ДМ.Р.5 Физические основы разработки и производства твердых сплавов для машиностроения

ОПИСАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
СДМ.Р.5 Физические основы разработки и производства твердых сплавов для
машиностроения
Преподаватель: Гончаренко Игорь Михайлович
10 семестр 1 год обучения
1) Краткое содержание дисциплины:
Классификация твердых сплавов. Основные диаграммы состояния систем. Получение
исходных материалов для изготовления твердых сплавов. Технологии получения твердых
сплавов. Формование, прессование, спекание компонентов при изготовлении твердых
сплавов. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Теоретическое
представление о структуре и прочности, характерные дефекты твердых сплавов. Выбор,
свойства и методы получения износостойких покрытий, наносимых на изделия из твердых
сплавов.
2) Кредитная стоимость дисциплины: 4 кредита
3) Цель: подготовка специалистов машиностроителей, владеющих современными
представлениями о физических явлениях, определяющих процессы формирования
структуры, характерных свойств фазового состава твердых сплавов; о связи структуры
и свойств таких материалов с технологическими особенностями изготовления и
применения порошковых изделий
4) Результаты обучения:
магистрант должен знать и уметь использовать:
1. Основные диаграммы состояния систем, влияние особенностей структуры на свойства
и характеристики твердых сплавов;
2. Методы исследования и контроля структуры твердых сплавов.
магистрант должен уметь:
подготавливать образцы для исследования строения структуры по ГОСТ 9391-80;
оценивать основные параметры твердых сплавов на основе металлографических
исследований: фазовый состав, плотность и пористость, включения графита, размер
структурных составляющих
5) Содержание:
1. Классификации твердых сплавов. Введение. Определение твердых сплавов.
Классификация твердых сплавов по группам применения. Классификация твердых
сплавов по составу. Маркировка твердых сплавов. Свойства и области применения
сплавов группы ВК. Свойства и области применения сплавов группы ТК. Свойства и
области применения сплавов группы ТТК. Свойства и области применения
безвольфрамовых сплавов. – 2 ч.
2. Основные диаграммы состояния систем «тугоплавкий металл–углерод–металл
семейства железа». Сплавы тройной системы W–C–Co. Система W–C. Система Co–C.
Система Co– W. Сплавы системы Ti–W–C–Co. Система Ti–W–C. Система Ti–C–Co.
Сплавы системы TiC–WC–TaC–Co. Система TiC–WC–TaC. Сплавы тройной системы Ti–
C–Fe. Сплавы тройной системы Ni–Ti–C. – 4 ч.
3. Технология твердых сплавов. Производство металлических порошков и их свойства.
Классификация методов получения порошков. Свойства порошков и методы их контроля.
Получение порошков вольфрама и кобальта. Приготовление смесей. Формование
металлических порошков. Прессование порошка. Процессы, происходящие при
прессовании в прессформах. Изостатическое формование. Шликерное формование.
Спекание твердофазное и жидкофазное однокомпонентных и многокомпонентных систем.
– 6ч.
4. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (свс). Морфология
реагентов и типы исходных систем. Химические классы компонентов исходных систем.
Горение в СВС-процессах. Режимы распространения фронта горения. Термограммы
горения. Химические классы реакций СВС. Состав, морфология и структура продуктов
СВС. – 2 ч.
5. Структура твердых сплавов. Теоретическое представление о структуре и прочности
твердых сплавов и их экспериментальное обоснование. Методы исследования и контроль
структуры твердых сплавов. Характерные дефекты структуры твердых сплавов
(пористость, включения графита и фазы 1) и их влияние на свойства сплавов.
Неоднородность зерен карбидной фазы, их скопление. Образование «кольцевой
структуры» зерен титановой фазы в сплавах TiC –WC––Co. Выбор и свойства
износостойких покрытий на изделия из твердых сплавов. Классификация износостойких
покрытий. Дефекты в покрытиях. – 4ч.
6) Пререквизиты:
Для успешного освоения дисциплины «Физические основы
разработки и производства твердых сплавов» студент должен знать фундаментальные
основы курсов: “Физика”, “Химия”, “Материаловедение”.
7) Основной учебник:
1. Твердые сплавы: пер. с нем. / Киффер Р., Шварцкопф П. – М.: Металлургиздат, 1957. –
664 с.
2. Твердые сплавы: пер. с нем. / Киффер Р., Бенезовский Ф. – М.: Металлургия, 1971. –
392 с.
3. Чапорова И.Н., Чернявский К.С. Структура спеченных твердых сплавов / М.:
Металлургия, 1975. – 247 с.
4. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие
для вузов / Панов В.С., Чувилин А.М. – М.: «МИСИС», 2001. – 428 с.
5. А.Г. Мержанов. «Самораспространяющийся высокотемпературный синтез.
Современные проблемы». Физическая химия. М. «Химия» 1983 г.
6. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов: Справ. изд.
Холлек Х. / Пер. с нем. Под ред. Левинского Ю.В. – М.: Металлургия, 1988.– 319 с.
7. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими
покрытиями. – М.: Машиностроение, 1993. – 336 с.
8. Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микроструктуры. ГОСТ
9391-80.
8) Дополнительная литература:
1. Твердые сплавы: справочник / Баженов М.Ф., Байчман С.Г., Карпачев Д.Г.; Под ред.
Баженова М.Ф. – М.: Металлургия, 1978.– 184 с.
2. Производство порошковых изделий: Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп.
Либенсон Г.А. – М.: Металлургия, – 1990. – 240 с.
3. Материаловедение: Учебник для вузов / Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. и
др., 3-е изд., стереотип. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 648 с.
4. Гольдшмидт Х.Дж. Сплавы внедрения. / Вып. I. Пер. с англ. Под ред. Чеботарева Н.Т. –
М.: «МИР», – 1971. – 424 с.
5. Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: –
Металлургия, 1986. – 544 с.
6. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия: Учебник для техникумов– 3-е
изд. перераб. – М.: Металлургия, 1991. - 432 с.
7. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справочник / Самойлов В.С.,
Эйхманс Э.Ф., Фальковский В.А. и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 368 с. – (Б-ка
инструментальщика).
9) Координатор:
Гончаренко Игорь Михайлович, ассистент кафедры ФВТМ, к.т.н.
10) Использование компьютера:
Электронные версии методических пособий для самостоятельной подготовки студентов
вне аудиторных занятий.
11) Лабораторные работы и проекты:
1. Подготовка образцов из твердых сплавов для металлографического исследования.
4 часа
2. Проведение анализа структуры и пористости твердых сплавов с помощью оптического
микроскопа по ГОСТ 9391-80.
-6 часов
3. Модифицирование поверхностного слоя режущих пластин из твердых сплавов ВК-8 и
Т15К6 методом электродугового напыления покрытия TiN в вакууме.
6 часов
4. Определение значений микротвердости на поверхности пластин из твердого сплава без и с
покрытием TiN.
2 часа
Преподаватель: Гончаренко Игорь Михайлович
Дата:____________________