Композиционные материалы, полученные литьевыми методами из композиций железо - оксид железа, с последующей инфильтрацией латунью высокопористых заготовок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат наук Соловьева Екатерина Вениаминовна

• Соловьева Екатерина Вениаминовна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Соловьева Екатерина Вениаминовна

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 4 Глава 1. Анализ работ в области исследований свойств и применения порошковых

композиционных материалов на основе железа

1.1. Анализ методов получения псевдосплавов

1.2. Методы получения пористых каркасов для инфильтрации

1.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФИЛЬТРАЦИИ

1.3.1. Термодинамические основы инфильтрации

1.3.2. Кинетика инфильтрации

1.4. ПСЕВДОСПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

1.4.1. Псевдосплавы Fe-Cu

1.4.2. Псевдосплавы Fe-Pb

1.4.3. Псевдосплавы Fe-Mg

1.4.4. Другие материалы для инфильтрации

1.5. Постановка задачи 38 Глава 2. Исходные материалы и методики исследований

2.1. Состав и рецептура композиций

2.2. Определение размера частиц порошков оксида железа

2.3. Методика приготовления смеси

2.3.1. Смешивание

2.3.2. Сушка смеси

2.3.3. Гранулирование смеси

2.4. Методика получения заготовок и образцов

2.4.1. Пресс-литье

2.4.2. Термодеструкция смолы

2.4.3. Нагрев в вакууме для восстановления оксидов железа

2.4.4. Спекание

2.4.5. Инфильтрация

2.4.5.1. Определение усадки

2.4.5.2. Методика определения пористости

2.5. Исследование структуры материала после инфильтрации

2.5.1. Исследования микроструктуры образцов

2.5.2. Методика проведения рентгенофазового и рентгеноструктурного анализов

2.5.3. Методика определения химического состава образцов

2.6. Триботехнические и механические испытания

2.6.1. Определение твердости образцов по Бринеллю

2.6.2. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников

2.6.3. Испытание образцов на разрыв

2.6.4. Определение износостойкости образцов 61 Выводы по главе 2 62 Глава 3. Исследования процессов инфильтрации и свойств получаемых материалов

3.1. Структура и свойства заготовок до инфильтрации

3.2. Определение основных параметров инфильтрации

3.2.1. Определение температурно-временных параметров инфильтрации

3.2.2. Исследование кинетики инфильтрации

3.3. Изменение структуры и свойств образцов при изменении степени заполнения пор

3.4. Исследование влияния дополнительной термической обработки на свойства композиционного материала

3.5. Упрочнение материалов с применением дополнительного легирования

3.6. Определение значений износостойкости композиционного материала

3.7. Определение значений коррозионной стойкости композиционного материала 100 Выводы по главе 3 101 Глава 4 Технические и экономические аспекты практической реализации разрабатываемой технологии

4.1. Сравнительный анализ вариантов технологии инфильтрации

4.1.1. Инфильтрация в герметичном контейнере

4.1.2. Инфильтрация в проходной печи

4.1.3. Инфильтрация в индукторе

4.2. Анализ размерной точности деталей

4.3. Влияние высокотемпературного спекания заготовок на процесс инфильтрации

4.4. Расчет затрат на изготовление типовых изделий с применением инфильтрации

4.5. Пути повышения размерной точности 122 Выводы по главе 4 125 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 128 Список литературы 130 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композиционные материалы, полученные литьевыми методами из композиций железо - оксид железа, с последующей инфильтрацией латунью высокопористых заготовок»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Инфильтрация пористых заготовок металлами является эффективным способом получения композиционных материалов с заданными свойствами. До сих пор исследования процессов инфильтрации таких материалов проводились на заготовках, полученных традиционными методами прессования и спекания порошков средней дисперсности (30-150 мкм). Такие материалы достаточно полно изучены, теоретически и экспериментально определены параметры технологии и составы для производства изделий широкой номенклатуры. Вместе с тем традиционные технологии имеют существенные ограничения по конфигурации изделий, такие как толщина стенок, форма отверстий, высота изделий и т.п., что снижает объем их производства. Данных ограничений можно избежать, если при изготовлении заготовок сложной формы использовать новые технологии порошковой металлургии, основанные на процессах литьевого формования смесей из тонких порошков (менее 30 мкм) и связующего. Однако, высокодисперсные порошки железа, получаемые, как правило, карбонильным методом, значительно дороже порошков средней дисперсности. Согласно проведенным исследованиям, применение порошков металлов в комплексе с их оксидами позволяет получать детали сложной формы литьевыми технологиями и значительно уменьшить стоимость сырья (патент РФ №2310542). Например, добавление оксида железа в состав смеси для литьевого формования позволяет получать высокодисперсную структуру заготовок с размерами пор в 10 и более раз меньше размеров пор материалов, полученных по традиционной технологии. Варьируя соотношение компонентов и содержание инфильтрата, можно получать изделия с новыми технологическими и эксплуатационными свойствами. Однако процессы инфильтрации заготовок сложной формы, полученных пресс-литьевым способом, изучены недостаточно. Особый интерес представляет инфильтрация заготовок с гетерогенной структурой, состоящей из частиц железа средней дисперсности и высокодисперсного железа с размерами пор менее 1 мкм.

Цель и задачи исследования. Научное обоснование и разработка технологии инфильтрации заготовок сложной формы, полученных литьевым формованием металлических порошков и состоящих из частиц железа средней дисперсности (30-150 мкм) и высокодисперсного железа (1-8 мкм) - продукта восстановления оксида, с размерами пор менее 1 мкм.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить особенности протекания процесса инфильтрации латунью заготовок, структура которых состоит из частиц железа средней дисперсности и высокодисперсного железа с размерами пор менее 1 мкм;

- исследовать влияние степени заполнения общего объема пор на процессы формирования структуры и свойства композиционных материалов;

- изучить влияние термической обработки материала после инфильтрации на структуру и механические свойства получаемого материала;

- установить влияние дополнительного легирования материала никелем и молибденом на структуру и механические свойства получаемого материала;

- исследовать закономерности изменения размеров, плотности и структуры композиционного материала на всех стадиях технологического передела.

Научная новизна:

1. Установлен механизм процесса инфильтрации высокопористых заготовок, полученных литьевыми методами из композиций железо - оксид железа - фенолформальдегидная смола, включающий три стадии. На первой стадии идет процесс заполнения высокодисперсных пор и растворение высокодисперсного железа. На второй стадии происходит заполнение оставшихся крупных пор и взаимного растворения фаз на основе железа и меди. На третьей стадии при охлаждении системы происходит выделение железа из пересыщенного твердого раствора и формирование структуры псевдосплава.

2. Выявлен и количественно определён дополнительный тепловой эффект, возникающий за счет выделения поверхностной энергии при растворении высокодисперсного железа в инфильтрате, способствующий повышению

скорости процесса в 2-2,5 раза по сравнению с инфильтрацией традиционных материалов из порошков железа средней дисперсности.

3. Разработан состав композиции, содержащий порошки железа (30^150 мкм), оксид железа FeзO4, порошки М и Mo и фенолформальдегидную смолу (ФФС), для получения заготовок сложной формы литьевыми методами с высокими физико-механическими свойствами: твердость НВ = 290^310, предел прочности на разрыв ав = 710^720 МПа и относительное удлинение 5 > 10,0 %.

Практическая ценность.

1. Определен состав, режимы спекания, инфильтрации и термической обработки композиционного материала и изделий сложной формы из него, позволяющие снизить максимальное отклонение размеров от номинального не более 1% и обеспечить поля допусков находятся в пределах 6-7 квалитетов.

2. Разработан технологический регламент для опытного производства изделий сложной формы из металлических порошков на основе железа, включающий операции литьевого формования, операции восстановления оксидов и спекания с последующей инфильтрацией латунью и термической обработкой изделий. Внедрение новой технологии позволяет изготавливать изделия сложной формы с высоким уровнем механических свойств, размерной точности и меньшей стоимостью. Снижение стоимости достигается за счет уменьшения стоимости исходных материалов, по сравнению с современными методами литьевого формования, а прилагаемое давление прессования (60^100 МПа) позволяет на оборудовании одинаковой мощности производить детали площадью в 10 раз больше, чем традиционными прессованием и спеканием.

3. Создан опытно-промышленный участок производства деталей по разработанной технологии мощностью до 3 тонн в месяц. Разработанный материал и технология его получения апробированы в производственных условиях для изготовления изделий «Засов» в ООО «Наномет» (г. Йошкар-Ола).

Методология и методы исследования. Методы порошковой металлургии, инфильтрационно-диффузионные методы, методы планирования эксперимента, статистические методы обработки экспериментальных данных, математические

методы определения размерной точности деталей, методы исследования физико-механических свойств, металлографические методы исследования структуры, рентгенно-флюриесцентные методы для определения химического состава и метод зондовой микроскопии.

На защиту выносятся:

1. Закономерности инфильтрации латунью заготовок, полученных литьевым формованием, состоящих из частиц железа средней дисперсности (30^150 мкм) и высокодисперсного (1^8 мкм) железа с размерами пор менее 1 мкм.

2. Влияние дополнительного теплового эффекта, возникающего за счет выделения поверхностной энергии при растворении высокодисперсного железа в инфильтрате, на скорость процесса инфильтрации.

3. Составы и режимы термической обработки композиционного материала и изделий сложной формы из него, получаемых путем инфильтрации латунью пористых заготовок изготовленных прессованием и спеканием композиций состоящих из порошка железа средней дисперсности, порошков никеля и молибдена, порошка оксида железа и ФФС.

Личный вклад автора. Представленные в диссертации научные и практические результаты разработаны с участием автора. Работы по выполнению экспериментальных и теоретических исследований, обработке данных, анализу и обобщению результатов исследований проведены автором. Доля участия автора 85 %.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы п. 6 «Разработка новых и совершенствование существующих технологических процессов производства, контроля и сертификации полуфабрикатов и изделий различного назначения из порошковых и композиционных материалов, а также материалов и изделий с покрытиями и модифицированными слоями».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты работы докладывались на международных конференциях, симпозиумах и семинарах по

техническим наукам прошедших в России: Международная молодежная научная конференция по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (г. Йошкар-Ола, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017); Международная научно-практическая конференция «Наука и образование: инновации, интеграция и развитие» (г. Уфа, 2014); 11 международная научно-технической конференция «Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия и сварка» (г. Минск, 2014); Международная научно-практическая конференция «Наука и общество в современных условиях» (г. Уфа, 2014); Международная научно-практическая конференция «Наука и образование: проблемы и тенденции развития» (г. Уфа, 2014); Ья международно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве» (г. Чебоксары, 2015); Международная научно-техническая конференция «Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и материалы - 2015» (г. Казань, 2015); Международная научно-практическая конференция «Новая наука: Современное состояние и пути развития» (г. Стерлитамак, 2015); Международная научно-практическая конференция «Новая наука: теоретический и практический взгляд» (г. Стерлитамак, 2016); Ш-я Всероссийская научно-практическая конференция «Проектирование и перспективные технологии в машиностроении, металлургия и их кадровое обеспечение» (г. Чебоксары, 2017).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 20 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основная часть содержит 154 страницы машинописного текста, 32 таблицы, 50 рисунков. Библиографический список содержит 92 источника.

Глава 1. Анализ работ в области исследований свойств и применения порошковых композиционных материалов на основе железа

Развитие современного производства напрямую связано с разработкой и созданием новых материалов, отвечающих заданным требованиям. Особый интерес представляет создание новых композиционных материалов (КМ), применение которых позволяет улучшить прочность, жаропрочность, усталостную прочность, жесткость, дает возможность варьировать в широких пределах тепло- и электропроводность, магнитные и другие характеристики материалов. Основные потребители изделий из композиционных материалов -космическая техника, энергетика, авиа- и ракетостроение, химическое машиностроение, судостроение и другие области промышленности.

Композиционные материалы - это материалы, объединившие в себе компоненты с разными свойствами. Основной компонент - матрица (основа) и наполнители (волокна, частицы). Матрицей могут быть полимерные, металлические, керамические и углеродные материалы. Наполнителями -стеклянные, борные, углеродные, органические, нитевидные материалы, металлические проволоки и высокодисперсные частицы. При составлении рецептуры композиции должны максимально эффективно использоваться индивидуальные свойства составляющих композиций, а также возможные свойства, проявляющиеся при сочетании отдельных компонентов [1-4].

Для практического внедрения технологии особенно важно получать изделия заданной формы с минимальным объемом последующей механической обработки. В этом отношении наиболее эффективны методы порошковой металлургии.

Хотя производства порошковых изделий составляет около 0,1% от общего объема производства металлов, они играют существенную роль в массовом производстве. Поскольку применение порошковой металлургии одновременно решает две задачи - формообразование и необходимый уровень физико-механических свойств не достижимые другими методами. Производство многих

сплавов реально осуществимо только из порошка, например, формование твердых металлокерамических сплавов, керметов, сплавов тугоплавких металлов -вольфрам, молибден, тантал, ниобий - или соединения этих металлов с легкоплавкими металлами, или комбинаций металлов с неметаллическими материалами. Большая часть порошковых деталей обладают хорошими физико-механическими показателями и низкой себестоимостью по сравнению с традиционными материалами.

В настоящее время, для массового производства изделий с заданными свойствами и с заданной формой все более широко применяются изделия из композиционных материалов, полученных путем инфильтрации пористого каркаса более легкоплавким металлом [5]. В настоящее время достаточно отработана технология получения композиционных материалов с размерами исходных частиц каркаса порядка 100 мкм и размерами пор порядка 20 мкм. Применяя дополнительную обработку давлением инфильтрованного каркаса, получены композиционные материалы (псевдосплавы) на основе железа и меди с

Л

высокими механическими свойствами (оВ = 690 Мпа, 5 = 2,4%, ак = 9,1 Дж/см ). В современном материаловедении можно считать устоявшимся мнение о том, что повышение дисперсности структурных составляющих может приводить к существенному увеличению механических и других свойств сплавов. Однако вопрос о том насколько это утверждение справедливо для псевдосплавов, полученных инфильтрацией пористых заготовок сложной формы, в определенной мере является открытым. Далее приводится анализ имеющихся литературных источников по данному вопросу.

1.1. Анализ методов получения псевдосплавов

Возможности развития машиностроения в значительной мере определяются широким употреблением специальных сплавов, имеющих повышенный уровень эксплуатационных свойств. Среди них важное место занимают псевдосплавы, при получении которых, традиционным сплавлением компонентов, возникает ряд

сложностей из-за плохой смешиваемости или ограниченной растворимости в жидком состоянии.

Комбинация материалов с очень различными показателями физико-механических свойств дает возможность производить материалы и детали из них, обладающие комплексом важных эксплуатационных свойств: высокой теплостойкостью, самосмазываемостью в условиях сухого трения, дугостойкостью при работе в контактной паре.

В ряде случаев у псевдосплавов открываются неожиданные свойства, которые позволяют найти новые области применения. Основная цель первых исследований [6], связанных с созданием псевдосплавов Бе-Си, состояла в повышении прочности, но дальнейшие испытания продемонстрировали, что данные псевдосплавы обладают хорошими демпфирующими свойствами, и это позволяет использовать их в конструкциях, связанных с повышением стойкости породоразрушающего и металлорежущего инструмента, и добиться значительного повышения производительности и качества обработки за счет уменьшения вибраций. Титано-магниевые псевдосплавы также разрабатывали с целью получения материалов с повышенной удельной прочностью, но оказалось, что наряду с высокими механическими свойствами они обладают отличным комплексом триботехнических характеристик, позволяющих широко использовать их в узлах трения, работающих без смазки в вакууме, воде, агрессивных средах [7,8]. Эти примеры могут быть продолжены.

В зависимости от технологии и природы используемых составляющих компонентов композиционных материалов после инфильтрации отличаются -могут иметь каркасную или матричную структуру.

Многие псевдосплавы получают методами порошковой металлургии [9], т.е. одна из составляющих используется в виде порошка. Если из порошка прессуют пористый каркас, производят спекание, пропитку расплавом металлом с меньшей температурой плавления, которые не образуют соединений и твердых растворов с материалом каркаса или плохо взаимодействующим с ним, то образуется каркасная структура, которая схематически представляется в виде двух

взаимопроникающих каркасов. При этом открываются широкие перспективы подбора свойств материалов за счет изменения концентраций и химического состава фаз. На сегодняшний день существует перечень композиционных материалов с каркасной структурой, в которых и тугоплавкая и легкоплавкая составляющие являются чистыми металлами или сплавами [5,10-11]. К ним относятся железомедные, железо-латунные, вольфрамомедные, вольфрамосеребряные, молибденомедные, титаномагниевые псевдосплавы и др. [12].

Методом жидкофазного спекания псевдосплавы получаются с матричной структурой. Матричная структура получается при изготовлении порошковых КМ методом инфильтрации, например, когда свободно насыпанный (не спечённый), порошок тугоплавкого материала пропитывается легкоплавким металлом.

Определение типа структуры: каркасная или матричная, зависит от цели, области применения и свойств материалов, использующихся при производстве композита. Для получения прочного материала рационально получить каркасную структуру, так как прочность такого КМ будет больше прочности КМ с матричной структурой. В системах при незначительных концентрациях легкоплавкой и менее прочной фазы, прочность связи между частицами спеченных порошков больше, чем прочность границ раздела и больше прочности легкоплавкого металла, поэтому для получения прочного КМ следует изготавливать псевдосплавы методом инфильтрации пористого тугоплавкого каркаса. При этом увеличивается количество участков с большей прочностью, чем при матричной структуре. Когда от материала требуется достаточно высокая прочность при повышенных температурах, композиции с каркасной структурой имеют преимущество [13-15].

В КМ с матричной структурой легкоплавкая матрица с повышением температуры теряет свою прочность, может расплавиться, и оставшуюся прочность тугоплавкой составляющей невозможно реализовать в композиции, так как матрица не может воспринимать силовое нагружение отдельно расположенными частицами прочной фазы. В результате жаропрочность таких

КМ существенно падает. В материалах каркасного типа при полном расплавлении легкоплавкого металла тугоплавкий каркас сохраняет несущую способность, а легкоплавкий металл помогает противостоять высокотемпературному нагружению за счет охлаждения, связанного с затратами теплоты на плавление и испарение (например, эрозионностойкие материалы W-Cu, W-Ag, Mo-Cu и др.).

Если прочность КМ не играет решающей роли при работе КМ, выбор структуры определяется эксплуатационными и технологическими показателями. Инфильтрация пористых металлических каркасов, с разветвленной сетью пор различного размера и формы, имеет ряд технологических особенностей при инфильтрации пучка волокон.

При инфильтрации пучка армирующих волокон скорость процесса может быть практически любой. Для пористого порошкового каркаса скорость подачи пропитывающего материала должна быть ограниченной. При слишком быстрой подаче жидкого металла он может полностью покрыть внешнюю поверхность прессовки и затруднить выход газов, а это будет препятствовать заполнению пор.

С целью улучшения прессуемости в порошок тугоплавкой фазы перед прессованием добавляют небольшое количество порошка пропитывающего металла, при этом процесс инфильтрации происходит параллельно с процессом жидкофазного спекания. Для инфильтрации волокон необходимо провести процесс с максимальной скоростью (во избежание рекристаллизации армирующих элементов), а для пористых порошковых каркасов в некоторых случаях требуется выдержка для гомогенизации, вероятность образования и роста зерен тугоплавкой фазы не возникает.

Количество тугоплавкой и легкоплавкой фаз в псевдосплавах каркасного строения определяются требуемыми свойствами материала, но при этом имеют верхний и нижний пределы, обусловленные пористостью исходного тугоплавкого каркаса. В пористом материале существует три типа пор - открытые, тупиковые и закрытые (рисунок 1.1). Открытые поры сообщаются со всеми поверхностями пористого тела, тупиковые - только с одной поверхностью, а закрытые вообще не

сообщаются с поверхностями тела. При инфильтрации жидким металлом могут заполниться только открытые и тупиковые поры.

Рисунок 1.1 - Типы пор в пористом материале: 1 - открытая; 2 - тупиковая; 3 - закрытая

Полная инфильтрация пористых спеченных или спрессованных каркасов из сеток или пучков волокон достижима уже при пористости 10 %, из-за отсутствия в таких каркасах тупиковых и закрытых пор.

1.2. Методы получения пористых каркасов для инфильтрации

Структура пористых каркасов оказывает существенное влияние на технологические режимы и методы инфильтрации [16-18]. Важными характеристиками пористого каркаса являются размеры и вид пористости (открытая, закрытая, тупиковая), форма и коэффициент извилистости пор, удельная поверхность пор [19-21]. От этих показателей зависит наиболее значимый для прохождения процесса инфильтрации показатель пористого материала - его проницаемость, т.е. способность пропускать через себя жидкость под действием приложенного давления.

Пористые каркасы получают из порошков или волокон после их формования и спекания. Эти операции могут проводиться одновременно, как при горячем прессовании. Формование производят в специально изготовленных пресс-формах, гидростатическим или изостатическим прессованием, прокаткой, мундштучным прессованием, шликерным литьем, вибрацией.

Прессование в пресс-формах осуществляется за счет сжимающих напряжений, действующих на уплотняемый порошок со стороны пуансонов и стенок матрицы. После снятия давления изделие выпрессовывается из

прессформы. В процессе прессования между порошком и стенками пресс-формы возникают силы трения, которые возрастают с увеличением давления прессования. На рисунке 1.2 приведена схема прессования в пресс-форме с перемещением матрицы относительно стержня [22].

При гидростатическом прессовании порошок или волокна засыпаются в эластичную оболочку (резина, свинец и др.) и подвергаются всестороннему гидростатическому давлению. Процесс осуществляется в герметичных камерах с использованием в качестве рабочей жидкости масла, воды, глицерина и др. Этот вид прессования характеризуется отсутствием внешнего трения, прессуемые частицы при этом перемещаются к центру заготовки. При данном виде прессования плотность и физико-механические свойства изделий по высоте равномерны. Метод позволяет получать длинные тонкостенные трубы, изделия сложной формы и больших размеров.

Разновидностью гидростатического прессования является способ, при котором эластичная оболочка с порошком помещается в жесткую пресс-форму и выполняет роль оболочки и среды одновременно для изостатической передачи давления. Оболочки изготавливают из каучука, парафина, воска, эпоксидных смол, резиновой массы и т.п.

Рисунок 1.2 - Прессование втулок в пресс-форме с перемещением матрицы относительно стержня [22]: а - заполнение матрицы порошком; б - прессование порошка

Прокатка порошков и волокон по сравнению с прямым прессованием содержит ряд преимуществ. Можно получать изделия большой длины различного профиля. Мощность станков меньше мощности прессов, а производительность выше. Прокатка порошков осуществляется в основном при горизонтальном расположении валков и поступлением порошка в зазор между валками сверху. При прохождении через зазор между гладкими валками получается лента, пористость которой определяется характеристикой и количеством порошка, поступающего из бункера, размером зазора, скоростью прокатки и т.д. Порошок поступает в область деформации под действием собственного веса или пропускается принудительно. Минус прокатки в ограничении толщины ленты и невозможность изготовления изделий сложной конфигурации. Схема циклического прессования показана на рисунке 1.3. В зависимости от профиля рабочей поверхности пуансона и давления можно получать различную степень

обжатия. Метод позволяет получать изделия с толщиной, равной ширине.

Рисунок 1.3 - Последовательность операций при получении полос большой толщины непрерывным прессованием порошка: I - исходное положение; II, V - прессование; III - подъем

пуансона; IV - перемещение плиты

Еще одним способом получения пористых изделий является шликерное литье - это формование заготовок без приложения давления, то есть заливкой шликера, шликер - это однородная концентрированная взвесь порошка в жидкости (вода с добавками хлорного железа, соляная кислота, алгинат аммония и т.п.). Ее заливают в пористую форму (гипсовую), которая впитывает в себя жидкость и испаряет ее через свою поверхность. Далее следует сушка и спекание [23-24]. Добавки препятствуют образованию конгломератов частиц, способствуют образованию устойчивых коллоидных суспензий и улучшают условия смачивания. Для шликерного литья тяжелых порошков в качестве жидкости используют глицерин, расплав парафина и др. Шликерное литье можно осуществляют под давлением, в вакууме и центробежным способом.

Одним из вариантов является шликерное литье в неадсорбирующих формах с вымораживанием жидкости [25]. Заполненную шликером металлическую форму помещают в ванну из смеси бензина и "сухого" льда (твердой углекислоты) и вымораживают при - 40 °С некоторое время. Полученные отливки извлекают из формы и помещают в вакуумную камеру для просушки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соловьева Екатерина Вениаминовна, 2017 год

Список литературы

1. Андриевский Р.А. Порошковое материаловедение - М.: Металлургия, 1991.-205 с.

2. Анциферов В.Н., Бездудный Ф.Ф. и т.д. Новые материалы. - М.: МИСИС, 2002.-736 с.

3. Анциферов В.Н., Бобров С.Н. Практическая металография порошковых материалов / Пермс. Гос. Техн. Ун-т. Пермь, 1999.-93 с.

4. Арзамасов Б.Н., Сидорин И.И., Косолапов Г.Ф. Материаловедение. 2-е изд. -М.: Машиностроение, 1986.-384 с.

5. Е.В. Звонарев. Инфильтрованные материалы и их примеси/ Е.В. Звонарев, Л.Н. Дьячкова, В.Н. Шелехина, Г.А. Миронович// Порошковая металлургия. - Минск-2004. - выпуск 27.-с. 95-99.

6. Л.Н. Дьячкова. Порошковые материалы на основе железа/ Л.Н. Дьячкова, Л.Ф. Керженцева, Л.В. Маркова, - Минск: Томник, 2004 - 228с.

7. Бабич Б.Н., Вершинина Е.В., Глебов В.А. и др. Металлические порошки и порошковые материалы - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 520 с.

8. Анциферов В.Н., Акименко В.Б., Гревнов Л.М. Порошковые легированные стали - М.: Металлургия, 1991.-318 с.

9. Бальшин М.Ю., Кипарисов С.С. Основы порошковой металлургии -М.: Металлургия, 1978.-184 с.

10. Андреева А.В.Основы физикохимии и технологии композитов. 2001 г. 193 с.

11. Карпинос Д.М., Тучинский Л.И., Вишняков Л.Р., и др. - Физика и химия обработки материалов, 1972, №6, с. 107-113.

12. Спеченные материалы для электротехники и электроники: Справочник / Под ред. Гнесина Г.Г. М.: Металлургия, 1981. 344 с.

13. Бабич Б.Н., Вершинина Е.В., Глебов В.А. и др. Металлические порошки и порошковые материалы - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 520 с.

14. Ермаков Н. Ф., Вязников С. С. Порошковые стали и изделия. Л.: Машиностроение, 1990. - 319 с.

15. Витязь П. А., Капцевич В. М., Шелег В.К. Пористые порошковые материалы и изделия из них. - Минск. Высшая школа, 1987.-164 с.

16. Суздалев Н.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006. - 592 с. (Синергетика: от прошлого к будущему).

17. Акименко В.Б., Буланов В.Я., Гуляев И.А., Залазинский Г.Г., Калашникова О.Ю., Щенникова Т.Л., Анциферов В.Н. Состав, структура и свойства железных и легированных порошков. - Екатеринбург: УИФ «Наука», 1996.-351 с.

18. Дьячкова Л.Н., Воронецкая Л.Я. Влияние методов получения композиционных инфильтрированных материалов на основе железа на их свойства // Порошковая металлургия (Минск). 1999. -№22.-С. 97-100.

19. Сумм БД., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. 232 с.

20. Боровский И.Б., Гуров К.П., Марчукова И.Д., Угасте Ю.Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах. М.: Наука, 1973. 360 с.

21. Елютин В.П., Котиков В.И., Лысое Б.С. Высокотемпературные материалы: Получение и физико-химические свойства высокотемпературных материалов. М.: Металлургия, 1973» ч. 2, с. 464

22. Айзенкольб Ф. Успехи порошковой металлургии. - М.: Металлургия, 1989. -570 с.

23. Дорофеев Ю.Г., Мариненко Л.Г., Устименко В.И. Конструкционные порошковые материалы и изделия - М.: Металлургия 1986.-144 с.

24. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов -М.: Металлургия, 1983. - 360 с.

25. Жаворонков М.А., Левченко Г.В., Минакова Р.В., Теодорович О.К. -Порошковая металлургия, 1979, №4, с. 72-77.

26. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия: - 3-е изд., перераб. -М.: Металлургия, 1991.-432с.

27. Витязь П.А., Президиум НАН Беларуси, Ильющенко А.Ф., Государственное научно-производственное объединение порошковой металлургии, Савич В.В.

Институт порошковой металлургии, г. Минск, Порошковая Металлургия В Мире И В Беларуси: 1990-2010. Состояние, Проблемы, Перспективы.

28. Пумпянская Т.А., Буланов В.Я., Зырянов В.Г. Атлас структур порошковых материалов на основе железа. - М.: Наука, 1986.-263 с.

29. Способ получения изделий из пористого демпфирующего материала №2279950 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт стали и сплавов» (технологический университет) (RU) Ермилов Александр Германович (RU), Лопатин Владимир Юрьевич (RU), Шмагин Николай Павлович (RU) 09.12.2004

30. Ермилов А.Г., Лопатин В.Ю. Получение пористых металлических изделий из оксидного сырья совмещенным процессом восстановления-спекания//Сб. трудов международной научно-технической конференции «Порошковая металлургия в автотракторном машиностроении». г. Минск, 2007г. с. 70-73.

31. Гончарова О.Н. Порошковые инфильтрованные материалы Fe-Ni-Cu на основе механически активированных шихт: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.16.06. / Гончарова Ольга Николаевна. - Новочеркасск 2012. - 16 с.

32. Довыденков В.А. Теоретические и экспериментальные основы формирования состава композиций из порошков металлов, их оксидов и связующего для получения фасонных металлозаготовок В.А. Довыденков, Н.Г. Санникова, О.С. Мерзлякова// Новые материалы и технологии их получения: Материалы VМеждунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 15-17 ноября 2011 г. /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: ЛИК, 2011г. с. 19-23.

33. Довыденков В.А. Исследование и создание композиций на основе порошков металлов, их оксидов и углерода для получения фасонных заготовок с заданными свойствами: автореф. дис. док. тех. наук 05.02.01. / Довыденков Владислав Андреевич. - М, 2009. 42 с.

34. Libb R.S., Paterson B.R., Meflin M.A. Production and Evaluation of PM Injection Mouldings//Annu. Powder Met. Conf. Proc. Boston, Mass, May 18-21, 1986 - Prinston, 39, 1986 - pp. 95-104.

35. Прокошкина Д.С., Родин А.О., Есин В.А. Объёмная диффузия железа в меди // Физика металлов и металловедения. 2012. Т. 113. №6. С. 615.

36. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка, 1972, 196 с.

37. Матусевич А.С. Композиционные материалы на металлической основе. Мн.: Наука и техника, 1978. - 216 с.

38. Белов С. В. Пористые материалы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1981.247 с.

39. Белов С.В. Пористые материалы в машиностроении / 2-е. изд - М.: Машиностроение, 1981.-247 с.

40. Витязь П А , Капцевич В М., Шелег В.К. Пористые порошковые материалы и изделия из них. - Минск. Высшая школа, 1987.-164 с

41. Боровский И.Б., Гуров К.П., Марчукова И.Д., Угасте Ю.Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах. М.: Наука, 1973. 360 с.

42. Анциферов В.Н., Бездудный Ф.Ф. и т.д. Новые материалы. - М.: МИСИС, 2002.-736 с.

43. Braun R., Feller-Kniepmeier M. Diffusion of chromium in а-iron // physica Status Solidi (a), 1985. V 90. Iss. 2. P. 553-561.

44. Taborsky L., Sebo P., Sadovsky J. - Kovove Mater., 1981, v. 19, № 2, S. 210-216.

45. Metal-Matrix Composites: Status and Prospects. Rep. of the ad. Hoc. Comittee on Metal-Matrix Compos. Washington, National Academy of Science, 1974, № 12, 37 p.

46.МИ B.K, CrossmanF.W. -J. Composite Materials, 1982, v. 16, №5, p. 183-203.

47. By Jan Tengzelius, Hoganas AB PM Steel Components with the Strength of Wrought Steels // Presented at PMAsia 2007 in Shanghai, China, on April 3, 2007

48. Дьячкова Л.Н., Витязь П.А., Воронецкая Л.Я. Псевдосплавы сталь-медный сплав антифрикционного назначения // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка. Материалы докладов 10-й международной науч.-техн. конф. Минск, 12-14 сентября 2012 г., Минск, 2012 - с.52-54.

49. L.N. Dyachkova. Effect of Steel Skeleton composition on the triboenginering properties of steel copper pseudo alloys produced by infiltration / L.N. Dyachkova, L.F. Kerzentseva, P.A. Vityaz //Jornal of Friction and wear. 2010, Vol 31, №4, - р. 270-275.

50. И. H. Францевич, О. К. Теодорович, Вопросы порошковой металлургии и прочности материалов, Изд-во АН УССР, 2, 81 (1955).

51. Либенсон Г.А. Производство спечённых изделий - М.: Металлургия, 1982.-256 с.

52. Ильюшенко Т.А., Севастьянов Е.С., Киреев П.Н. Высокоплотные порошковые стали и технологии изготовления из них конструкционных деталей сложной формы, Глава 11: Сб. науч. тр./ 50 лет порошковой металлургии Белоруси. История, достижения, перспективы:/ ред.кол.: А. Ф. Ильюшенко - Минск, 2010.632 с.

53. Карабасова Ю.С. Новые материалы - М.: Мисис, 2002.-735 с.

54. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки.- М.: Металлургия, 1986, 208 с.

55. Л.Н. Дьячкова. Получение антифрикционных композиционных порошковых инфильтрованных материалов на основе железа для тяжело нагруженных узлов трения: автореф. дис. док. тех. наук 05.16.06. / Дъячкова Лариса Николаевна. -Минск - 2013 -47 с.

56. Гречнюк Р.Л., Ермаков Т.Н., Сучков А.Б. - В кн.: Прямое получение железа и порошковая металлургия: Науч. тр./ЦНИИЧМ. М.: Металлургия, 1980, №5, с. 6872.

57. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Т. 1: Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1962. 608 с.

58. Эллиот Р. П. Структуры двойных сплавов. Справочник: Пер. с англ. М,: Металлургия, 1970. Т. 1. 456 с, т. 2. - 472 с.

59. Францевич И.Н., Бойко Е.Б. - Порошковая металлургия, 1964, № 1, с. 44-45.

60. Теодорович О. Х., Францевич И. М. - Порошковая металлургия, 1961, № 6, с. 35-43.

61. Францевич И.Н., Бойко Е.Б. - Порошковая металлургия, 1963, № 2, с. 96-103.

62. M. Hebda, J. Kazior / The influence of compaction pressures on the mechanical properties of infiltrated sintered austenitic stainless steel AISI 316 L.// Proc. of the PM. 2007 Euro Congress, Toulouse, 2007 - Vol.1, p. 79-84.Radu L. Orban, Roxana M. Piticescu, Radu R Piticesku, Mariana Lucaci/ Al2O3 - NiAl Composites processed by reactive infiltration // proc. of the pm 2007 Euro Congress. Toulouse, 2007 - Vol.1, p. 79-84.

63. Кольцов В.П., Берент В.Я., Поштала А.С, Семенов М.Е. - Порошковая металлургия, 1975, № 7, с. 93-98.

64. Мельников ВТ., Юдина Т.Ф., Алешенкова Е.А. - Порошковая металлургия, 1978, №3, с. 105-107.

65. Shahparast F, Davies B.L. - Wear, 1978, v. 50, № 1, p. 145-153.

66. Спеченные материалы для электротехники и электроники: Справочник под ред. Гнесина Г.Г. / М. Металлургия, 1981, с. 344.

67. KlefferK., JanggG., CroszF. Powder Metallurge International, 1971, V. 3, №4, р. 179-183.

68. J.P. Kruth. S. Kumar // Bronze infiltration into laser sintered metal parts. Intermetallics, Vol 15, №2, 2007, р. 400-407.

69. Kieffer K., Jangg G., Crosz F. - Powder Metallurgy International, 1971, v. 3, №4, p. 179-183.

70. TeikoObuchi, Teruhisa Watanabe - J. of Japan Society of Powder Metallurgy, 1970, v.16, №8, p. 351-355.

71. Колесниченко Л.Ф., Попченко Ю.А., Юшманов А.В., Заболотный Л*В. - Порошковая металлургия, 1970, № 9, с. 27-33.

72. Radu L. Orban, Roxana M. Piticescu, Radu R Piticesku, Mariana Lucaci/ Al2O3 -NiAl Composites processed by reactive infiltration // proc. of the pm 2007 Euro Congress. Toulouse, 2007 - Vol.1, p. 79-84.

73. Metal powder report print your own prototype. 2006. №5 р. 28-30.

74. Теодорович О.К., Францевич И.Н. Порошковая металлургия, 1961,№6, с. 6369.

75. Bauer O., Hansen M. - Z. Metallkunde, 1934, 26, № 6, p. 121-129.

76. Haworth J.B., Hume - Rotheryw. - philos. Mag., 1952, 43, № 341, p. 613-629.

77. Крагельский И.В. Трение и износ. - М.: Машгиз. 1962. - 883 с.

78. Виноградов Г. А. и др. Прессование и прокатка металлокерамических материалов. М., Машгиз, 1963.

79. Джонс ВД. Прессование и спекание: Пер. с англ. М.: Мир, 1965,404 с.

80. ГОСТ 2409-95 Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения.

81. Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения / Г. Готтштайн пер. с англ. К.Н. Золотовой, Д.О. Чаркина, под ред. В.П. Зломакова. М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009, 400 с.

82. Ювелирное и художественное литье по выплавляемым моделям сплавов меди/ Урвачев В.П., Кочетков В.В., Горина Н.Б. - Челябинск: Металлургия Челябинское отделение, 1991. -168 с.

83. ГОСТ 18318-94. Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием.

84. ГОСТ 23402-78 Порошки металлические. Микроскопический метод определения размеров частиц.

85. Елютин В.П., Костиков В.И., Лысов Б.С. Высокотемпературные материалы: Получение и физико-химические свойства высокотемпературных материалов. М.; Металлургия, 1973» ч. 2, с. 464.

86. Федорченко ИМ., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. Киев: Изд-во АН УССР, 1961. 420 с.

87. Еременко ВЛ., Лесник НД. - В кн.: Поверхностные явления в металлах и сплавах и их роль в процессах порошковой металлургии. Киев: Изд-во АН УССР, 1961, с. 155-177.

88. Гречнюк Р. А. Сопоставление размерных методов определения дисперсности тонких порошков металлов и металлоподобных соединений. Получение, свойства и применение тонких металлических порошков, - Киев, 1971. с. 166-179.

89. Довыденков, В.А. Технология изготовления деталей сложной формы путем формования и спекания композиций из порошков железа, его оксидов и

связующего / В.А. Довыденков, О.С. Зверева // Порошковая металлургия: ее сегодня и завтра к 60-летию Института проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины: сб. докл. ПМ 2012, Украина, 27-30 ноября 2012. -2012. - С. 37.

90. Довыденков В.А., Зверева О.С. Технология изготовления деталей сложной формы путем формования и спекания композиций из порошков железа, его оксидов и связующего / В.А. Довыденков, О.С. Зверева // Порошковая металлургия, 2013, № 9/10 с. 137-143.

91. ГОСТ 25349-88 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков деталей из пластмасс.

92. Зверева О.С. Исследование и разработка композиций на основе порошков железа, его оксидов и связующего для получения фасонных металлозаготовок: автореф. дис. док. тех. наук. 05. 16. 09./ Зверева Оксана Сергеевна - Йошкар-Ола -2016 -20 с.

Приложение А

Расчет стоимости партии деталей при различных способах

инфильтрации 1. Инфильтрация в герметичном контейнере

Стоимость операции инфильтрации включает следующие статьи затрат:

- зарплата основного рабочего;

- затраты на содержание и эксплуатацию оборудования;

- затраты на накладные расходы.

Расчет производится для партии деталей в количестве 1000 штук в расчете на 1 деталь массой 0,01 кг.

1.1. Затраты на зарплату основному рабочему Производительность операции - 0,01 н-час Норма оплаты рабочего 100 руб./час. Тогда зарплата основного рабочего составляет 1 руб. Дополнительная зарплата и отчисления 0,4 руб.

1.2. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования определяют:

= Ло6 - - с 6 + с,л + с. + с - с

пар ъчр (11)

где Аоб - амортизация оборудования, руб.;

Апи - амортизация приспособлений и оснастки, руб.;

Сроб - затраты на текущий ремонт оборудования, руб.;

Сэл - затраты на электроэнергию, руб.;

Св - затраты на воду, руб.;

Спар - затраты на пар (вентиляцию), руб.;

Спнр - прочие неучтенные расходы, руб.

Согласно учетной политики, проводимой предприятием, способ начисления амортизации на оборудование линейный. Величину амортизации оборудования и приспособлений определяют по формуле: С

А = —; (1.2)

где С - стоимость оборудования или приспособлений, руб. Тпи - срок полезного использования, мес.

Аоб 345277 96 = 3596,6 руб.

А = Апи 100000 96 = 1041,6 руб.

Затраты на текущий ремонт оборудования определяются в соответствии с

формулой:

(1.3)

где Соб - стоимость оборудования, руб.;

Нроб - норматив отчислений на текущий ремонт оборудования, %. Для данного типа оборудования составляет 2,5%.

Сроб = 345277-2,5/100 = 8631,9 руб.

Затраты на электрическую энергию, пар, воду определяются исходя из расхода на выполнение плана выпуска и стоимости единицы ресурсов. Расходы на

электрическую энергию определяются по формуле:

С.эл=р-м-ц (14)

где Р - производительность оборудования, шт./час; М - мощность используемого оборудования; кВт/час Ц - стоимость 1кВт электроэнергии, руб.

Производительность оборудования определяется по формуле:

(1-5)

где N - количество деталей, шт. т - время работы оборудования, час. Р = 0,04 шт./час

М = 37 кВт/час (для камерной печи КБ 800/37) Ц = 6,50 руб./кВт (данные на август 2017 г.) Затраты на электрическую энергию:

Сэл = 0,04 • 37 • 6,5 = 9,62 руб./шт.

Св=^в'Сл/ (16)

Ж 3

где " В - расход воды на выполнение плана выпуска, м ,

С з

- стоимость 1 м воды, руб.

Св =0,2-16 = 3,2 руб.

Затраты на обеспечение вентиляции:

С,юр=Р-М.Ц

Р = 0,05 шт./час

М = 0,37 кВт/час (для вытяжки) Ц = 4,70 руб./кВт (данные на август 2017 г.)

С = 0,05 • 0,37 • 4,70 = 0,09 -

пар ■> ■> ■> руо.

Прочие неучтенные расходы статьи принимаются в размере 2 % от суммы вышеперечисленных расходов:

(1.7)

Спрн = 0,02 • ^596,6 +1041,6 + 8631,9 + 9,62 + 0,67 + 0,09 > 268,3 руб.

Для данного варианта технологии инфильтрации в расчете на 1 деталь: Аоб - 3,5966 руб.; Апи - 1,0416 руб.; Сроб - 8,6319 руб.; Сэл - 0,0096 руб.; Св - 0,0032 руб.; Спар - 0,0001 руб.; Спнр - 0,2656 руб.

Тогда затраты на эксплуатацию оборудования составляют: С = 3,5966 +1,0416 + 8,6319 + 0,0096 + 0,0032 + 0,0001 + 0,2656 = 13,55 руб./шт.

1.3 Затраты на накладные расходы Затраты на накладные расходы составляют 200% от затрат на зарплату рабочего. Тогда при основной зарплате рабочего в расчете на 1 деталь 1 руб. накладные расходы будут составлять 2 руб.

Стоимость операции инфильтрации в контейнере с плавким затвором составляет 16,95 руб./шт.

2. Инфильтрация в проходной печи

2.1. Затраты на зарплату основному рабочему Производительность операции - 0,01 н-час Норма оплаты рабочего 100 руб./час. Тогда зарплата основного рабочего составляет 1 руб. Дополнительная зарплата и отчисления 0,4 руб.

2.2. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

Затраты на текущий ремонт оборудования:

Сроб= 247852-2,5/100 = 6196,3 руб.

Затраты на электрическую энергию:

Сэл = 0,02 • 30 • 6,5 = 3,9 руб./шт.

Затраты на воду:

Св =0,2-16 = 3,2 руб.

Затраты на обеспечение вентиляции: С = 0,05 • 0,37 • 4,70 = 0,09 г

пар руб_

Прочие неучтенные расходы статьи принимаются в размере 2 % от суммы

вышеперечисленных расходов:

Спрн = 0,02 • <065,4 + 416,7 + 6196,3 + 3,9 + 0,67 + 0,095= 174,72 руб.

Для данного варианта технологии инфильтрации в расчете на 1 деталь: Аоб - 2,0654 руб.; Апи - 0,4167 руб.; Сроб - 6,1963 руб.; Сэл - 0,0039 руб.;

Св - 0,0007 руб.; Спар - 0,0001 руб.; Спнр - 0,1736 руб.

Тогда затраты на эксплуатацию оборудования составляют:

С = 2,0654 + 0,4167 + 6,1963 + 0,0039 + 0,0032 + 0,0001 + 0,1736 = 8,85 руб./шт.

2.3 Затраты на накладные расходы При основной зарплате рабочего в расчете на 1 деталь 1 руб. накладные расходы будут составлять 2 руб.

Стоимость операции инфильтрации в контейнере с плавким затвором составляет 12,25 руб./шт.

3. Инфильтрация в индукторе

3.1. Затраты на зарплату основному рабочему Производительность операции - 0,02 н-час Норма оплаты рабочего 100 руб./час. Тогда зарплата основного рабочего составляет 2 руб. Дополнительная зарплата и отчисления 0,8 руб.

3.2. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

А 232500 __ г

Аоб = -= 2412,9 руб.

96

А 30000 -

Апи= —— = 500 руб. 60

Затраты на текущий ремонт оборудования:

Сроб= 232500-2,5/100 = 5812,5 руб.

Затраты на электрическую энергию:

Сэл = 0,02 • 20 • 6,5 = 2,6 руб./шт.

Затраты на воду: Св =0,2-16 = 3,2 руб.

Затраты на обеспечение вентиляции: С = 0,05 • 0,37 • 4,70 = 0,09

пар

руб.

Прочие неучтенные расходы статьи принимаются в размере 2 % от суммы вышеперечисленных расходов:

Спрн = 0,02 • <412,9 + 500 + 5812,5 + 2,6 + 3,2 + 0,09^= 175,33 руб.

Для данного варианта технологии инфильтрации в расчете на 1 деталь: Аоб - 2,4129 руб.; Апи - 0,5000 руб.; Сроб - 5,8125 руб.; Сэл - 0,0026 руб.; Св - 0,0032 руб.; Спар - 0,0001 руб.; Спнр - 0,1746 руб.

Тогда затраты на эксплуатацию оборудования составляют: С = 2,4129 + 0,5000 + 5,8125 + 0,0018 + 0,0032 + 0,0001 + 0,1746 = 8,90руб./шт.

3.3 Затраты на накладные расходы При основной зарплате рабочего в расчете на 1 деталь 1 руб. накладные расходы будут составлять 4 руб.

Стоимость операции инфильтрации в контейнере с плавким затвором составляет 13,70 руб./шт.

«Прямоугольник» после операции - прессование

№ детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3 № детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3

1 10,15 10,92 55,12 31,86 5,21 155 10,15 10,96 55,12 31,83 5,19

2 10,14 10,92 55,15 31,82 5,21 156 10,14 10,95 55,11 31,83 5,20

3 10,14 10,94 55,10 31,86 5,21 157 10,14 10,93 55,08 31,87 5,22

4 10,15 10,96 55,12 31,89 5,20 158 10,13 10,91 55,08 31,88 5,24

5 10,17 10,91 55,09 31,84 5,21 159 10,16 10,89 55,08 31,88 5,23

6 10,15 10,96 55,10 31,84 5,19 160 10,16 10,90 55,11 31,77 5,21

7 10,15 10,90 55,09 31,84 5,22 200 10,15 10,92 55,14 31,86 5,21

8 10,15 10,91 55,09 31,78 5,21 201 10,14 10,93 55,09 31,83 5,21

9 10,14 10,94 55,07 31,86 5,22 202 10,14 10,95 55,08 31,87 5,21

10 10,13 10,98 55,12 31,86 5,20 203 10,14 10,93 55,06 31,86 5,22

50 10,15 10,88 55,11 31,82 5,23 204 10,16 10,93 55,10 31,83 5,20

51 10,17 10,90 55,10 31,85 5,21 205 10,17 10,93 55,13 31,86 5,20

52 10,16 10,90 55,15 31,88 5,22 206 10,14 10,92 55,10 31,83 5,22

53 10,12 10,95 55,06 31,85 5,22 207 10,15 10,93 55,09 31,85 5,21

54 10,14 10,98 55,12 31,88 5,19 208 10,13 10,92 55,11 31,86 5,23

55 10,14 10,94 55,10 31,80 5,20 209 10,15 10,94 55,07 31,87 5,21

56 10,14 10,99 55,12 31,87 5,19 210 10,15 10,99 55,10 31,85 5,18

57 10,16 10,89 55,10 31,83 5,22 251 10,17 10,92 55,10 31,86 5,21

58 10,17 10,89 55,10 31,84 5,22 252 10,14 10,94 55,09 31,83 5,21

58 10,14 10,98 55,10 31,86 5,19 253 10,14 11,01 55,12 31,90 5,18

60 10,18 10,93 55,11 31,86 5,20 254 10,12 10,98 55,05 31,91 5,22

100 10,14 10,93 55,08 31,85 5,22 255 10,17 10,91 55,10 31,83 5,21

101 10,14 10,97 55,09 31,82 5,19 256 10,16 10,93 55,10 31,83 5,20

102 10,15 10,93 55,14 31,86 5,21 257 10,15 10,98 55,08 31,88 5,19

103 10,13 10,93 55,11 31,86 5,22 258 10,14 10,97 55,15 31,86 5,19

104 10,14 10,93 55,10 31,89 5,22 259 10,15 10,94 55,14 31,88 5,21

105 10,18 10,89 55,11 31,88 5,22 260 10,14 10,92 55,13 31,86 5,22

106 10,14 10,94 55,11 31,86 5,21 290 10,13 10,98 55,08 31,87 5,20

107 10,15 11,01 55,12 31,86 5,17 291 10,14 10,97 55,06 31,87 5,20

108 10,15 10,89 55,13 31,85 5,23 292 10,15 10,93 55,13 31,87 5,21

109 10,16 10,90 55,14 31,87 5,22 293 10,15 10,88 55,13 31,86 5,23

110 10,15 10,97 55,09 31,82 5,19 294 10,14 10,95 55,08 31,90 5,22

150 10,17 10,89 55,10 31,81 5,21 295 10,12 10,97 55,12 31,91 5,21

151 10,14 10,93 55,12 31,82 5,21 296 10,12 10,94 55,04 31,87 5,23

152 10,14 10,95 55,09 31,82 5,20 297 10,13 10,95 55,11 31,85 5,21

153 10,15 10,92 55,12 31,86 5,21 298 10,15 10,96 55,12 31,83 5,19

154 10,14 10,92 55,15 31,82 5,21 299 10,14 10,95 55,11 31,83 5,20

«Прямоугольник» после операции - деструкция связующего

№ детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3 № детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3

1 9,87 10,63 53,50 30,20 5,38 155 9,87 10,58 53,42 30,32 5,44

2 9,88 10,59 53,54 30,25 5,40 156 9,89 10,54 53,45 30,29 5,44

3 9,89 10,58 53,44 30,22 5,40 157 9,89 10,56 53,45 30,33 5,43

4 9,90 10,56 53,47 30,24 5,41 158 9,89 10,55 53,42 30,30 5,44

5 9,90 10,56 53,45 30,22 5,41 159 9,88 10,60 53,50 30,29 5,41

6 9,87 10,56 53,45 30,18 5,42 160 9,87 10,56 53,44 30,31 5,44

7 9,89 10,61 53,57 30,24 5,38 200 9,89 10,60 53,46 30,42 5,43

8 9,88 10,56 53,50 30,19 5,41 201 9,89 10,59 53,55 30,36 5,41

9 9,88 10,60 53,48 30,26 5,40 202 9,91 10,56 53,51 30,38 5,43

10 9,90 10,56 53,40 30,21 5,41 203 9,89 10,54 53,47 30,35 5,45

50 9,89 10,56 53,46 30,22 5,41 204 9,89 10,61 53,53 30,34 5,40

51 9,89 10,60 53,49 30,18 5,38 205 9,87 10,61 53,40 30,34 5,43

52 9,89 10,56 53,48 30,24 5,41 206 9,91 10,58 53,52 30,35 5,41

53 9,87 10,56 53,45 30,22 5,42 207 9,90 10,57 53,45 30,37 5,43

54 9,89 10,60 53,48 30,22 5,39 208 9,90 10,60 53,57 30,40 5,41

55 9,87 10,59 53,48 30,23 5,41 209 9,89 10,58 53,52 30,36 5,42

56 9,88 10,57 53,50 30,27 5,42 210 9,90 10,55 53,48 30,37 5,44

57 9,87 10,56 53,40 30,28 5,44 251 9,90 10,55 53,46 30,35 5,44

58 9,90 10,56 53,40 30,43 5,45 252 9,90 10,61 53,54 30,41 5,41

58 9,89 10,58 53,43 30,38 5,43 253 9,89 10,61 53,58 30,39 5,41

60 9,90 10,59 53,45 30,38 5,42 254 9,88 10,58 53,45 30,38 5,44

100 9,88 10,56 53,50 30,38 5,44 255 9,90 10,58 53,53 30,36 5,41

101 9,89 10,58 53,57 30,38 5,42 256 9,88 10,65 53,48 30,40 5,40

102 9,89 10,59 53,53 30,31 5,41 257 9,88 10,62 53,47 30,42 5,42

103 9,90 10,54 53,55 30,34 5,43 258 9,88 10,59 53,47 30,33 5,42

104 9,90 10,58 53,56 30,34 5,41 259 9,90 10,58 53,53 30,41 5,42

105 9,89 10,58 53,43 30,39 5,44 260 9,90 10,57 53,51 30,39 5,43

106 9,90 10,58 53,50 30,20 5,39 290 9,90 10,55 53,47 30,37 5,44

107 9,88 10,57 53,50 30,27 5,42 291 9,86 10,68 53,52 30,32 5,38

108 9,88 10,58 53,51 30,32 5,42 292 9,88 10,62 53,46 30,42 5,42

109 9,88 10,56 53,50 30,32 5,43 293 9,87 10,58 53,53 30,37 5,43

110 9,89 10,52 53,52 30,35 5,45 294 9,84 10,63 53,35 30,12 5,40

150 9,90 10,59 53,57 30,23 5,38 295 9,88 10,53 53,43 30,21 5,43

151 9,88 10,58 53,50 30,34 5,43 296 9,86 10,61 53,40 30,17 5,40

152 9,87 10,55 53,39 30,29 5,45 297 9,89 10,49 53,39 30,21 5,45

153 9,89 10,59 53,44 30,29 5,41 298 9,88 10,56 53,35 30,16 5,42

154 9,87 10,63 53,50 30,20 5,38 299 9,87 10,58 53,42 30,32 5,44

«Прямоугольник» после операции - восстановительный отжиг в форвакууме

№ детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3 № детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3

1 9,67 10,41 52,59 28,14 5,32 155 9,70 10,43 52,62 28,14 5,29

2 9,66 10,44 52,49 28,11 5,31 156 9,65 10,42 52,50 28,11 5,32

3 9,69 10,42 52,66 28,22 5,31 157 9,66 10,40 52,57 28,22 5,34

4 9,70 10,38 52,61 28,16 5,32 158 9,69 10,40 52,64 28,16 5,31

5 9,67 10,39 52,57 28,14 5,33 159 9,66 10,40 52,52 28,14 5,33

6 9,69 10,36 52,60 28,18 5,34 160 9,69 10,41 52,57 28,18 5,31

7 9,70 10,36 52,63 28,10 5,31 200 9,69 10,44 52,74 28,10 5,27

8 9,67 10,46 52,53 28,18 5,30 201 9,65 10,43 52,69 28,18 5,31

9 9,70 10,42 52,57 28,22 5,31 202 9,65 10,38 52,60 28,22 5,36

10 9,68 10,36 52,51 28,21 5,36 203 9,68 10,38 52,52 28,21 5,35

50 9,69 10,36 52,55 28,23 5,35 204 9,67 10,41 52,67 28,23 5,32

51 9,68 10,39 52,45 28,20 5,35 205 9,67 10,45 52,55 28,20 5,31

52 9,67 10,37 52,57 28,21 5,35 206 9,67 10,37 52,49 28,21 5,36

53 9,69 10,44 52,55 28,21 5,31 207 9,66 10,43 52,69 28,21 5,31

54 9,68 10,39 52,50 28,16 5,33 208 9,64 10,41 52,57 28,16 5,34

55 9,67 10,40 52,52 28,21 5,34 209 9,69 10,43 52,59 28,21 5,31

56 9,70 10,37 52,49 28,19 5,34 210 9,67 10,43 52,52 28,19 5,32

57 9,69 10,36 52,45 28,21 5,36 251 9,68 10,46 52,66 28,21 5,29

58 9,67 10,43 52,52 28,17 5,32 252 9,68 10,41 52,55 28,17 5,32

58 9,68 10,37 52,53 28,17 5,34 253 9,68 10,39 52,61 28,17 5,32

60 9,67 10,38 52,42 28,16 5,35 254 9,68 10,41 52,64 28,16 5,31

100 9,69 10,42 52,45 28,16 5,32 255 9,69 10,39 52,44 28,16 5,33

101 9,67 10,42 52,44 28,17 5,33 256 9,67 10,42 52,59 28,17 5,32

102 9,70 10,41 52,51 28,25 5,33 257 9,64 10,36 52,43 28,25 5,40

103 9,71 10,36 52,55 28,26 5,35 258 9,69 10,39 52,64 28,26 5,33

104 9,71 10,36 52,55 28,28 5,35 259 9,67 10,42 52,56 28,28 5,34

105 9,70 10,39 52,59 28,25 5,33 260 9,67 10,41 52,72 28,25 5,32

106 9,69 10,42 52,56 28,21 5,32 290 9,69 10,43 52,56 28,21 5,31

107 9,70 10,39 52,67 28,24 5,32 291 9,67 10,45 52,66 28,24 5,31

108 9,69 10,40 52,56 28,24 5,33 292 9,68 10,41 52,51 28,24 5,34

109 9,65 10,39 52,47 28,17 5,35 293 9,66 10,41 52,50 28,17 5,34

110 9,67 10,36 52,50 28,21 5,36 294 9,65 10,43 52,51 28,21 5,34

150 9,67 10,38 52,57 28,18 5,34 295 9,65 10,38 52,42 28,18 5,37

151 9,69 10,42 52,66 28,22 5,31 296 9,66 10,41 52,47 28,22 5,35

152 9,70 10,38 52,61 28,16 5,32 297 9,68 10,43 52,53 28,16 5,31

153 9,67 10,39 52,57 28,14 5,33 298 9,67 10,38 52,53 28,14 5,34

154 9,69 10,36 52,60 28,18 5,34 299 9,70 10,43 52,62 28,18 5,29

«Прямоугольник» после операции - спекание

№ детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3 № детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3

1 9,58 10,4 52,57 27,92 5,33 155 9,64 10,41 52,60 27,94 5,29

2 9,59 10,36 52,56 27,84 5,33 156 9,61 10,37 52,45 27,87 5,33

3 9,65 10,36 52,40 27,83 5,31 157 9,57 10,40 52,51 27,87 5,33

4 9,58 10,37 52,56 27,88 5,34 158 9,58 10,35 52,56 27,91 5,34

5 9,58 10,35 52,60 27,81 5,33 159 9,64 10,38 52,40 27,81 5,30

6 9,63 10,41 52,45 27,85 5,30 160 9,58 10,37 52,51 27,94 5,36

7 9,58 10,4 52,48 27,90 5,34 200 9,62 10,35 52,32 27,87 5,35

8 9,58 10,33 52,40 27,87 5,37 201 9,63 10,41 52,43 27,81 5,29

9 9,60 10,34 52,40 27,89 5,36 202 9,59 10,39 52,47 27,83 5,32

10 9,64 10,33 52,31 27,86 5,35 203 9,58 10,41 52,56 27,88 5,32

50 9,63 10,34 52,46 27,90 5,34 204 9,58 10,38 52,34 27,92 5,36

51 9,56 10,40 52,45 27,87 5,34 205 9,56 10,41 52,46 27,78 5,32

52 9,65 10,37 52,48 27,86 5,30 206 9,60 10,37 52,38 27,95 5,36

53 9,65 10,38 52,34 27,88 5,32 207 9,57 10,40 52,54 27,90 5,34

54 9,57 10,36 52,39 27,87 5,37 208 9,62 10,34 52,32 27,94 5,37

55 9,57 10,32 52,32 27,88 5,40 209 9,60 10,40 52,42 27,84 5,32

56 9,60 10,41 52,46 27,85 5,31 210 9,63 10,34 52,46 27,85 5,33

57 9,65 10,36 52,33 27,84 5,32 251 9,60 10,34 52,44 27,98 5,38

58 9,63 10,36 52,28 27,81 5,33 252 9,65 10,31 52,30 27,89 5,36

58 9,65 10,4 52,31 27,82 5,30 253 9,63 10,38 52,35 27,85 5,32

60 9,65 10,39 52,32 27,84 5,31 254 9,61 10,34 52,47 27,91 5,35

100 9,57 10,39 52,40 27,93 5,36 255 9,58 10,40 52,51 27,88 5,33

101 9,60 10,36 52,47 27,99 5,36 256 9,64 10,41 52,38 27,84 5,30

102 9,58 10,34 52,46 27,95 5,38 257 9,59 10,38 52,40 27,92 5,35

103 9,58 10,35 52,46 27,88 5,36 258 9,65 10,41 52,38 27,94 5,31

104 9,58 10,41 52,45 27,88 5,33 259 9,57 10,37 52,33 27,86 5,36

105 9,58 10,37 52,53 27,93 5,35 260 9,62 10,34 52,46 27,94 5,35

106 9,58 10,40 52,55 27,91 5,33 290 9,64 10,41 52,40 27,85 5,30

107 9,63 10,37 52,33 27,82 5,32 291 9,63 10,41 52,33 27,86 5,31

108 9,60 10,31 52,50 27,87 5,36 292 9,63 10,40 52,38 27,91 5,32

109 9,65 10,34 52,32 27,82 5,33 293 9,63 10,41 52,38 27,89 5,31

110 9,58 10,40 52,57 27,92 5,33 294 9,58 10,41 52,50 27,86 5,32

150 9,59 10,36 52,56 27,84 5,33 295 9,58 10,39 52,60 27,93 5,33

151 9,60 10,41 52,60 27,83 5,29 296 9,64 10,41 52,51 27,98 5,31

152 9,63 10,41 52,53 27,88 5,29 297 9,65 10,37 52,58 27,84 5,29

153 9,65 10,39 52,57 27,85 5,28 298 9,60 10,40 52,58 27,86 5,31

154 9,58 10,38 52,60 27,82 5,32 299 9,65 10,41 52,42 27,91 5,30

«Прямоугольник» после операции - инфильтрация

№ детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3 № детали Размер а, мм Размер Ь, мм Размер с, мм Масса, г Плотность г/см3

1 9,79 10,50 53,09 40,00 7,33 155 9,84 10,51 53,17 40,58 7,38

2 9,79 10,46 53,01 39,73 7,32 156 9,81 10,47 53,14 40,17 7,36

3 9,75 10,46 53,18 39,54 7,29 157 9,77 10,50 53,10 40,26 7,39

4 9,78 10,47 53,31 40,39 7,40 158 9,78 10,55 53,11 39,95 7,29

5 9,78 10,55 53,22 40,36 7,35 159 9,84 10,48 53,09 40,02 7,31

6 9,83 10,51 53,10 39,99 7,29 160 9,78 10,47 53,20 39,98 7,34

7 9,78 10,50 53,09 39,96 7,33 200 9,82 10,55 53,18 40,38 7,33

8 9,78 10,53 53,15 40,17 7,34 201 9,83 10,51 53,14 40,19 7,32

9 9,80 10,54 53,14 40,29 7,34 202 9,79 10,49 53,17 39,81 7,29

10 9,84 10,53 53,22 40,53 7,35 203 9,78 10,51 53,19 40,46 7,40

50 9,83 10,54 53,18 40,55 7,36 204 9,78 10,58 53,21 40,47 7,35

51 9,76 10,50 53,17 40,21 7,38 205 9,76 10,51 53,25 39,82 7,29

52 9,75 10,47 53,17 39,94 7,36 206 9,80 10,47 53,20 40,01 7,33

53 9,85 10,48 53,10 40,50 7,39 207 9,77 10,50 53,18 40,04 7,34

54 9,77 10,56 53,25 40,05 7,29 208 9,82 10,54 53,12 40,36 7,34

55 9,77 10,52 53,22 39,98 7,31 209 9,80 10,50 53,16 40,21 7,35

56 9,80 10,51 53,21 40,17 7,33 210 9,83 10,54 53,19 40,28 7,31

57 9,78 10,46 53,15 39,96 7,35 251 9,80 10,54 53,22 40,24 7,32

58 9,83 10,46 53,13 40,20 7,36 252 9,85 10,51 53,25 40,35 7,32

58 9,75 10,50 53,20 40,08 7,36 253 9,83 10,58 53,09 40,25 7,29

60 9,75 10,49 53,21 39,94 7,34 254 9,81 10,54 53,12 40,26 7,33

100 9,77 10,49 53,17 39,99 7,34 255 9,78 10,50 53,15 40,06 7,34

101 9,80 10,56 53,19 40,34 7,33 256 9,84 10,51 53,18 40,37 7,34

102 9,78 10,54 53,11 39,85 7,28 257 9,79 10,48 53,21 40,13 7,35

103 9,78 10,55 53,14 39,91 7,28 258 9,85 10,61 53,24 40,95 7,36

104 9,78 10,51 53,17 39,84 7,29 259 9,77 10,57 53,10 40,47 7,38

105 9,78 10,47 53,14 39,88 7,33 260 9,82 10,54 53,13 40,47 7,36

106 9,78 10,50 53,20 40,09 7,34 290 9,84 10,61 53,14 41,00 7,39

107 9,83 10,47 53,21 40,19 7,34 291 9,83 10,41 53,17 39,66 7,29

108 9,80 10,51 53,19 40,26 7,35 292 9,83 10,40 53,20 39,76 7,31

109 9,75 10,54 53,15 40,20 7,36 293 9,83 10,41 53,18 39,89 7,33

110 9,78 10,50 53,19 40,31 7,38 294 9,78 10,41 53,12 39,64 7,33

150 9,79 10,46 53,16 40,06 7,36 295 9,78 10,39 53,15 39,70 7,35

151 9,80 10,61 53,17 40,85 7,39 296 9,84 10,41 53,18 40,09 7,36

152 9,83 10,51 53,11 40,00 7,29 297 9,75 10,37 53,10 39,51 7,36

153 9,85 10,59 53,20 40,73 7,34 298 9,80 10,40 53,09 39,66 7,33

154 9,78 10,48 53,15 39,93 7,33 299 9,75 10,41 53,15 39,49 7,32

Приложение Г

Размеры заготовок со значениями массы и плотности для деталей «Засов» после

операции - прессование

№ детали 50-0,25, мм 3540'2, мм 35-0,Ь мм 29,65^, мм о о-0,05 8,3-0,15 , мм Y J+0,15 мм 5,6-0,12 , мм m, г P, 3 г/см

1 51,84 33,63 36,32 30,53 8,33 7,43 5,65 73,49 5,15

2 51,79 33,57 36,29 30,5 8,97 7,39 5,76 77,72 5,11

3 51,86 33,65 36,34 30,54 8,35 7,42 5,65 73,64 5,12

4 51,82 33,65 36,31 30,53 8,42 7,41 5,68 73,79 5,18

5 51,79 33,64 36,3 30,54 8,26 7,4 5,54 71,8 5,16

6 51,82 33,62 36,28 30,5 8,42 7,39 5,69 73,72 5,17