно границе раздела слоев биметалла, поверхность среза полировали. Травление полированной поверхности образца осуществляли в два этапа. На первом этапе выявляли структуру алюминиевого сплава с использованием реактива, состоящего из 2 мл плавиковой, 3 мл соляной, 3 мл азотной кислот, 120 мл воды, на втором — структуру стали (40 % раствор азотной кислоты).

На основании анализа результатов проведенных экспериментов можно утверждать, что при реализации технологии достигается удовлетворительная прочность соединения материалов покрытия и основы (для биметалла сталь + алюминий на уровне прочностных свойств алюминия). Эта технология обеспечивает также получение сплошного слоя покрытия с толщиной, уменьшающейся до размеров дефектов геометрической формы поверхности основы по высоте (см. рис. 1.21). Для материалов, имеющих различные пластические свойства (обычно материал покрытия более пластичен, чем материал основы), это утверждение очевидно. В случае близости пластических свойств материалов можно предположить, что будет происходить их взаимная пластическая деформация и указанные выше поверхностные дефекты материала основы будут «растворяться» в материале покрытия, ухудшая его функциональные свойства, а при получении покрытий с толщиной слоя, меньшей, чем высота поверхностных дефектов, становится весьма вероятным нарушение сплошности покрытия.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий