459 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
459
Обсуждение и результаты
В качестве перспективного направления исследования можно выделить упрочнение
поверхностного слоя путем нанесения легирующих элементов на данный слой, а также
создание многослойного брикета, каждый слой которого отвечает за восприятие конкретных
нагрузок (трение, удар, сцепление).
Существуют различные методы получения и спекания металлокерамического
брикета. В зависимости от применяемого оборудования и его возможностей,
технологический процесс может проходить в среде вакуума, водорода или эндогаза.
Существенного влияния на качество данные различия технологического процесса не
оказывают, но необходимо учитывать, что водород является взрывоопасным газом, что
приводит к нарушениям охраны окружающей среды и безопасности жизни человека.
Поэтому рекомендуется применение технологии вакуумного спекания в технологическом
процессе. Имеются также конкретные требования, которые оказывают прямое воздействие
на структуру и качество порошкового материала. К ним относятся: температурные
диапазоны (1273-1373 К) и время выдержки (4-5 часов), удельное давление прессовки
порошка (420-650 МПа) при создании заготовки, а также давление на спекаемую массу (0,5-2
МПа)[4].
Технологический процесс оказывает значительное влияние на структуру материала,
от которой зависит главный критерий оценки качества – износостойкость. В общем случае
технологический процесс изготовления деталей из металлокерамического материала можно
представить следующим образом: подготовка смеси, подготовка подложки, нанесение
покрытия, спекание, обработка [5], контроль.
Одним из определяющих качества является структура материала. Состав различных
порошковых материалов и их процентное соотношение являются ключевыми в определении
прочностных характеристик, таких как, твердость, коэффициент трения, теплопроводность и
теплоемкость. Также необходимо учитывать экономическую эффективность применения тех
или иных легирующих элементов, так как применение дорогостоящих компонентов не
всегда приводит к пропорциональному увеличению качественных показателей. В связи с
тем, что наблюдается патентная борьба, все чаще добавляются новые компоненты, зачастую
не приводящие к заявленному повышению характеристик и качеству нового материала,
однако приводящие к увеличению себестоимости и,
как следствие,
неконкурентоспособности продукции на мировом рынке.
Выводы
Недостаточность рекомендаций и широкий диапазон варьирования по сочетанию и
процентному соотношению различных компонентов фрикционных металлокерамических
материалов на основе железа и их влияние на показатели качества делают необходимым
проведение исследований для конкретных условий работы материалов и деталей узлов.
Поэтому исследования, связанные с повышением износостойкости ответственных деталей
железнодорожного подвижного состава и определение качественных показателей
фрикционного металлокерамического материала на основе железа работающего в условиях
ударного трения, являются актуальными.
Обобщая и анализируя полученную информацию, можно сделать вывод о том, что для
повышения износостойкости фрикционной пластины, необходимо выполнение следующих
исследований:
1. Исследование состава и свойств фрикционных материалов
2. Исследование технологии получения детали
3. Исследование эксплуатационных характеристик