автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение долговечности деталей из алюминиевых сплавов путем нанесения полимерных покрытии

КУПБЫШЕВСКНП ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО 311АМЕ1Ш ПОЛИТЕХНИЧЕСКИ!! ИНСТИТУТ ИМЕНИ В. В. КУЙБЫШЕВА

На кранах рукописи

РОДИОНОВ ЛЕОНИД ФЕДОРОВИЧ

УДК 621.70Г».667.6:6С!).71

Повышение долговечности деталей из алюминиевых сплавов путем нанесения полимерных покрытий

Специальность 05. 02. 08,-„Техпология машиностроения*

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Куйбышев—1990

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Kyi бышенского ордена Трудового Красного Знамени политехнического инсті тута имени В. В. Куйбышева.

Научны» руководитель: заслуженный изобретатель РСФСР, канді

дат технических наук, профессс КРЕМІІН А. В.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцеї

НОСОВ II. в.

Официальные оппоненты: доктор технических наук', профессор

ПОЛЯНСКОЙ Ю. В.

доктор технических паук, ирофе

сор АБДРАШИТОВ Р. Т.

Ведущее предприятие: Управление механизации треста «Куйбыше:

трансстрой».

Защита состоится 17 .мая 1990 года в 10 час. на заседании спсцп; лизированпого совета Д 063. 16. 02 но присуждению ученой степени доі тора (кандидата) технических наук при Куйбышевском ордена Трудової Красного Знамени политехническом институте имени В. В. Куйбышева і адресу: 443010, г. Куйбышев (обл.), ул. Галактпоповская, 141.

С диссертацией можно ознакомиться и библиотеке института (г. Kyi бышев, ул. Первомайская, If!). •

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью органі зации (предприятия), просьба направлять по вышеуказанному адресу t имя ученого секретаря специализированного совета.

Автореферат разослан « » апреля 1990 года.

Учснын секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

> к н И О т л ц и я

Диссертационная работп поешкпсна разработке тухизлопкес-."ого процесса, лэнпаадгго полпор-чно^ть детглгЯ па ял!У..<:*ш!Г пк спласов. Сбое!¡стон и гееяедошн способ зосстэнов.телия рги'ото-споообиостк лежалой полиугрКсми покригаяка, получения покрытий ка ксзпусплх, í.evft.nsx, Разре-СЬтмш конструкции приспособлений для н&ягсснн^ локрчт::?. I! !:зхап;тссггоЛ обрзботш* Еосстаг/азливп-егли згтелеГ;.

lia сспог-и •. .4or.-3v:w-T.'?ro к э'млдокузэтелького iii.unm рас-шма загиспмодг'Ь ?златр: поля:' г.ного покрытия от технологических пзрг.мггтоа i¡i"ec-.-4:tf н р >v::epон детали при н'гстацгсн.чр-i¡o*s 'í’omorcrí рз'::;~;с, 0прр>;„':г-)ид• егг.чгплитя ссииуя'а к реодт ког^пенна iiOKpi.iTüíí, edí'-n:rr:r<'}•■•:::? и».чбэльзуэ излосостол.чооть гссс7эиэг<леи1«:'; rr^¿p>wc?eS. ’со т:^л:о¡i_'—

¡фч-ий na Kopr.jnr"? сбеслочц.-яг.получыгл» покрытии

равиокзрио.! то :м по г.-п-Я noKpnv'^-'/i i:o?op::HDcn:, Спредпле-¡:o цшааа r:c'r.j:\;ra:.'icT:í «ía тпгш!С ц »зп'зиеииюсть износа по-Л1!?т::!т;?шх покр::п;П»

Даш практически? г>'!"с:,лтгг,ац!'.;! по ъэссттюядоксэ деталей из рлекпияопк 0пгаг,0Е. Гияяпепа тботоепоеобиость полюмпдшдх пот.тчтпп, Прггггд-!;;.; о гиедрйгП'.и рззультглюп исследо-

вания В ПРОИЗВОДСТВО.

Автор ¿аптает : •

I. Теорзтшеску?: гтеие: :ость толпищ полт-ерпого покрытая от ркишоя ез получения и геомз?рик детали, позвояяацвй определить техиологичзскиз пераызтрц нанесет« noKDUTiiH, ..в зависимости от его В0Л1МШШ.

2. Способ нанесения покрытий на корпусные детали, обаспечн- ■ вакщий получение пленки полимера равномерной тол'чин’и! по всея восстанавливаемой поверхности.

3. Технологические параметры,, обоспочивэщиа наийолыпуя прочность сцепления полнашушого по крити я с подлодкой на анямшшо-

ВНХ СПЛЭЕОВ.

•1. Технологические методы, по бшсния долговечности деталей с полимешьми покрытия!«.

Ахгуат.-ъностъ теш. Работоспособность и долговечности малин лплго:тся важнейшими оксплуатацноіїньї«! показателями Необходимость работа по повьгаони» отих показателей подчеркнута п материалах ХХУЛ съезда КПСС.

В ггаслсднео время наряду с деталями из чорних металлов аса более ігирокое. шсирастршенио получает производство детален ь-агни из атг.гнневых еллявои. І'орспектппа применения'алю-янниг опрэделлется его-большими запасши и це.чным комплексом химических, физических и механических свойств. По масштабам производства он занимает кготе ¿¡есхе после келеза. Однако сопсотииллегость наносу алюминиевых сплавов сравнительна не;~ 1-олпка5 поэтом;/ вопрос повышения их долговечности кшгяотся актуальным. Эта задача мскет рслаться различтыи технодог.тес-і:іп.г.і методами:

1) улучианиеи качества поверхностного слоя;. '

2) наносенисн покрытий.

ИЗЕРСТИКЭ способы ПОВЬСіеНИ;! П'ЛГОБОЧНОСТИ деталей из алгиишеЕьх сплавов зЗДективны в 'отдельных случаях, однако они ю/епт ограниченную область'при«цо>п:я, отличаются либо

СЛОЖНОСТЬЮ технологических тзонессм. либо Г-.ЫСОКОЛ СТОИМОСТЬЮ’ специализированного оборудования и оснастпп, либо іісгооуо:>с~

кость» повторного применения.

Зти обстоятельства укази:-шзт на необходимость поиска но-ечх спо.-обоз пяз-ксюд долговечности. Среди них геолуи-лсаит внямакил пслимсрныо покрытия. '

П;лиу-:рнм1 г^тор’.галп в 5...8 раз легче пзте'ялоэ. nvwr Емгояую :лИ’'!;ч'‘’т^п стойкость, ебдядзю? высокой пэиор.сст-М'-костьо и хорэ’ЛуМ прир';бптцвяе':эс?^». Их высокая пиброгтг/й-;:ость способствует noni'aietnm долговечности деталоЯ кпшнм,

Подеско r::r;:r::r'j.T',¡-;::.7 nnr'-::'?r,íir;: покр:.'Т”Г. из

члиялс катя/; »«"»?•:•' '■сслг'дог.атплн глдагапт, что путем подбора пластмасс 'и рмрпбспп! э^з'гт ¡t жл способов крзяяс-кия их

Í-.Ч norOp^iCCiH Т.'НО П0Р»С1!7Ь ДОЛГО ¿D’UIOCTb Д^ТаЛЕ" 113 аГШИ-НКЗГНХ СГОГЧЭОП.

Vp'.'.. rr.Zoт::. Ног'~v.VlV.-:: долг. . j’líOvV;: дстало;' не

г-,.- . . , ;; петит::.i, р ~.ьу. бо

опособа 1г_!’.зсс!г::.'т попр'п'аЛ на г.српус.’п: > до:ала п исс-хг.эг/шии nnoipcc" :ч:.'6pa.v лч.. т.’.'. :.о- jiCC..:, .. :ic-

злодоватло тгхпалог: кос::;;/: пгл ?:у,тр^ц, йо.-спечн.гл'.'^'-'Х г.исокно зкпштуатишонш:-} сгоне?:::: дптад1»“ с полл>;орн;::,;л почригнлуи.

1'■отод;¡■:л ;:гс.тадования. Результату дкеезртацггаиной работы получемм на оенэго тооротлчеенлх и o!tc:!f'p:r;:-c-KT:iri,!rirx :'ссл-?до-вагеП, разработки способа получении к&честЕвшшх покрытий на лотглт: из о.тчт;а.,п,п»,чх сплоглв, опигно-про'^-ллснпоЯ прэззрка и имдрйшл.

^торстпчзскае исследования проводились на основе нзучнцх пэлоярюШ т-эораа теплопроводности.

З.'-спзрнчзнталыгпи исследования выполнялись по методике плачнропанлл эгстрю’пльного 'жспернпзнта в лабораторий'; уело-

еиях на специально разработанных установках с использованием метрологически аттестованных приборов^ Ряд испытаний по рабо-тоапособиоста проведен в производственных условиях.

Осковное расчеты и обработка экспериментальных донных проводились на основа положений датзкатической статистики с использованием вычислительной техники.

Научная новизна. Получена теоретическая зависимость толщины получаемого покрытия от времени панасоник, таинсратура и рагшров детали при. нестационарном тепловом рскхкуЪ. Зкспорл-ментально обоснована оптимальная толокна пол!кикдиых какрьяшй, обладшцая н&нболыгшй износостойкостью.. Определены температур-* 1!ко рокиыы получения качественних'лакрнтпй из полиамидов на деталях из олкмкниавых сплавов. Установлено» ч'сз добавление наполнителей в ннда дисульфада иолибдена к алаиштевоЛ'пудры «..дюроаки полиамидов л о предел сшвдс'количествах увелнчигшзт . адгезиэннуп прочность дакр-лия с енлушновой подпо»коа. Вшнн лека вяйишо ‘«сероховдчости на трение к изпосостс-.жосчь- поди-ашщких понрнтяй»

Практическая ценность. Работа связана с направленном кеучно-исследоп&тольстгс работ дафедры ’’Технология маиико-строения" КуЯбкшопского политехнического института ли, В,В. Куйбьисга к посвящена вопросу повнзения долговечности дгга-лей цоиин.

В результате лроводемшхигзлвдоодшЯ.'¿»скрыта реоорвы повышения долговечности деталей иг- алгл'иниешх сплавов и расширены технологичоскио ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛНМСрНМХ 11ЭКр!ПЧЯТ К практическому использованию нродлонпиц{

- технологический процесс получения износостойких покрытий на деталях из алюминиевых сплавов;

- 'Ton;.í7/jtí! для определении ее^юлагич.тсгсах г* -r.sro» пслуче-ыл ro¡;pi:r.'iT в or." :сп‘!Ос-ги ої нгобкздшой wq*«:» нлгіпсі пол/.мср.чі

~ p/-¡t4-f»!'і;дч --Q 'JjOpy КЯрГСОвиТОаї Ч ib;? -;і-:-'НОСТ^:Гі rir-.'-JS —

iim:;r»ïïx'X no¡.puí.¡.1 н коиїртпла, предел;-вчелл-лл з іліде itcitorp-'c-tj--- плулнл слоснова.нк' !0 ролей; лідлцлл j;ji:í пр:-л'іл''!е?>ля'0 длллэ-ивкия n imiw.'K»! хоз.сїїгтьз.

Р~. о t Г" .т " ’ ' " ' Г'•■у У Г ' 'VГ Л Т ^Т! ’ Д- " Л Л РЛ , Д' 1 “Л I! Г’ ~’ҐЛТЛ

''гт:т’ллте:‘ ■: гтлтгл "i "т-тг, г- дглт"'Л лл; лгл: ллнл ллх

.....................-, ...-,-г , ';дт у-

-V' . "Д ' ;........ ~ р ; ;• - ~ г ; 0г,_

... .. г 1;-: ; г"л::--^р:рг.: пзлрлллП»

П ріллулл-• г і р'.лрл г- л ' : !і _; :т; v-'ллгіллгллл:л''лл; лрл-.................... .........................................

ГГ} Г[!'Л' Л'' ЛЛЛ '"‘'Л 1--------Г - '■ Г.Г 1:'"- т" г-.-..

ил:ллл.

Г.У у-j¿r":: рч 1 Г 1 •"*'*--< * ДиКГ^’’. i-YiCb

лг.і лллеллл ллілллулл Сл-лл r . !r'77.i; пл Дзлл. л;лл. л лопГ ,-.;л;.л ’’Посіпп-лілз ц.о.г»:і :i ¡•■•д'.'лізстя hsl:;:ií ,¡ вхлСороз'* (Кулбл-

і:ол, IC3I); >:я пг.уиг.-ї^гн.ічї-й!::::: cetr.unprr: к:длдрм ’Тсдлэдоглл лллллізстраонлл" ГМ rl I (IC30-CD r.)j o ¡.loc’touoiwj лл^одорегдлол лпзі’-і.'/ій л Г"33 г.; г. С. Лл^урлслоч по пп'ехдлчлегел лнлтилу^л в IÖS0 г. :: др. ’

Пдбликгпл:;. Озлзгл. ° :v ;гаи:f їгулі-tíTij длсссртлцлоклол рлбетп лплолелл л Н п:--;''"гї:'рл;'о.'лл л пгорллелі едлл. лглл'ел-Б8 на нзобралллло.

Стгуктута и оС'-л< работы. Длес :-рлаи;ля состолг лл рз^п^тл,

'• ’л, л:;ол:’ г."oíyv г':т'Олдл, ;.т л:л.:. лгпоЛ'^ jіллпліл

источников (122 наименования) и приложений. Работа содеркм?

162 страницы машинописного текста, 53 рис., 64 таблицы и 12 приложений на 42 страницах. 1

Общий объем работы с приложениями составляат £24 стра.мцы.

ОСЮВНОЕ ОЩРЙАИИЕ РАБОТЫ

Ео вредании обоснована актуальность теш диссертационной работы, ео связь с задачаш, роалиэутацгош проблему псешюния долговечности деталей мешди из шшшиових сплавов; дается краткий анализ рпбот пос.шщеншх исследованию износа до талей машин и способов восстановления работоспособности дота^эй из алюминиевых сплапов; характеристика ео направления и научной новизны.

В пзрвой глазе содорактся обзор нсточнш:ор литературы м дай анализ работ, посвященных проблема износа и восстпноыле-кял р&ботоспоаойиооти дсталой излоясеиньге в трудах

И.В.Кр&гедьского, В.Н.Кудрявцова, И.С.Ловитсхого, М.Ы./.руцевл V» Других ученая.

.Из анализа совромошшх способов повивоиая долговечности деталей ко шдаяишавих сплавов делается вывод, что наиболее аффоктквниля из них яеляятся наиосение покрытий металлизацией и метод пластических деформаций.

Ь’ярскоп распространение пол^и способ восстановления деталей мании металлизацией. Детали, носстановлэншо этим способом, провосходят по износостойкости вновь иоготопленнш. Сдна-ко малая ггрочност?) на растякенио и низкая адгезия нанесжшого слоя снижают воешшюсть катода.

Восстановление деталей ызтодом нхаетичэской деформации позволяет получать изделия практически равноценнее нови« по качеству. Его разновидность» является с садка, обжатии, >-ид«п-

з

ливанке, вытялке, раздача и накатка. Такті способом обрабатывают детали раслиі’кой конфигурации

Тем но ысн jo потребность q спеїріальюП дорогостоящая оснастко л невоэкияность повторного восстановления деталей уменьшают эффективность указанного способа.

В настово« время все большей распространение в мапу.ко-строении яолучпгт полимерные покрытия, Шдинеркие патері.алы по сравнению с металлами иызат ряд преимуществ. Они обладав? высокой износостойкостью и горояеЯ способность!} к приработке.

Вопросу применения полиморкцх материалов в качестве покрытий и их свойств посвя-цены pa6?vii советских учегшх D.А,Белого, Г.Ї.І,Бартенева, С.В.Ген-эля, ?..Л,Кєстсльм?'да, А.З.Якошеза и других.

Анализ этих работ псяазітет, >гго зтамчесхоП проыьяленно-стыз d СССР и за рубежом выпускается разнообразное количество износостойких полимеров, обладавши: разліг-пшіи физико-механическими свойстепіпі. Одним из есног.чьк свойстн полимерного покрытия, обусловливавших era пснмгкешіе. является адгезионная прочность с подлодкой. Качество покритая.существенно зависит от толщгаш пленки, температуру детали, времени и способа нанесения. Толцпна полимерного покрытия ЯВЛЯСТС5І фуїКЩІЗІІ О? ТСіЯІС-і ратуры подложки, времени нанесения» геометрии детали, и, в Со-лыаинстве случаев, для каждого ища деталогг определяется експериментально. Несмотря на то, что с пожагзрными покрытиями проведено болылое количество исследований, ікс свойства на деталях из алюминиевых сплавах изучена недостаточно, а имеющиеся сведения противоречивы. Кроме того, существующие теоретические зависимости не охва.изают всех факторов, влияющих на толщину покрытия в процессе его нанесения.

На основании анализа состояния вопроса сформулирована

І

цель работа и ог.ределеш сл?дукг,иа год-уисслодопглга л

- выбрать по.гкмегкьТ: цатсряая, сбхад2.'^;!і тслнолпгичнссш:; и высокю.гл оксллуатглпоіисляї свийатв^л:}

- теоретическ!! И 0”СЛ0р',!”С11ТС'."'ЛМ Г.;СЛ.'ДЗ!ЛіЬ í¡¿ Ol''J-L-С

зопания полімерного воіфгтия по. аагрсї.п‘1 лплл,; - jcj.:"¿1 ¡лгкр’і-носій и определить те!«гратур:!3*-ерйиг-::уа лп.«. ¡o: i'or.'.i, **и,ж$и»л планки с учетом геометри«» детали;. .

- виявить гові'сїгдзстл качеегш псжг.«.ер»;к ¡іоку.лпіі, oí *с.к;;»-яогичреких параметров и-устгпопить ситиналипсо р: lyij получения покритий;

- расрГіОотать способ г-:г.!;:со::ип покгілкЛ но :;оспуснио дегали?

- установить вдигдие сесохоЕатости по.пшг.гпспрлтл-л im i¡x трвнпо и износ;

- пкепєргаяштольио педтвердить работоспособность дсталзП м.; алтініИЕік сплавов с пзг;и;.г.тріглгл пекр;ггия2.‘.и;

- пт.оизг.сстк тогашга-оконогачоское осэсногзнло ítpcw.msciun спосцОа; .

- гаяспоо'літь лгактігчеглмо гєко\:оі!Д^”'ї " пгдрлгь ризулымп лсслрдпвашіР. п производство.

.?Í^E5f_J!:íílI£ содерлпт готодллу пр'-.поделдл гослєдопі’ілл, внпелк^тщх по программі, епродгледпоп я сзоттс'шш с шсіав-лєіиаг..г/ здгллзул.

В кядестге сбто!:та мсследолгі'пгп лспсльоогілс:: гистсв-лши;. насос тип-5 НП. Тякис нпсосм явлдотс: осдозігч агрегц'гол рпдро влл'1пс>'л;: скстсм» нгхедг’ге пглроро-.- п рпглг.чіт ої~

ваеллг к.талностроенпя. Корпус, насосм и ог,зр:и:с ct¿/¡i--p :лсс; взготавлиеаэтся из алгоинигог.'гг сплавов. Пр;::;-'лп Д'іілл’етл различая: тглорао?,’орса нг.сосов прпкїичосу;! oriavn:о;;. Основная причине: ол:;одл г./, лп етрол - иотг.р.’ пт>:;:сЛ'.'":»олїлэсги ;; с:гг-и л

износом, которому наиболее подвар^.йны корпус втулки. Салшшни износа достигает значения 0.II...0.13 мм на сторону.

Для лро&ецемня ¡экспериментов прлнят метод последовательного плпиировдьиь, »КЛЬЧДО^ИЯ обОСНОИЕНЙСГ II оьйор rtapÍU{¿TpOB оптимизации и факторов, влипшіи* на процесс исследований. 3 соответствии с планированием з.чспор::іяш?оз весь цкм исследований состоял из пяти этапов.

_1_1'£У1 - оптимизация ронимо в нанесення полимерных покритий. і а параметр оптитаогцпи принята толщина получаемых покри-т«Гї(У^. Варьиру-їи'з фактора - тпт.пратура нагрева деталщХ^ и время нанесеті i fX^V Исслєг’оезіпі}: прэгадились на корпусе насоса чІ'-ЇО. .»Ьнезсние no!fpir:::û осудзстзлглось з специальной установ-•¡шЗрзг.иош-аго типа, исклглг.^^ол'стекл.'і'-їз полкмзра со стенок детали ¡i гозг.оляі':;сй получать пэкечтяя расногэрной то.тдиші по 'jcc-'Л no:íta.:r.ac¡:o(í поиерчноатп. •

Ji-i’.TrJI - сптимлзацля толгїїі'^ пол:::.тэр::ого покрытия. U '-'.a-¡-:зз7г:з п: рамесра сп?.ї>изац:'.:л np::::::v треіая каг.рэ-

ноеэго .іо'гп-тіія 6'г) п анидного і;с:г''-:т:'.л^У,1 Ь качостпо кзрьи-ру^їл;:: факторов - толцина по крити л У-j- 'и удельная нагрузка Х^, ilcnu’TRWH проводчлись на споциальноП уста::о:;чо << соотгі'гтстрим с этапами птаарэпакия экспгршснта. Crea тр'.-іаш измерялась с ішмсдьа •>:7е!;їротензод;іт';/і::оп и пя~Г.т-зі?оп) ссш'ллограіа KI1¿-Z¿. ііа этом -да птап“ с П0!/аиіь:з мпкрсскгг.а ІТГГ-З определялась ;-твердость (Уо) докрютй з 2цеис:'*:зс'.'и от тз.”:-,:,чп (УТК

IL¿?.-íIL“ нослодогіЗіїле адгезионн'Г. п”и’:::зст:: пожали->° с покяочкой из алмяимевеЯ сплисов (Р^). Зі из;.'гряе!а’Я параметр пр.шдтп Рд ягс.Чїіуамх псліїкліідоз с c¡:;~ г'иног.зй поверхность«

^ У Б-:рі/1ipj-VviíV:і ¡^ч'.'горг.-.гл ¡¿ринита 'і^’ич-р.ітура подлог* к;і(лт\ fStjpoxoraTOCTb поддсіски (/•< ; п колпчестп наполнителей (Х^).

Ii

Адгезионная прочное-:ъ оішаделглась методом нормального отрува склоекны* образцов нг иаакне УШ-5. В кач&стве нелолнителей применялись дисульфид иалибдэна и алюминиевая пудра, Толщина покрытия разнялась 043...0,35. i-.k.

ІУ этап - рлишше шэрохеватэити ПОЛИШІДИЬіХ покрытий не

ТреНИО И ИЗг&С.

За параметр ок’ПкУигьции пр:шти коэффициент тренкя поли-анидного покрытия пг стали и иснососгоги-.ость покрытия (У^) в 38BKCHW0CW от шероховатое?;: поверхности покрытия к контртела V/*j)* .

У. этап - исследований износостойкости а'естсретшх ьасо-COF. С ПОЛИИЭрНШК ПОКрЫТИЯМИ.

Испытаю® на износ подвергались дво партии насосов ИШ-ІС. В одной партлв• аспитиваяись насосы с калрсковілпі покрытиями ? сравнении р. сернйншдь Во второй партии - насссы с анлднмш покрутили*: е сравнении о новьгхгл. Изноо касссов определялся падением про из водит єльно ст»и Для ускорения деследоганий в масло вносился абразивный матеряал, в качество которого применялся порошок карбида'Copo (ГОСТ 3647-50) 1Í63B.-Исследования проводились на установке, позволяхией олдовреышшс испытывать два насоса. Ззздр производительности осущеетвлялоя с помощью мерном оачка и секундомера часового типа. В дечостсо рабочей жидкости приуонллсаь пасло "Индустриальное £0И (ГОСТ I?Cf?-22) .

Для э к с п а р::ь.’ ¡ т ад ы :ьк исследований применялся порошок !.-алсоиг. (T¿r-Ji-CC-509-V0)’ н аниде Ї0СТ G-00-2G9-74) механического измельчение.

Ппоизаодстпздннв испытания проводились в нормальных условное оксплуатмцйк. Оцепачьгаги. показателями являлись произведи-гельностъ насосов и бззотказность работа гидросистем.

Хг Ху

¡1 £

J__________

¿ависииость топдтш покрытий от времени и температуру

Л

>у1

хз

Зависимость коэффициента трения от то;:гл':ы гюкок’гни

¿ппмсг.частъ трердос?;: о? толщины

У.А'ЛиЗ

Уо

У.

\

^■и) У1

|Зааиеикость адгезионной прочности от I температуры подизгг.кл

(*а»

иг

Зачисимость р'уэзч-онной прочности пт иерохо ватости

Зависимость ацгези- ! | окной прочности от I | наполнителей ! 1

Здьисимэсть произ -водитальностн насосов от зреыенл ис-

П!ГГГ.НИЙ

Ьлпялиэ церохова : тости поверхностей I на износ ___________1

Зависимость ког.ффи циента трс-инл от ^шероховатости______________

(хю,н)

Рис. 1

ъ

Схема планирования экспериментов приведене из рис. I.

При проведении экспериментов принималось достаточное количество опытов л критерии, обеспечивающие надежность оценки исследуемого качества но низа- 0,95,

Математическая обработка результате в исследований осуществлялась с помоцью ЭВМ.

Третья глава посвящена исследог-гіш» процесса образо мнил полимерного покрытия на поверхности детали. В качестве матери ала длч покрытий применялись полимеры поликмияиои группы . капрон и анид, внбргиаио на основании анализ» йизико-неханичег ких сгоР.ст» известнцх пластмасс методом р&юшрованил.

'Толцнка полимерного покрытия должна быть больше оптимальной ни величину припуска для механииескоп обработки. Прочего получения пошлгий обусловлен оплавлением полимера на поверхности нагретой дэталм. Температура нагрева детали должнг превышать температуру фазового правраясния полимера. Образование авдкой £дзи бурет.аьопевть от температур« покрываемой поверхности, ггродолжительности Процесса, разиоров детали, теплофизи-чоеккх свойств материалов и потерь тепла аа весь цикл. Температур?» детали дояїиз Сыть достаточной для получения рлпплаьа полимера удовлетворительной текучести, ко на долкна прешшать начали его активной дзетрукции. •

Таким оораоом, толщина полто?рнаго покрытия является фунс-дней температури нагропа, продолжительности процесса, пассы детали и ее гоомотрта. В результат« исследования процесса обпа-зосаник полимерного покрытия получено заг.исиность толсинн плянки ої. температуры детали, времени евдер.:ки и толщины стсики пуделі«; для неств.ц:шкйг.цзго термического

гл° à (г) _ толокна покрытия, н}

¿ - вплїгмна стопки дйтллтї,

Г - время нанзсения покрытия, о;

v. ,іГ ,

' -ña, * *7я rt~ ,пл’

гле /> - темпор.тгура нагрпва детпля, К|

Гпл _ температура плавления полігг'ррз, ttj

косгугицлгт тсмпсратурзпрэЕОдтгаста о ,

гг.торихтд дзтая-.і, -ч"/з;

'’*•/»•* оядокпкцэП среди» ЇГ;

- тса’іта гл?эсэго прягра^ош'я пэл*:!?::рл, ,!IV:.t;

/I? - сбт.о,."л.*.я даткэсть химпз'зра, яг/м3*

,j, - ;:огфя'.п::'!п тепзопроввїзгоетн материала латали, 1:.т/(м к).

і’ОСТОЧЬ’ЧЧЛ “ т*’тд І*^ГС

:• імч*иил т їряжс і va я '

Г (*■.*}=■г/* ", - ГЛ-/1 -Л с/,-. f

коїороа, являясь квадратичным трехчленом относительно А, имеет ыиницум при

С&1Л- '

Вцракеїшз Ш'представляет собой завасшость толщины покрытая от температура детали, ьро-мош: нанэсеиия п толщины стенки догали. Око позволяет '.опредалить рсаниы-нанесения покрытия необходимой толщины на Бгзличних диталях.

Экспериментальные исследовашш зависимости толщины полиамидного слоя от тгохнологпческкх паэаютсоа (температури подложки, временя нанесения) проьодилисі. на корпусе насоса ііііі-ІО.

Чтобы исключить стешшр расплавленного слоя полимера. с металлической поверхности* деталь в коионт покрытия располагалась горизонтально. Процесе образования слоя г.олшара происходил при вращении дотали вокруг горизонтальной оси до полного его еатвордозйния. Этим достигалась равномерность толщины пок-

где

сіо ~ Іо + ( }

рытия по всей обрабатываемо ¡1 повеохкасти. Для .реализация предложенного способа была изготовлена экспериментальная усталовка вибрационного типа. РАЯНолть_т!лшш. покрытий на поверхности ' колодцап корпуса насоса ІіШ-ІО, получєшггх на а то Я установко, в три раяа меньшэ, чем у покрытий нанесенных традиционным методом.

Опытние да:-:лпо подтзорднлл справедливость теорзтйческого обоснования процесса образования покрытий на нагретой металли-ч«ской пои<фХ!:асти. «орактер зависимостей одашаков, а иесовпа-пскив иакодитря > дспустиних пределах. Получеіаагв результаты определяют корреляция кззаду фзмгораия, вянягаимя па толщину по ;грі.тт'.іП ;іп- капрона и ышда.

Рдботосиосс&х .ь полрхэдых коїлзлкП аагясат с? многих Ъ!'.';'0}-ог, «я:чЬ..;о ?иа’4ктал;>:к\:н из которых ярлпэтся коэфЪ{-!!!*«!нт тргпя и простое«- сі ””г-тния с коталлич-зеяой подложкой.

Ті-!тгтфтг',п г:лт.и сзд;тх’’.:і катеяюгн ассдсдовашШ по опти-••кпр!'-'н гг-;.-:іл зі ¿»¡грггггП па осязшио-

сплг.ч-х. ■

Ъ со.5т?згсувчп « п.т;*«п«гоис» окслорістс.чта сптжшзация гоягу.';-,’ ;яш;.-,к?дзггв хлі;р»т:гл Гіімкодіиась зіз пгорон етапа не— слсд.іл«ці: :к »онатдощдл узтзговка». ЕазюзСЇТйПлоЯ для даішои -’г.'іг.і огатоо, позволила г^яг.ггь аагяг.й’гсть пссКлпдгснта трз-н’.’я от то/изкнн полиш.паяя* пакитгіяї и 'паспякя. ЙатеаатаческаД оОозботхп это Я яавпс’.тастп показала еа зкетранатыигзедрактер* >лг'ьалм!0в гначе!Г.!с тг’У’^-иц'лоитд тргігля сготзотстЕузт оптика-ліноп толщине погфытий, составляй^*! 0,32 км для капрона и 0,3-5 ям для пкпде,

Вллянис то,тцн«ы полііаердога пэкротия па коо$фяцаент тга» :»ик язсит слр.'йяія :;арак?ор. 2начоние> сто расист* от «могик г-н'.-'.! со г.. ,{ ним огносятс.'С -"г; ті'зсп- коятгота, гоплопрог''ч —

ностьыа^ериадгууа демпфирующая способность и др, Тонкие покрытия имеют высокую жесткость и низкие демпфирующие свойстви. При повышении толщины Еесткость контакта и теплопроводность укгньшастся, что приводит к увеличении положительного градиента трения И прпраЗатываеыисти сопрягаемых поверхностей. При оптимальной товдмз покрытия пониженная жесткость в сочетании, с низкой тьшго про водностью плеши создам1 наиболее благоприлт-шо условия для формирования положительного градиента механических свойств, а ото способствует уменьшению коэффициента тренил к поЕ1лаон:по несуцой способности покрытий. При дальнейшем рОСТе ТОЛ^ШЬ.', С.ОПрОВ’ЭЗДЕеИЛ! уменьшением Л.15СТКОСТИ покрытий и его т-сплопро водности, растет удельное тепловыделение, что приводит к увеличению кас^флцчента трения.

Кзкеаешзг кэхеиздессих сьойсва покштип.с увеличением ил толдада подтаггг-даз'гск иигспсквги кихротеердости пленки пола-пера на алза:шл:ей подложке, па:: покззгли исследования, мпк-роговг,^ооть г;л:р:л;:ц уис!&паи?ся с ¡ остом их талцшш.

Одтшглцод .»оадка - изойкогдидга, .но недостаточный показатель качества г,о:;::;.:срльг: пэкрглпЯ. Друпш показателем, обусловливающий область лржмгпзнйя,. является прочность сцспленин с ксталдичзскоа поверхностью. На величину-сщ’езиоююп прочности влияют такие те~1ЭЛ0Р15чески!з фактор:кап температура подложки В КЭ1ШНТ НЗиЧео?1ШЯ» .шероховатость л пошетость подложки, количество и вид наполнителя, дкспзрскэсть порошка поли:.;ерг. и др.

На оснодалии исследований, ири ведетг.! < на третьем :>типе ь^ьно сделать следующий выводи: •

- наисолысуя прочность сцепления капрона и анида с алш.м-киевоп- иудяиг.кой ибгопачньавт температурь и несения покрытия &*>0 К \28о°С) и 587 К (ЗГ1"С) соотгететп .-ш»;

- .,дгоп;:г."го:ї грочпзсть лссл»луо*ллс ’.итеглплов mionv ¡nn~ V’-.-j'riMwa лу.-.! п^юхимаюстл подложки Л2 »(SO...GO) іі:сі}

- коллч;:стпо ;ппогп::тслл и г-іроплт д;;суль*-

-.. .. - „ . . ч .. г.-г.тz?. "удр:! у-^гп-п-тс ;; :-.;i,rí;o:;ü¡:;iyD

; - ■ ■■ ■--'"г:тр м'Д гол-ютлоЯ г.а 13.. .£3 %.

D ■ :■ тз ::"Слодліл;г!я ::і рмяилсгг.т -л:-: 2'чль\:ія

.....: " л.'.-"ira. покрытия, зигиспчость / I / :.:n:v_':o

, їй г

(>-*

/JJ-,

і, 54 Г /'л /

• . ). „ - -r::r :;*:r’vn л пеі:ї^»тог*о покрч’-

' ' W ’ !-

/ - "м. :г--\ с'.:'mî . J/ - .</ 1 ' ї 1:очрч;:п, a

л " 'г.тг*ч ::■" ;Н;, T'V:n‘"‘'v'' : л vc;'*.: v V.:

■ , : V ) ::л » л.'льл"> л./ л:.і-:л; l:?v:çлглЛ, :\о

: ■■ : ,1^:'"'С:'Нсго сг’Оп,

-;мї' 'ї *м;ії-~г і '■ ■ >'; ; /і, ,'"-’л л;лл,:л';'

, -'---'.гм ;.->г.о1м , ,і::г-;•"! c:;'i лті'^нї 'rp-v"ітп сіг;~

■ vi у/-::wrv . л о ЛЛ-- ' y.'"1. '

. - і ' * - '1Л,! ЛЛ ,i Л' 11 . ; A ... - f\ ! j L ,.i!. , j ,* Л; : « : ..j. 1 r' iv*\ тії ;; лулсл .лл'И'Л! , 'л'о ; л::л*.;л;и и:,.Г!;^л»л n

::v 0?C 3 ■.}> 0,Г.а v(/: 'л’:лллл ^?оїг^г-

■ л ; у-л :г:. . : і' .j / г • - 1 ' X » i jvj : лс -*»1’ v;;,.’

сл- >л ■ ,,’a - UV\ , Л ,0) м;-',

Результаты проведенных исследований го кагала, ■««о состояние микрорельефа покрытий и контртела в значительной мэре влияют на интенсивность игишшвания трущихся поверхностей. Эксперименты, проведенные на 1У этапе исследований подтверждают это предположение. Экстремальный характер зависимости износостойкости от микрорельефа позволяет вьщелить интервал оптимальной шероховатости изнешкваеиых поверхностей, соответственная их наименьшему износу - а ■ (0,5...1,2) шш. Кик показали опытные данные износу подвергаются только покрытия. Износ контртела незначителен и составляет I...5 ыкм.

Исследованиями также установлено, что равновесная шероховатость. прирасоташщх поверхностей соответствует Ла=10,4,.. 0,7) ыкм» т.о. находится в указанных выше пределах.

На основании анализа проведенных экспериментов позтроены номограиш для определения интенсивности износа покрытий ьза-вдсгсиости от шероховатости труцихся позарзшоетай. и их помощью модно определить оптимальные параметры микрорельефа для покрытия и коктртела.

На У этапа исследований проезде ¡и стендовые испитгдил шестеренных насосов с полимерными покрытиями, проводи)" параллельно с сорийншш накосами.

Пповздонныв исследовагак показали, что капроновые и анидные покрытия пригод1?а для повышения долговечности деталей из алюминиевых сплавов.

В пестой главе природятся сведения о практическом примо-неши результатов исследований и внедрении ш: в производство, «игатно-лрошялонлой проверке подвергались насосы 1211-10, Ш-32 и Ш-46. При производственных испытаниях были получены положительные результаты.

Экономически;'! анализ пня вил, что повытлениа долговечно от:; дсталэй насосов полимерными покрытиями экономически эффективно.

Внедрение результатов исследований в проипподстго на Сыз-ранском 1Ю "Пластик позволило получить огсоноштаскип эффект 15 тис. рублей.

¡филогения содержат ргэультаты производственных испытаний накосов и копни актов. Пригоден программ расчетов на ЭВМ и результат ткияолении по тал, г?тодока математической обработки гюзультятоэ опытоз. Приложена кояяя акта о янедрсяаи результатов Е!Р Б ПрОИОБОДСТЗО и копия изобретения на ШГОГОШПИИ-дсльк^я гологку для расточки яолодцва корпусов нпесеов,

ъпоичтж

1. Анч.т:г> "чтсратуудатс источников показал, что- гсжютвгг яточичоп вчходе -ля строп доталоп мапяп являотая пОразпвнып гоксс, величина ’которого составлю? 0,Г..,0,3 км.

2. .Нл основания апгляс.а ¡’.мзикгз-гкханлческих свойств поли* *мкк гаг-ралт*»* гчявлеко, что л качзстяо по.чратяй цо-лэеоо^епо*» пт>:т?нят* псг.п:.яда ядпрзн а анлд,

3. Д"я р'зллпз'мры способа погитегтя долговечности летало Л из л.тткгют'.гх еялчгоэ раграбзтага установка, сбсспочя-

г.">»чзя получение по1грггг,?л на норпус.’пяг деталях рагизгларкой ■млаянч п1“ ^сеп сбрабатмгагуаЯ погврзккетя.

4. Трор*Т!Г?рсй:!:.гя я п::сп?р:г'«гг!\7ъ:г:л-л псследсаага.та*

получена атисячясть толгпяя» плзикя та лидера на нагргтоп по-

Г»ру;?0сг.1 ОТ ТЭЧЯеВЯГЛЯ»« 2Т5ЙМ5НЯ г.тгдорг.гм я тоязяш сгопхл

д.а?«п| для настгн-дснаркого тсплзгэго рстга, готзруп ::ги» .^о’^''"?нг.о’>?тз> для лрглстпч'зсхого гря-знаняя лря яроеятеуэ?.'!-

!•’!•.? 'ГИХРОЛОГЯЧГ'СГСЯГС птлоссоз.

5. Иссяодопанипыи устаноы.-щз,-что для повииения долго-г

вечности деталей из алюминиевых сплавав следует применять полиамидные покрытия толщиной 0,3...О,Зо ік, обладающие наи-іііоньшіш коэффициентом трения, _

6. Исследованиям! установлено, (¡то тс;.шератур:і натрова детали при нанесэнии 553...553 К (280.• .'285 °С) и 583...5Б8К (ЗЮ...ЭТ5сС) для капроні і; ыаддт. соответственно, обоег.еч«-ьаст иа::ск:,идь:іуіо адгосноя:;у;:> лрочгюсть алфитий.

7. Вигрг.і:а шюлсио, что спкк.даШ'С колкчосісо ии*«-іпітсл/: з; иядс порош» дксулЦзда кол;:5да.л и йлмлька уьо-л:гч:іь^',т ьдгсоиоцігга.гдючиозть полл«ии.і.о:; ;; <*л:,;.,;-;іьхг.о,. г.о-ЕГ-р:а;ос':'!і на 15..«25 с,1„

' І’.. Кг. ос.'іои.и::::: эксьзриигыдоиш послсдовииіГі і.::рсдс-лоиа псрохокаїисті. коктагялруси^х г;ов^р.і.ос*с;:

Яа~- (0,4.».І10) шш длг капронових к Ла - (С,Й..^0,7) для шгс.гіг-'Г покритий, соотвс-тсіруз^их ют/ігг'Ліііа'у пос:;;:.:-¡и?лту трения и износу, Установлено, что вяа’Кйшв р.шк»вгс~ ііо/і шероховатости, коптактврушіїпг поверхностей я<» =(0,5, .'.0,0) пт дгя капрона и Яб «= (0,4...О,б) і,для ашда.

Раорабстаїрл номограм;,;ц для определения оптимально” іззро-ховатостк контактирующих поверхнас: зй,

9. їїрздлогми технологический! продосс вгсстапоілсниг: работоспособности деталей из сяшшяесшс склапов поліалаяиллі поідзитипми.; показано, что детали поело износа пригоди іуш повторного восстановления.

10» Техняко-о.-.и«с;».^а::::.': г*’-'-лиз пр:шоіго,;:;д лолиашднпх кокритиГі и иеоторэшш.г насоса:: поклеил з&взктгсішссги их ирп-И#НС1й'л. Оконз.пче.скиП об'єкт ......л;: риьультй :Ои іііі' с

производство съоТ'лвил 15 сыс, рублор.

Ос.поешз полк-.еиил и результата диссертации отрэг.еии и опубликованы в следующих работах}

1. Оптимизация-процесса ианесеггип полимерных покрытия' «¡рбрациошкм методом //В сб. "Алгоритмизация и автоматизация тохнолоптасскгос процессов и установок". ~ Нуйбшев, 1976..Г*

С. 155-161. (Соавторы Исаков Б.З., Коямакопа ЛД., Павлов*» ак!й В.В.). .

2. Влияпя технологических-,факторов т адгезию полимзд-

га« покргтиП // Мсханпзйттмл строительства. «* 1977. - 2.

- С. 14, (соавторы Исаков Б.В., Козакова А .Л.)

3. Птая:гло иапот-геолей ул эдгвзяп полйыйрлкх пвйрнтий-г.рп ремой и :!.-.чии //Сборник трудов ’Ш1$ 34. - У, 1977.

- С. 154—1С0- (мпраорч Ясаков В.1Г.,- Кожпкоза Л.Л,, Жамв-*• -и З.В.?.

• I. 0-п':г.:з::;'и*л эдгегшт при' разработка производственно‘1 •зхпологич голучрияя г.од'П'вртлс- тхкггкЯ //3 сб. ^Длгоратнл-"лт и гг:::уч;;:я, тг'л-адогпчсск^х проц-зссос я.пра«амлснто у- ¡Суггп. В. 1977» - С. 59-107. (соавтору Помог. Б.?».,. Кол-яко га Д.Л., Огурцрз А.З.). •. .

5. В^бс? способа рекнпа истодом ранжирования //В сб.

'•То злей ::б'ллойг.о*3 п^по~твхг>’песхоД кон^греиции";

1Э’Л. - С. 7-1-75 (соавторы Исаков В.Э.; Колют’з А’.Л*»

Ог;’сц'.*в А.';.). .

т. 'й.чплтга способов получении лодовкп no.itinispa.Ha свой-зтза отрсглоиткрусгл’Х дсуадзЧ' //В сб. !,1;с:{отов1!2„по.пр^сы. разра-•'отгаг научи к осноз организации п лзрснсктип вазпнтая мз^онта 'гторой тзхники и радиоалоятрсииой аппаратур«"...-В!я«. 10. -. П.* Г079. - С, 45-49 (соавтор:»' Вилы иг*'С. Л., Исаков Б.З., К-'г.пко-* а Л.Л.).

- h. Оптимизация -рагишов нагрудсшш подшипников скольжения . с пол/ыорлдаи..коквь:тиями //В сб. научных трудов Ш’И, вып. ИЗ.

- М., 1980, - С. 122-128 (соавторы Иськов Б.В., Колиакова А.Л.),

13. Исследование долговечности гшувжовних. пар с псллмерны-МЧ-покрытиями //В сб. "Швішсіша дслговзчгисха и над?;шэстя машин и приборов. Tesi:cii докладов Всесоюзної1. кокфорзнцик 2Л-24 сентября 1901", - КуПбьвег ІШІ. - U. Ш! (соавтора Блкхман ЛИ., Павловский. В,В,).

9, Ргдгак нанзсенип полна],шдних покритий пр;і рамиич-о uju.7-імнксвьк деталей /JQ научно-техішчоскоі. реферативним сборника. Серия УІ> вік. 2, 1.1,, ЮЗІ. - C. 2—1 (соавторы Исаков Б.E.,

Ко лійко пи АЛ.', .

10. Нздсккосїь работы деталей с п^яаыергшми покра-гипкк в иасоеах //В сб. "йсслэдсскшс їсліологичаігі»« параметров оора-ботіга". -* КуПбьгпгв, 1932. C. I7G--I7Q (соавтора Гшловс;шй Б.Ь., Бляа-іан Р.И.).

И. Рекомендации - по ремонту насосов технологического оборудования полимзрніічії покритками //- М., МЇ1І, 1982. - 19 сч (соавторы Исаков Б.В.„ Колмакова А.Я.).

12. Влияний тепловых процессов на свойства попкерних покрытий //В сб, 1ГТепл5флс!'<ка к оптимизация теплових: процессов”, '¡уйбиыпп, 1983. - C. І55-І59 (соавторы Гіг.вііоеский З.В», ilo.-ua-кова А.Л.).

13, Воссїан-зллєттз работоспособности шостерзнтк насосов

полиузрнчші покрытиями. - М., 1937. - Дзп, в ЦІСІІІТЗПтракторо--реяьхосьта. 17.01.87, !,'■ 629, •

t-i. A.c. IIÖ2718. СССР, МІСІ3 1523 Е39/16 ияоговлвадмьнал головки. '.coätm><rj Езлвзнов Г.C., С’.пігійг- C.A. К

С "-’"і. У. 'Уі: ■;- г- ; С v-1. i /г ^ < < f-. -- •