Разработка технологических основ формирования рабочих поверхностей, структуры и свойств электрошлаковых наплавок-отливок инструментальных сталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.06, кандидат технических наук в форме науч. докл. Арсенкин, Валерий Тихонович

• Арсенкин, Валерий Тихонович
• кандидат технических наук в форме науч. докл.
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук в форме науч. докл. Арсенкин, Валерий Тихонович

Актуальность темы. В условиях зарождающихся в России рыночной экономики я малого бизнеса возрастает роль увеличения эффективности машиностроения, одной из основных задач которого является повышение надежности и качества деталей машин и срока службы металлообрабатывающего инструмента. Особо актуальной представляется проблема изготовления штампового и режущего инструмента с использованием энерго- и ресурсосберегающих технологий, среди которых весьма заметную роль выполняют электрошлаковые процессы переплава (ЭШП), наплавки (ЭШН) и отливки (ЭШО) сложно-профильных электрошлаковых заготовок инструмента, по форме и размерам близких к готовому штамповому и мета ляорежу гасму инструменту.

Несмотря на явные технико-экономические преимущества элекг-рошлаковых технологий, разработанных в Институте электросварки им. Е.О.Патона АН Украины и опубликованных в многочисленных фундаментальных работах, монографиях, пособиях и статьях Б.Е.Па-тона, Б.И.Медовара, Г.А.Бойко, Ю.В.Латаша, В.ИМахненко, Д.А.Дуд-ко, В.Л.Шевцова и других, остается малоизученным в теоретическом и практическом аспектах влияние электрошлаковых процессов на формирование сложно-фасонных рабочих поверхностей, макро- и микроструктуру и функциональные свойства и прежде всего износостойкость штампового и металлорежущего инструмента.

Одним из путей решения данной проблемы является разработка технологических основ формирования поверхности, структуры и свойств электрошлаковых наплавок-отливок инструментальных сталей на базе исследований основных характеристик, зависящих от режима электрошлакового процесса, схем подключения электродов и других параметров, таких как; распределение рабочего тока в кристаллизаторе при ЭШП, тепловой баланс в шлаковой ванне, локальная плотность „галлового потока через стенку кристаллизатора, электрическая прово-1 хп ь шлаковой ванны, глубина проплавления при ЭШН, темпе-г1;.гура шлаковой и металлической ванны, толщина шлакового гарни-сажа и др.

Необходимость широкого внедрения электрошлаковых процессов ;; производстве инструмента в условиях малого предпринимательства, ^аоотки соответствующих кристаллизаторов, формирующих фасон-• -'электрошлаковые наплавки и отливки, и мегаллофлюсовых смесей втоматизации "старта" при получении сложно-профильных элеюг

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологических основ формирования рабочих поверхностей, структуры и свойств электрошлаковых наплавок-отливок инструментальных сталей»

Работа выполнена на кафедре "Оборудование и технология сварочного производства" и "Малый бизнес и сварочное производство" Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) им. И.И.Ползунова в рамках программ, включенных на конкурсной основе: общесоюзная научно-техническая программа ГК СМ СССР по науке и технике 0,72.01 "Новые процессы сварки и сварные конструкции" (1977. 1980 гг.), координационные планы работ по сварке ГКНТ СССР (1981. 1990 гг), ГНТП "Перспективные материалы" (1990, 91 гг.), Республиканская НТП "Перспектива" (1990 г.), Республиканская НТП "Исследование, разработка, освоение и выпуск мелкосерийной и малотоннажной наукоемкой продукции для народного хозяйства РФ" (1992 г.), Республиканская межвузовская НТП "Сварочное производство" (1992. 1994 гг.), Республиканская НТП "Технические университеты России" (1993. 1994 гг.), Региональные НТП "Сибирь" и "Нефть и газ Сибири" (1994.1997 гг.), Единый наряд-заказ Госкомвуза - Министерства общего и профессионального образования РФ (1990. 1997 гг.)'

Цель работы. Разработка технологических основ формирования сложно-фасонной рабочей поверхности, макро- и микроструктуры и функциональных свойств электрошлаковых наплавок-отливок штампо-вого и металлорежущего инструмента.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие научные и прикладные задачи:

- выполнить комплексные исследования электрошлакового процесса наплавки, отливки и переплава для получения заготовок инструмента, имеющего сложно-фасонный профиль рабочей поверхности с требуемыми физико-механическими свойствами;

- исследовать влияние параметров злектрошлакового процесса и схемы подключения электродов на распределение тока в кристаллизаторах при ЭШП, оказывающего влияние на температуру шлаковой и металлической ванны, локальную плотность теплового потока через стенку кристаллизатора и формирование корочки шлакового гарниса-жа и сажевидного налета;

- разработать методику расчета функциональной связи важнейшего параметра ЭШП — электрической проводимости шлаковой ванны с основными параметрами электрошлакового процесса, необходимой для определения оптимальных режимов ЭШН шгамповых заготовок;

- изучить влияние электрических параметров электрошлакового процесса наплавки и схемы подключения электродов при ЭШН на глубину проплавления заготовок штампового инструмента;

- исследовать влияние схемы электрошлаковой наплавки (ЭШН) на локальную плотность теплового потока через стенку кристаллизатора и тепловой баланс шлаковой ванны;

- разработать методику расчета локальной плотности теплового потока и глубины проплавления при ЭШН;

- установить зависимости температуры шлаковой и металлической ванны и толщины шлакового гарнисажа от электрических и геометрических параметров режима элекгрошлаковой наплавки-отливки, оказывающих существенное влияние на качество формируемой рабочей сложно-профильной поверхности электрошлаковых отливок (ЭШО) заготовок, на макро- и микроструктуру, физико-механические свойства и износостойкость штампового и металлорежущего инструмента.

Методы исследования. Исследования проводили для широкой номенклатуры высоколегированных инструментальных шгамповых и быстрорежущих сталей (Приложение 1), работающих в условиях различного вида изнашивания сложно-профильных рабочих поверхностей гравюр штампового и электрошлаковых отливок металлорежущего инструмента.

Теоретические исследования выполняли с использованием классических методик расчетов тепловых процессов академика Н.Н.Рыка-лина, вычислительной техники, метода анализа размерностей, разработанных методик исследований, трехмерных электролитических моделей.

Экспериментальные исследования выполнены на установках для элекгрошлаковой наплавки и элекгрошлакового переплава типа А-550М Института электросварки им. Е.О.Патона АН Украины, дополнительно оборудованных соответствующей измерительной и регистрирующей аппаратурой и специально сконструированными водо-охдаждаемыми, в том числе трехсекционными и четырехсекционными кристаллизаторами, позволяющими целенаправленно формировать сложно-фасонные рабочие поверхности заготовок электрошлаковых наплавок и электрошлаковых отливок и оказывать влияние на формирование макро - и микроструктуры, физико-механических и стойкостных свойств штампового и режущего инструмента.

Другие методы исследований включали:

- методику расчета функциональной связи важнейшего параметра ЭШП — электрической проводимости шлаковой ванны с электрическими параметрами процесса, необходимой для определения оптимальных режимов электрошлаковой наплавки;

- определение температуры по глубине шлаковой ванны, оказывающей существенное влияние на формирование сложно-профильных. поверхностей электрошлаковых наплавок-отливок, в свою очередь зависящей, в основном, от мощности электрошлакового процесса в функции от напряжения; замеры температуры осуществляли термопарой ВР-5/20 без защитного наконечника;

- исследование электрической проводимости шлаковой ванны выполняли на сконструированной автором установке с помощью разработанной методики для моделирования процесса ЭШН;

- для обеспечения возможности математической обработки результатов исследований величины противления,, выполняемых с использованием четырех вариантов электрической схемы ЭШН сложно-фасонных заготовок штампового инструмента с гравюрой, применяли метод анализа размерностей и безразмерных комплексов подобия в виде критерия Кирпичева (КО, критерия Пекле (Ре), безразмерной величины проплавления (Е = г/Ншв) и др;

- металлографические исследования выполняли с использованием: оптических микроскопов (МИМ-8, "1ЧССР), электронного микроскопа УЭМВ-100К; фазовый и рентгеноструктурный анализы проводили на установках УРС-55, УРС-60, рентгеновском дифрактометре "ДРОН-1", на микроанализаторе УХА-ЗА японской компании ЕЕОЬ, сканирующем электронном микроскопе "Стереоскан-84" с автоматическим рентгеноспектральным микроанализатором "Линк-860 КХ" (с мини-ЭВМ), а для исследования с помощью метода ядерного гамма-резонанса (ЯГР) - Рудольфа Мессбауэра использовали установку ЯГРС-4 с источником Со57, диффундированным в матрицу Сг, с регистрацией излучения Ре37 (14,4 эВ) с помощью сцингил-ляционного счетчика, с последующей записью информации на анализаторе АИ-409В;

- дюрометрические исследования выполняли по стандартным методикам на приборах ПМТ-3 и ТК-2; кроме того по принятым методикам были выполнены исследования чистоты поверхности сложно-профильных электрошлаковых наплавок-отливок, прочности и ударной вязкости, испытания на износостойкость при сухом трении, стойкостные испытания инструмента из электрошлаковых заготовок при резании и штамповке.

Достоверность выводов. Достоверность и обоснованность выводов научного доклада-диссертации, практических, технологических основ формирования рабочих сложно-профильных рабочих поверхностей, макро- и микроструктуры и свойств электрошлаковых отливок-наплавок инструментальных сталей и полученных результатов обеспечены за счет использования современных приборов, установок, оборудования, методик исследования и анализа для решения задач, поставленных в диссертационной работе и подтверждающихся большим объемом экспериментальных и расчитанных на ЭВМ данных и многолетним опытом успешного применения выполненных разработок в промышленности при производстве и изготовлении штампового и металлорежущего инструмента.

Научная новизна. В работе развиты представления о закономерностях влияния соотношения эквивалентных сопротивлений при ЭШП, схемы подключения электродов (бифилярная и монофилярная -обычная), полярности рабочего тока, условий выпрямления тока в области стенки кристаллизатора, изолированного и неизолированного от поддона, на тркораспределение и характер изменения отдельных составляющих рабочего - "сварочного" тока, оказывающих влияние на температурные поля и тепловой баланс шлаковой и металлической ванн [1,2,5,7,11], которые во многом предопределяют качество металла сложно-фасонных (сложно-рельефных) электрошлаковых заготовок штампового [27,29,42] и металлообрабатывающего инструмента [3,4, 6,8] и технико-экономические показатели процесса электрошлакового переплава, электрошлаковой наплавки и электрошлаковой отливки.

Разработаны конструкция модели и методика моделирования электрической проводимости шлаковой ванны - важнейшего параметра электрошлакового процесса, позволяющего функционально связывать электрические параметры (рабочий - "сварочный" ток - 1р, напряжение на шлаковой ванне - ишв, мощность - Р-ЛУ) с геометрией шлаковой ванны и расходуемого электрода и перейти от экспериментального определения оптимальных режимов ЭШН к расчетному [10].

Впервые, с использованием центрального композиционного ортогонального планирования второго порядка, применительно к ЭШН штампов прямоугольного сечения по бифилярной и монофилярной (обычной) схемам получены интерполяционные уравнения регрессии, связывающие геометрические размеры шлаковой ванны с ее электропроводимостью. Установлено, что при одинаковой геометрии наплавки проводимость шлаковой ванны в случае использования бифилярной схемы в 1,8.2,1 раза ниже, чем при обычной схеме наплавки, так как при бифилярной схеме ток протекает преимущественно на боковые поверхности шлаковой ванны и только незначительная его часть (9. 11% в пределах выбранных интервалов варьирования) - через металлическую ванну, тогда как при обычной схеме эта доля составляет более 50% [10].

Применение бифилярной схемы по сравнению с монофилярной -обычной, при ЭШН на одинаковых режимах способствует повышению скорости наплавки (VH). Математическая обработка результатов экспериментов показала, что скорость наплавки в критериальной форме [1] хорошо аппроксимируется линейной функцией критерия Пекле Ре= VHPH/a от критерия Кирпичева Ki^W/H^lT^^ W/PsXTmM: для бифилярной схемы Рс = 12,5íQ - 33,0; для монофилярной схемы Ре = 3,2К, - 3,0. где W.мощность, вводимая в шлаковую ванну, НШЕ-гдубина шлаковой ванны, а, X, Т^-температуропроводность, теплопроводность и температура плавления металла, Рн-периметр зеркала шлаковой ванны.

По результатам математического моделирования установлены зависимости температуры шлаковой ванны (Тшл) от скорости подачи электрода (V3) для различных условий ЭШН и произведена ранжировка исходных данных по влиянию основных параметров на Тшл. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что температура шлаковой ванны на 150.200 °С превышает значения, полученные другими исследователями. Это объясняется повышенной удельной мощностью, выделяемой в шлаковой ванне - (Руд = 3,0.47,5:104 кВа/м3) при ЭШН инструментальных сталей в кристаллизаторах небольших поперечных сечений Fx= 1,9610~3.9,5010~3 м" [2].

В результате обобщения, с помощью ЭВМ, данных по ЭШН в кристаллизаторы Fk= 1,96 10"3.9,50Ю"3 м2 получено выражение для расчета толщины шлакового гарнисажа (5Г) [5]:

5Г = 9,76 • 10ч (-1,2 -10~' ij;26)(—8,02 • 10~4 U¿13) х х (7,16Нщ®78 )(-4,47F¡°'0012 )(2420F30'983), величину которой необходимо учитывать при выборе оптимальных параметров режима электрошлаковой наплавки рабочей поверхности штампового биметаллического и металлорежущего инструмента со сложно-профильной гравюрой, близкой по форме и размерам к готовым штампам, зенкерам, фрезам и др., обеспечивающих повышение стойкости такого инструмента в среднем в 1.5.2,5 раза [31,38].

Экспериментальные исследования показали, что безразмерная величина проплавления Е=г/Ншв (где г-реальная величина про-плавления) является линейной функцией критерия Кирпичева - [1], для расчета которой могут быть использованы полученные уравнения: для бифилярной схемы

Е = 0,01К1-0,31 и для обычной (монофилярной) схемы

Е = 0,05К£ - 1,77 .

При этом величина проплавления пластинчатым электродом при ЭШН конкретного изделия (например, штампового инструмента) является функцией вводимой мощности и глубины шлаковой ванны -Ншв [12].'

Разработана методика расчета глубины проплавления (г) при ЭШН штампов по бифилярной и монофилярной (обычной) схемам, позволяющая установить, что проплавление при ЭШН определяется плотностью теплового потока шлаковой ванны (ф в основной металл штампового кубика, рассчитываемой по тепловому балансу шлаковой ванны, а также глубиной шлаковой ванны (Ншв) и скоростью наплавки (Ун). Установлено, что плотность теплового потока через стенку кристаллизатора (дкр) по высоте шлаковой ванны неравномерная: наибольшее ее значение (до 4 МВт/м2) в верхней и нижней частях шлаковой ванны, при этом в верхней части она максимальна и на 35.40% превышает средние значения, что объясняется высокой плотностью тока, протекающего от электрода к стенке кристаллизатора, и малой толщиной шлаковой корочки (гарнисажа) в этой зоне [12].

На базе совокупности научных положений и технологических разработок выполнены теоретическое обобщение и практическое решение научной проблемы, имеющей большое теоретическое и прикладное значение в управлении формированием сложно-профильных рабочих поверхностей элекгрошлаковых наплавок-заготовок для штампового и металлорежущего инструмента, макро- и микроструктуры ЭШМ, физико-механических и стойкостных свойств, достигаемых благодаря целенаправленному регулированию основных параметров энерго- и ресурсосберегающей электрошлаковой технологии наплавки-отливки. Показаны пути дальнейшего развития технологии производства биметаллического штампового и режущего инструмента с использованием сложно-фасонных гравюр и рабочих поверхностей электрошлаковых отливок из восстанавливаемых - переплавляемых отходов инструмента штамповых и быстрорежущих сталей.

Практическая ценность. В результате моделирования, математической обработки данных, в том числе и на ЭВМ, и экспериментальных исследований впервые обоснована и доказала возможность рационального использования электрошлакового металла (ЭШМ), получаемого из переплавляемого изношенного и ломаного инструмента, путем изменения основных параметров энерго- и ресурсосберегающей электрошлаковой технологии, позволяющих управлять формированием рабочей сложно-фасонной (сложно-профильной) поверхности электрошлаковых заготовок-отливок штампового и металлорежущего инструмента, получать специфическую литую структуру ЭШМ и оказывать существенное влияние на повышение физико-механических и сгойкостных свойств инструмента.

Экспериментально установлено, что при подключении пластинчатых электродов для ЭШН по бифилярной схеме рабочий ток протекает преимущественно по цепи электрод - шлаковая ванна - кристаллизатор, основной металл - шлаковая ванна - электрод. В результате этого путь тока через шлаковую ванну удваивается по сравнению с обычной (монофилярной) схемой, что приводит к возрастанию сопротивления цепи на участке шлаковой ванны, позволяет вводить относительно большую мощность при ЭШН, обеспечивающую хорошее формирование сложно-фасонной гравюры штампового инструмента.

Доказано, что бифилярная схема электрошлаковой наплавки по сравнению с обычной (монофилярной) характеризуется большей (на 30.40%) мощностью, затрачиваемой на плавление электродного металла и при одинаковой вводимой мощности позволяет снизить удельные затраты мощности на нагрев и плавление основного металла, более чем в 5 раз уменьшить пронлавление основного металла штамповых кубиков, примерно в 1,5 раза повысить производительность ЭШН, в 1,2. 1,3 раза снизить расход электроэнергии, обеспечить достаточно четкое формирование сложно-профильной рабочей поверхности гравюры штампа электрошлаковой наплавки - отливки и высокие эксплуатационные характеристики штампового инструмента [1].

Изложенный в работе и экспериментально проведенный метод моделирования позволяет решить задачу идентификации для температуры шлаковой ванны (Тшв.) не только в приэлектродной области, с точностью, удовлетворяющей практическим задачам, но также решать задачу влияния Тшл на формирование сложно-фасонной рабочей поверхности наплавляемых ЭШН штампов и других заготовок инструмента и на толщину шлакового гарнисажа - 5Г, оказывающего решающее влияние на получение достаточно четкой гравюры штампов, сложно-профильных электрошлаковых заготовок режущего инструмента, структуру, физико-механические и стойкостные свойства различных видов шгампового и металлорежущего инструмента.

В результате сравнения тепловых балансов шлаковой ванны исследованных схем ЭШН установлено [7], что бифилярная схема наплавки отличается повышенными затратами мощности на нагрев и плавление электродного металла (27.30%) и значительно меньшими на плавление основного металла нггамповых кубиков (1.3%), в то время как при ЭШН по обычной (монофилярной) схеме эти затраты мощности составляют соответственно 21,4 и 8,3 %. При этом суммарная мощность, расходуемая на нагрев и плавление электродного и основного металла при обеих схемах - величина постоянная, равная 29.31 % от подводимой мощности. Бифилярная схема характеризуется также несколько увеличенными удельными потерями мощности через стенку кристаллизатора, чго связано, очевидно, с большей долей тока, подходящего к стенке, под действием которого образуются развитые циркуляционные потоки, способствующие повышению коэффициента теплопередачи - оц, и локального теплового потока - с^, оказывающих существенное положительное влияние на формирование сложно-профильной рабочей поверхности наплавляемых штампов [7,12].

На основе анализа уравнения теплового баланса плавления расходуемых электродов и некоторых теоретических предпосылок установлено, что вышеуказанное благоприятное сочетание при использовании бифилярной схемы можно обеспечить путем повышения скорости элекгрошлаковой наплавки без изменения вводимой мощности, посредством увеличения общего сопротивления шлаковой ванны, которое предопределяется расположением пластинчатых электродов в шлаковой ванне, удельной проводимостью шлака и электрической схемой ЭШН и тем самым формировать рабочие сложно-профильные поверхности, структуру и свойства инструмента из электрошлаковых наплавок-отливок.

Реализация работы. Разработана энергосберегающая технология многократного использования дорогостоящего изношенного и ломаного штампового и режущего инструмента непосредственно в условиях машиностроения, а не только металлургических предприятий, путем ЭШП отходов и получения с помощью ЭШН и ЭШО прямоугольных, цилиндрических и сложно-фасонных многопрофильных заготовок инструмента [3,15,18,21.25,30. .34,44,48].

Специализированные установки для электрошлакового переплава Института электросварки им. Е.О.Патона АН Украины и разработанные, апробированные в промышленности новые составы металло-флюсовых смесей для "твердого" старта электрошлакового процесса [9,17,20,37], созданные конструкции различных, в том числе сложно-профильных, трех- и четырехсекционных кристаллизаторов, обеспечивающих получение ЭШМ со специфичной структурой и сложно-фасонной гравюрой рабочей части электрошлаковых наплавок-отливок [4,6, 8,47], позволяют снизить первоначальные затраты на внедрение ресурсосберегающей технологии в инструментальное производство.

Режимы электрошлакового процесса, техника и технология термической и термомеханической обработки электрошлаковых заготовок-отливок из инструментальных сталей и сплавов [19] дают возможность управлять формированием рабочей сложно-фасонной поверхности штампового [25,27,29,42] и режущего [3,4,6,8] инструмента, получать прогнозируемую макро- и микроструктуру [14,19,36,39,41,44] и оказывать решающее влияние на повышение физико-механических [16,22,26,35,43,45] и стойкостных свойств [31,38,39] инструмента из ЭШМ.

Производственные испытания инструмента из электрошлакового металла, выполненные на АО "Алтайский тракторный завод", АО "Алтайский моторный завод" и многих других показали, что стойкость такого быстрорежущего инструмента в 1,3.1,7 раза выше, чем из проката, а штампового - в 1,5.2,5 раза.

Внедрение ресурсо- и энергосберегающей электрошлаковой технологии наплавки и отливки в инструментальном производстве машиностроительных предприятий и, в частности, на Бийском АО "Сибприбормаш", заводе "Киевтрактордеталь им. Лепсе" (г. Киев) и многих других, создание участка для ЭШН и ЭШО на Барнаульском заводе "Трансмаш" [15,16,18,19,21,23,24,25,27] подтвердили высокую эффективность использования этой прогрессивной технологии.

Только от двухкратного использования отходов из штамповых сталей (типа 5ХНВ, 5ХНМ и др.) и быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5 и др.), путем применения ЭШН и ЭШО, с учетом повышения стойкости, экономия на одну тонну штампового и режущего инструмента составляет от 2700 руб. до 3800 руб. (в ценах до 1990 г.- Приложение 2).

С увеличением поперечного сечения штамповых заготовок, восстанавливаемых с помощью электрошлаковой наплавки-отливки, ресурсосбережение существенно повышается.

Таким образом, широкое применение прогрессивных ресурсосберегающих электрошлаковых технологий позволяет многократно использовать дорогостоящие инструментальные материалы и повышать работоспособность пггампового и режущего инструмента.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований и теоретического анализа влияния схемы подключения сложно-фасонных кристаллизаторов, глубины шлаковой ванны и величины межэлекгродного промежутка на электропроводимость шлаковой ванны, характер и особенности распределения тока, температурные поля шлаковой и металлической ванны при ЭШН и ЭШО заготовок инструмента;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований и математического моделирования по установлению зависимости температуры шлаковой ванны, толщины шлакового гарнисажа и глубины проплавления при ЭШН и ЭШО от основных параметров элекгрошла-кового процесса;

- математическая модель и интерполяционные уравнения, связывающие проводимость шлаковой ванны при бифилярной и монофилярной схемах ЭШО сложно-рельефных электрошлаковых заготовок штампов с ее геометрическими размерами;

- методика и результаты расчета глубины проплавления при ЭШО и ЭШН сложно-профильного пггампового инструмента с учетом плотности теплового потока и теплового баланса шлаковой ванны;

- разработанные технологии, конструкции кристаллизаторов и металлофлюсовых смесей для получения сложно-профильных гравюр электрошлаковых заготовок пггампового и сложно-фасонных ЭШО металлорежущего инструмента;

- результаты экспериментальных исследований физико-механических и стойкостных эксплуатационных свойств штампового и металлорежущего инструмента из сложно-профильных элекгропшаковых заготовок, получаемых с помощью ЭШО и ЭШН,

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции "Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении" (г. Рубцовск, - 1994 г.); VII Всесоюзной конференции "Теплофизика технологических процессов" (г. Тольятти, - 1988 г.); Первой научной сессии вузов, объединенных Западно-Сибирским советом по координации научно-исследовательской работы (г. Томск, - 1963 г.), Краевой научно-технической конференции по вопросам конструирования машин, технологии производства в машиностроении. (г. Барнаул, -1964 г.); Второй научной сессии вузов Западной Сибири (г. Новосибирск, 1966 г.); Краевой научно-технической конференции "Технология машиностроения, строительные материалы и конструкции" (г.Барнаул,-1967 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизация производственных процессов в машиностроении; металловедение, термическая обработка металлов и сварочное производство" (г.Томск,- 1970 г.); Региональной научной конференции "Научно-технический прогресс - главное условие повышения производительности труда" - Машиностроение I, (г. Барнаул, - 1974 г.); Второй Всесоюзной научно-технической конференции (г. Жданов, - 1977 г.); Объединенной Сессии постоянных семинаров ГС МВ и ССО РСФСР по физике твердого тела и механике на тему "Дефекты и физико-механические свойства металлов и сплавов" (г. Барнаул, - 1987 г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Структурные пропорции производственной сферы и основные направления ускоренного развития экономики (г. Барнаул, - 1989 г.).

Публикации. Автором диссертации, лично и в соавторстве, выполнено 90 работ, большая часть которых относится к вопросам, изложенным в данной работе, из них 62 опубликовано в печати и 28 оформлено в виде научно-технических отчетов.

По теме диссертации в виде научного доклада опубликовано 48 основных работ в открытой печати и ДСП, в том числе 7 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация в ввде научного доклада состоит из введения, пяти разделов и общих выводов, изложенных на 68 страницах машинописного текста с 9 таблицами и 57 рисунками, и представленного Приложения 3 к диссертации на 207 листах, списка основных публикаций, содержащего 48 наименований.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины сварочного производства», Арсенкин, Валерий Тихонович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ В ВИДЕ НАУЧНОГО ДОКЛАДА ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТАХ:

1. Арсенкин В.Т. Радченко В.Г., Лихошерстов Д.М., Ксендзык Г.В. Электрошлаковая наплавка штамповой стали на углеродистую // Автоматическая сварка, №3,- 1976,- С.46-49.

2. Арсенкин В.Т., Никитин В.М., Радченко В.Г. Зависимость температуры шлаковой и металлической ванны от режима ЭШН заготовок штампового инструмента // Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении. Междунардная научно-техническая конференция. РИИ. - Рубцовск, 1994,-С. 17-18.

3. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г., Шмаков H.A., Зоткин И.А. Электрошлаковый переплав отходов быстрорежущих сталей в кристаллизаторах малого сечения // Тезисы докладов научно-технической конференции.- АПИ. - Барнаул, 1964,- С.8-11.

4. Авторское свидетельство №226658 (СССР). Кристаллизатор (для электрошлакового литья инструмента и деталей для транспортного, сельскохозяйственного и тяжелого машиностроения)/ Арсенкин В.Т., Богданова Г.А., Бурматов Н.Е., Ласкин В.А., Лихошерстов Д.М., Мельников В.В., Поляков В.В., Радченко В.Г., Симансон A.A., Фрумин И.И., Фельдман А.М., Шабалин В.Н., Шмаков H.A. Заявл. 27.02.67. Опубл. 02.07.68.

5. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г. Влияние основных параметров ЭШН на толщину7 гарнисажа и свойства штамповых сталей. // Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении. Международная научно-техническая конференция. РИИ - Рубцовск, 1994,- С. 19-21.

6. Авторское свидетельство №337014 (СССР). Кристаллизатор (для электрошлакового литья фасонных деталей и штампов)/ Арсенкин В.Т., Зайкин Г.М., Лихошерстов Д.М., Петров В.П., Радченко В.Г., Степанов П.И., Стерлядкин О.Н., Фрумин И.И., Шабалин В.Н. Заявл. 01.06.70. Опубл. 28.01.72.

7. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г., Лихошерстов Д.М., Ксендзык Г.В. Тепловой баланс шлаковой ванны при электрошлаковой наплавке по бифилярной схеме // Автоматическая сварка, №9,- 1976,- С.25-28.

8. Авторское свидетельство №384413 (СССР). Кристаллизатор для электрошлаковой отливки режущего инструмента / Арсенкин В.Т., Лихошерстов Д.М., Никифоров Г.Д., Петров В.П., Радченко В.Г., Свит П.П., ШабатинВ.Н., Зайкин Г.М. Заявл. 10.05.71. Опубл. 07.03.73.

9. Авторское свидетельство №215024 (СССР). Металлофлюсо-вая смесь (для автоматизированного наведения шлаковой ванны) / Арсенкин В.Т., Зуев В.И., Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Степанов П.И., Фрумин И.И., Шабалин В.Н. Заявл. 27.02.67. Опубл. 16Ш.68.

10. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г., Лихошерстов ДМ., Ксендзъж Г.В. Сущук-С.шосаренко И.И. Проводимость шлаковой ванны при электрошлаковой наплавке пластинчатым электродом // Автоматическая сварка", №4,- 1977,- С.7-11.

11. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г., Степанов П.И. О некоторых особенностях распределения тока в кристаллизаторах при электрошлаковом переплаве // Специальная электрометаллургия; Выпуск 23-й.-1974,- С.46-52.

12. Арсенкин В.Т., Радченко В.Г., Фридман Л.Н., Лихошерстов Д.М., КсендзыкГ.В. Расчет глубины проплавления при электрошлаковой наплавке штампов // Автоматическая сварка, №7,- 1978,- С.22-25.

13. Арсенкин В.Т., Петров В.П. Гомогенизация аустенита в условиях сварочных процессов. ГК РФ по ВО, Рубцовский индустриальный институт // Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении. Междунардная научно-техническая конференция. РИИ,-Рубцовск, 1994,-С. 18-19.

14. Зоткин И.А., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Стру ктура и свойства отливок небольших сечений быстрорежущих сталей, полученных электрошлаковым переплавом // Тезисы докладов научно-технической конференции.-АПИ,-Барнаул, 1964,- С.31-33.

15. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т. К вопросу восстановления изношенных и изготовления новых молотовых и прессовых штампов // Труды научно-технической конференции,- Часть IV.-ТГУ.-Томск, 1970,- С.191-193.

16. Лихошерстов ДМ., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т. Термическая обработка и механические свойства элекгрошлаковых отливок из стали 5ХНВ для молотовых штампов // Труды АПИ им. И.И.Ползуно-ва. Выпуск 45,- Барнаул, 1975. С.20-27.

17. Авторское свидетельство №548155 (СССР). Металлофлюсо-вая смесь (для автоматизации электрошлакового литья штампов) / Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В Т., Батырев Н.И., Мамницкий А.И., Стерлядкин О.Н. Заявл. 05.01.76. Опубл. 28.10.76.

18. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Батырев Н.И., Степанов Б.П., Лихошерстов А.Д. Восстановление штампов горячего деформирования электрошлаковой наплавкой // Прогрессивные методы сварки в тяжелом машиностроении и наплавки в черной металлургии: Сборник,-Жданов (Мариуполь), 1977,- С.28-30.

19. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Петров В.П. Влияние горячего деформирования на литую структуру // Труды АПИ им. И.ИПолзунова,- Выпуск 45,- АЛИ,- Барнаул, 1975,- С.29-33.

20. Авторское свидетельство №609332 (СССР). Металлофлюсо-вая смесь (для автоматизации старта при электрошлаковом переплаве, наплавке, сварке, литье) / Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Батырев Н.И., Степанов Б.П., Лихошерстов А.Д., Галинов С.С. Заявл. 06.01.77. Опубл. 07.02.78.

21. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Стерлядкин О.Н., Мамницкий А.И., Батырев Н.И., Степанов В.П. Восстановление и изготовление штампов горячего деформирования электрошлаковой отливкой // Труды АПИ им. ИИПолзунова: Выпуск 45,-АПИ,-Барнаул, 1975,-С.36-3'9.

22. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Влияние степени укова на структуру, механические и физические свойства стали Р18, наплавленной электрошлаковым способом // Труды АПИ им.И.И.Ползунова,- Барнаул, 1968,- С.35-41.

23. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. К вопросу восстановления и изготовления штамповых кубиков // Труды научно-технической конференции. Сборник, часть I,- ТГУ.-Томск, 1970,-С. 17-18.

24. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Стерлядкин О.Н., Арсенкин В.Т. Новая технология восстановления вставок горизонтально-ковочных машин // Материалы научной конференции. Машиностроение. Сборник: АПИ,- Барнаул, 1974.- С. 103-107.

25. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Электрошлаковая наплавка штампов // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый,-АПИ,-Барнаул, 1968,- С.233-237.

26. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Петров В.П., Арсенкин В.Т., Стерлядкин О.Н. Влияние структуры стали на работу зарождения и работу распространения трещин в штампах // Труды АПИ им. И.И.Ползунова;- Выпуск 45,- АПИ,- Барнаул, 1975,- С.42-48.

27. Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Исследование возможности получения различных форм гравюр при электрошлаковой наплавке штампов //' Труды АПИ им.И.ИПол-зунова. Вып. первый,- АПИ,- Барнаул, 1968,- С.223-232.

28. Ляпичев И.Г., Чесноков Ю.В., Дубовицкий И.И., Арсенкин В.Т., Лихошерстов Д.М., Радченко В.Г., Шабалин В.Н. К вопросу получения направленной кристаллизации в магнито-твердых сплавах // Электромеханические устройства и системы. Сборник. Электронные приборы.- М. Энергия. 1967,- С.335-340.

29. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т. К вопросу разработки способа производства сложно-фасонных заготовок инструмента и деталей машин на основе электрошлакового процесса // Материалы научно-технической конференции. -АПИ,-Барнаул, 1967,-С.33-35.

30. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Зоткин И. А. Элекгрошлаковый переплав отходов инструментальных быстрорежущих сталей // Автоматическая сварка, №6. -1963,- С.63-65.

31. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т. Исследование влияния режима электрошлакового процесса и диаметра кристаллизатора на стойкость инструмента из лигой и кованой электропшаковой стали Р18 // Материалы научно-технической конферешдаи. Сборник.- АПИ,- Барнаул,

1967.- С.10-11.

32. Radchenko V.G., Arsenkin V.T., Zetkin J.A. Elektroshlag remelting of high-speed steel scrap // Technical Digest, Czechoslovakia, №2.-Prague, 1964,- P.18-20.

33. Радченко В.Г., Арсенкин B.T., Зоткин И.А., Дубашинский М.М. Получение высококачественных быстрорежущих сталей методом элекгрошлакового переплава отходов инструмента // Тезисы докладов 1-й Научной сессии вузов, объединенных Западно-Сибирским Советом,- ТТШ.- Томск, 1963,- С.72-73.

34. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Лихошерстов Д.М., Шабалин В.Н., Зуев В.И. Режущий инструмент из электроппиковой быстрорежущей стали Р18 // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый. -АПИ,- Барнаул, 1968,- С.135-140.

35. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Фридман Л.Н. Исследование теплофизических особенностей электрошлаковой наплавки штампов // Материалы VII Всесоюзной конференции "Теплофизика технологических процессов",- ТЛИ,- Тольятти, 1988,- С. 28.

36. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Исследование субструктуры инструментальных сталей // Дефекты и физико-механические свойства металлов и сплавов. Межвузовский сборник научных трудов. -АПИ,-Барнаул, 1987,- С.10-15.

37. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н., Лихошерстов Д.М., Зуев В.И. Автоматизация начала электрошлакового процесса // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый,- АПИ- Барнаул,

1968,- С.204-210.

38. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н., Лихошерстов Д.М. Повышение стойкости режущего инструмента с помощью электродглакового переплава // Автоматическая сварка, №8,- 1965.-С.34-36.

39. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н., Лихошерстов Д.М., Зуев В.И. Влияние режима электрошлакового процесса на направление кристаллов литой быстрорежущей стали // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый,-АПИ,-Барнаул, 1968,- С.93-103.

40. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н., Лихошерстов Д.М., Ляпичев И .Г., Чесноков Ю.С. Направленная кристаллизация, получаемая путем электрошлакового переплава, и ее влияние на свойства специальных сталей и сплавов // Труды II-й научной сессии вузов Западной Сибири., вып.5,- Новосибирск, 1966.- С.154.

41. Радченко В.Г., Лихошерстов Д.М., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Ы Структура и свойства электрошлаковой быстрорежущей стали // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый.- АПИ,- Барнаул, 1968,- С.71-83.

42. Радченко В.Г., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н., Шмаков H.A., Лихошерстов Д.М. К вопросу электрошлаковой отливки инструмента // Тезисы докладов научно-технической конференции. Сборник,- АГЖ-Барнаул, 1964.-С. 16-20.

43. Радченко В.Г., Лихошерстов Д.М., Шабалин В.Н., Арсенкин

B.Т. Теплостойкость электрошлаковой быстрорежущей стали И Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый,- АПИ,- Барнаул, 1968,

C.188-191.

44. Радченко В.Г., Фридман Л.Н., Арсенкин В.Т., Шабалин В.Н. Ресурсосберегающие технологии в производстве режущего и штампового инструмента И Тезисы докладов к Всесоюзной научно-практической конференции,- Барнаул, 1989,- С.73-76.

45. Радченко В.Г., Шабалин В.Н., Лихошерстов Д.М, Тюленева Н.И., Арсенкин В.Т. Фазовый состав электрошлаковой стали Р18 // Труды АПИ имени И.И.Ползунова. Вып. первый,- АПИ,- Барнаул, 1968,- С.180-183.

46. Авторское свидетельство №599735 (СССР). Графитирован-ный электрод для электрошлакового переплава / Степанов П.И., Лихошерстов Д.М., Арсенкин В.Т., Мамницкий А.И. Заявл. 04.11.76. Опубл. 28.11.77,

47. Шмаков H.A., Арсенкин В.Т., Лихошерстов Д.М., Дубашинс-кий М.М. К вопросу разработки конструкции кристаллизаторов для электрошлаковой отливки инструментов // Тезисы докладов научно-технической конференции. -АПИ,-Барнаул, 1964.-С.5-8.

48. Радченко В.Г. Арсенкин В.Т., Петров В.П. Ресурсосберегающие технологии в машиностроении // Тезисы докладов IV Междута-родной научно-технической конференции "Сибресурс-4-98",- Томск, 1998.-С.4546.

Арсснкин Валерий Тихонович

РАЗРАБОТКА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ФОРМИРОВАНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫХ НАПЛАВОК-ОТЛИВОК ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 26.12.98. Формат 60x84 1/16. Печать - ризографкя. Усл.л.л. 7,44. Уч.-изд.л. 6.83. Тираж 100 экз. Заказ 79/98.

Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656099. г. Барнаул пр-т Ленина, 46.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 020822 от 21.09.98 года.

Лицензия на полиграфическую деятельность

Г"

1ЛД№ 28-35 от 15.07.97

Отпечатано в ЦОП АлгГТУ 656099, г. Барнаул, пр-т Ленина. 46