автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Повышение долговечности деталей судовых дизелей с использованием плазменного напыления и лазерной обработки

На правах рукописи

ЖУу

МАТВЕЕВ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ И ЛАЗЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ

Специальность: 05.08.04 — Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 2003

Работа выполнена в Волжской государственной академии водного транспорта

Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ, доктор, технических наук, профессор Л.И. Погодаев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Н.И. Герасимов

доктор технических наук, профессор В.А. Скудное

доктор технических наук, профессор В.И. Черненко ,

Ведущая организация: Нижегородский филиал института машиноведения РАН им. A.A. Благонравова

Защита диссертации состоится 17 октября 2003 года в 13 часов на заседании диссертационного Совета Д 223.009.04 при Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций по адресу: 198035, г. С.-Петербург, ул. Двинская, 5/7, СПбГУВК, аудитория 235

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУВК.

Автореферат разослан « Я » ®9_2003 года

Ученый секретарь диссертационного совета проф., Д.Т.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эффективное использование современного транспортного флота в значительной степени зависит от его технического состояния. К настоящему времени большинство судов находится в эксплуатации более 20 лет, поэтому объемы ремонтных работ для поддержания их работоспособности с каждым годом увеличиваются. Поскольку экономичность и безопасность работы судов как пассажирского, так и грузового флота непосредственно зависят от рабочего состояния главных и вспомогательных дизелей, то к параметрам надежности их работы предъявляются повышенные требования.

В системе речного флота рабочий парк судовых двигателей внутреннего сгорания (СДВС) к 1990 г. насчитывал около 50,4 тыс. единиц общей мощностью 8,6 млн. кВт. Ежегодно судоремонтные предприятия расходуют более 40 % всего потребляемого металла на изготовление запасных частей, при этом в металлолом сдается до 300 тыс. деталей при износе сопрягаемых поверхностей (0,5...2,0) мм и потере массы (3...5) %.

Затраты на изготовление запасных деталей СДВС в 1990 г. составили 36 млн. руб. Обеспеченность судоремонтных предприятий сменно-запас-ными деталями в 1990 г. составляла 67,5 %, а в 2000 г. — 84,5 % от потребности.

Опыт эксплуатации судовых дизелей показывает, что надёжность их работы, сроки проведения текущих и средних ремонтов определяются параметрами технического состояния деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), среди которых цилиндровая втулка (ЦВ) и поршневые кольца (ПК) наиболее ответственные и быстроизнашиваемые.

Повышение ресурса данных деталей с целью продления межремонтных периодов СДВС является одной из важнейших задач металлургов, конструкторов, технологов и научных работников. Однако до сих пор действительный ресурс трибосопряжения ЦВ-ПК наиболее распространенных, металлоемких и мощных среднеоборотных дизелей (СОД) значительно ниже нормативных значений.

Следует также отметить, что с начала 70-х годов к настоящему времени существенно возросла теплонапряжённость СДВС из-за увеличения цилиндровых и агрегатных мощностей по причине повышения степени форсирования без существенных конструктивных изменений элементов дизелей. В середине 80-х годов на водном транспорте наметилась тенденция перевода СОД на использование высокосернистых тяжёлых сортов топлива. Все это повлияло на значительное увеличение скоростей изнашивания ЦВ и ПК. Поэтому возникает острая необходимость в повышении ресурса деталей ЦПГ СДВС.

В условиях рыночных отношений перед судоремонтными предприятиями стоят следующие задачи — обеспечение СДВС и механизмов запасными деталями в необходимом количестве и заданного качества, сокращение сроков ремонтов судов, снижение затрат на материалы, электроэнергию и ремонт. Данные задачи можно решить при внедрении и использовании ресурсосберегающих технологий.

Фундаментальным проблемам повышения эффективности ремонтного производства посвящены научные труды известных учёных: В.М. Кряжкова, A.B. Криулииа, М.А. Масино, И.А. Мишина, М.К. Овсянникова, Л.И. Погодаева, А.П. Семёнова, Ю.В. Сумеркина, М.М.Тенен-баума, Ю.Н. Цветкова, В.И. Чернова, В.А. Шадричева и др.

Многие вопросы теории и практики, связанные с повышением надёжности, восстановлением работоспособности ответственных деталей машин и механизмов рассмотрены в работах: В.М. Андрияхина,

A.B. Асташкевича, O.A. Борчевского, B.C. Горобца, Н.Ф. Голубева,

B.В.Глебова, А.П.Ермакова, Ю.Е.Ежова, А.Я. Кулика, Ю.Г. Кулика, . В.В. Кудинова, А.Д. Соколова, Н.С. Молодцова, А.П. Пимошенко, И.И. Прохорова, В.Б. Хмелевской и др.

В период 1985-1990 гг. в Министерстве речного флота была вырабо- , тана программа организации специализированных участков по восстановлению деталей машин и механизмов на судоремонтных предприятиях в разных регионах России.

Однако большинство этих участков так и остались на уровне проектов. А там, где было организовано восстановление деталей с использованием методов нанесения газотермических покрытий, ожидаемый эффект получен не был. К основным причинам, которые сдерживали внедрение в производство эффективных ресурсосберегающих технологий, следует . отнести:

отсутствие комплексного подхода к разработке ресурсосберегающих технологий с использованием методов газотермического напыления и лазерной обработки; ¡,-

наличие нестабильных показателей по адгезионной прочности наносимых покрытий, отсутствие методик и приборного обеспечения для каче- ; ственной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения;

большое количество брака в процессе механической обработки рабочих поверхностей деталей с газотермическими покрытиями; ;

отсутствие глубоких научных исследований в области упрочнения поверхностей деталей машин, многие из которых в этот период находились на уровне проектов.

Несмотря на большой объём выполненных исследований и проведённых экспериментальных работ, к настоящему времени проблема повышения ресурса деталей ЦПГ СОД до нормативных значений остается весьма актуальной. Поэтому разработка эффективных ресурсосберегающих технологий с использованием современных методов упрочнения и восстановления, организация специализированных участков ремонта на предприятиях водного транспорта представляет собой серьезную проблему.

Работа автора в этом направлении выполнялась в соответствии с планами НИР и ОКР Министерства транспорта, ВГАВТа, а также по хоздоговорам с предприятиями (ОАО «РУМО», ОАО «Завод Нижегородский Теплоход», ОАО «Судоходная компания Волжское пароходство»).

Целью работы является развитие научных основ формирования износостойких газотермических покрытий и структур в поверхностных слоях серых чугунов с использованием концентрированных источников энергии и разработка надежных ресурсосберегающих технологий восстановления и упрочнения деталей машин и механизмов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. На основе анализа известных теоретических представлений и экспериментальных данных установить основные причины и закономерности изнашивания деталей ЦПГ ДВС.

2. Исследовать влияние химико-термической обработки газотермических покрытий на их структуру и триботехнические свойства.

3. На основании исследований определить оптимальный материал подслоя для газотермических покрытий с целью получения высоких и стабильных адгезионных характеристик.

4. Исследовать коррозионное поведение и защитные свойства материалов и покрытий деталей ЦПГ судовых дизелей.

5. Разработать методику, программное и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик покрытий и их физико-механических свойств.

6. Получить физические модели процессов формирования структур в поверхностных слоях серых чугунов при их лазерной обработке.

7. Разработать математические модели физических процессов при лазерной обработке серых чугунов.

8. Определить влияние химического состава и исходной структуры серых чугунов на физико-механические свойства зоны лазерного воздействия.

9. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить в производство ресурсосберегающие технологии с использованием метода плазменного напыления и лазерного термического упрочнения.

Научная новизна. Научная новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели влияния технологических факторов на плотность; пористость (открытую, закрытую, общую), твердость, коэффициент трения, коэффициент использования материала, износ, адгезионную прочность при плазменном напылении покрытий ПН85Ю15, ПН73Х16СЗРЗ.

2. Определено, что интенсивность и полноту протекания экзотермической реакции при газотермическом напылении термореагирующих порошковых материалов системы №-А1 можно оценить по соотношению фаз никеля и интерметаллида №зА1 в нанесенном покрытии методом рентге-носпектрального анализа.

3. Впервые установлено влияние плотности, пористости и твердости газотермических покрытий ПН85Ю15 и ПН73Х16СЗРЗ на износ и коэффициент трения.

4. Обосновано положительное влияние термообработки (400 °С и выше до температуры плавления) покрытия ПН73Х16СЗРЗ на повышение триботехнических характеристик. Показано, что при 600 °С существенно, снижается уровень микродеформаций решетки N1 и плотность дислокаций.

5. Впервые показано положительное влияние химико-термической обработки (сульфоционирование, фосфатирование) на антифрикационные и противозадирные характеристики покрытия ПН85Ю15.

6. Новыми являются результаты дифференциально-термического анализа термореагирующих порошков, предназначенных для нанесения подслоя. Показано преимущество порошка ПТЮ10Н по экзотермическому эффекту перед порошками ПТЮ5Н и ПТ-НА-01. Впервые получены сравнительные результаты по адгезионной прочности между газопламенным и плазменным напылением порошка ПТЮ5Н. Установлено, что подслой, нанесенный газопламенным напылением порошка ПТЮ10Н, по адгезионной прочности незначительно уступает плазменному напылению.

7. Разработана методика, программное и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения.

8. Научно обоснован выбор покрытия ПН85Ю15 при восстановлении ЦВ и покрытия ПН73Х16СЗРЗ при упрочнении ПК СОД, наносимых на рабочие поверхности с использованием метода плазменного напыления.

9. Определены основные закономерности структурных и фазовых: превращений в зоне лазерного воздействия серых чугунов; впервые установлено влияние легирующих элементов серых чугунов на физико-механические характеристики поверхностных и подповерхностных слоев при лазерном упрочнении.

10. Построены математические зависимости изменения физико-механических характеристик по глубине зоны лазерного воздействия при лазерном упрочнении серых чугунов, влияния режимов лазерной обработки, химического состава и исходной структуры серых чугунов на износ поверхностных слоев и физико-механические характеристики.

11. Предложена оптимальная схема (с точки зрения износостойкости) формирования лазерных дорожек на рабочих поверхностях ЦВ и ПК.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения: технологические основы восстановления и упрочнения деталей ЦПГ судовых СОД с использованием метода плазменного напыления и лазерной обработки;

обоснование материалов газотермических покрытий ЦВ и ПК, обеспечивающих высокие адгезионные и эксплуатационные характеристики;

результаты химико-термической обработки газотермических покрытий с целью повышения их триботехнических характеристик;

акустический метод контроля адгезионных характеристик металлических покрытий и оценки внутренних напряжений в материале деталей;

закономерности формирования износостойких структур в поверхностных слоях при лазерной обработке серых чугунов;

математические модели для определения физико-механических характеристик износостойких структур при лазерной обработке серых чугунов и плазменном напылении газотермических покрытий системы №-А1 и №-Сг-В-8г,

методика оценки упругих характеристик поршневых колец. Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в создании научных основ для разработки ресурсосберегающих технологий как при изготовлении новых деталей, так и при восстановлении изношенных.

1; Разработаны и внедрены в производство технологии восстановления и упрочнения деталей судовых дизелей, машин и механизмов с использованием метода плазменного напыления (цилиндровые втулки, поршневые компрессионные кольца, втулки верхней головки шатуна, седла клапанов, выпускные клапаны, детали типа «вал» водяных, топливных и др. насосов, коленчатые валы компрессоров холодильных машин и автомобильных двигателей, крышки и роторы электродвигателей, клинья задвижек запорной арматуры, фрикционные диски).

2. Разработаны и внедрены в производство технологии лазерного упрочнения деталей при их изготовлении (цилиндровые втулки, поршневые кольца, кулачковые шайбы газораспределения, коленчатые валы автомобильных двигателей).

3. Установлены оптимальные технологические параметры при лазерной обработке деталей, изготовленных из серых чугунов, и. плазменном напылении газотермических покрытий.

4. Разработана методика и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения.

5. Разработана методика и техническая документация для определения эпюр давлений ПК.

6. Обоснован выбор инструментальных материалов и режимов механической обработки газотермических покрытий систем №-А1 и №-Сг-В-Бь

7. На основе научно-исследовательских работ, подготовки инженерных и научных кадров, проводимых под руководством автора, на базе лаборатории кафедры создан Научный центр ремонтных технологий при Волжской государственной академии водного транспорта.

8. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков.

9. Результаты диссертационной работы внедрены на организованных автором специализированных участках (ОАО «Завод Нижегородский: Теплоход» - внедрены лазерные технологии; ОАО «Городецкий судострои- • тельный, судоремонтный завод», ОАО «Борремфлот», ОАО «Нижегородское автотранспортное пассажирское предприятие № 1», СУ «Волгоорг- :: энергогаз», АОА «Боравто» — технологии газотермического напыления). •

10. Комплекс технологических процессов упрочнения и восстановления деталей ЦПГ судовых СОД методом плазменного напыления износостойких покрытий и лазерной обработкой согласован с Верхне-Волжской инспекцией Речного Регистра и утверждён главными инженерами заводов.. ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» и ОАО «РУМО». Были изготовлены опытные ЦВ с лазерной обработкой на ОАО «РУМО» и ОАО «Завод : Нижегородский Теплоход»; восстановлены опытные партии ЦВ .СДВС 6ЧРН36/45 нанесением износостойкого покрытия ПН85Ю15; на данных заводах также изготовлены опытные партии ПК СДВС 6ЧРН 36/45 с покрытием ПН73Х16СЗРЗ и лазерной обработкой.

Эксплуатационные испытания экспериментальных деталей осуществлялись на 15 судах ОАО «Волго-Флот», а также на испытательном дизельном стенде ОАО «РУМО». Натурные испытания восстановленных ЦВ • с покрытием ПН85Ю15 при наработке 16 тыс. ч. и упрочнённых ПК плазменным напылением и лазерной обработкой при наработке 12 тыс. ч. показали, что износостойкость данных деталей в 1,8—3,2 раза выше по сравнению с серийными (при работе СДВС на тяжёлых сортах топлива), изго- : тавливаемыми на ОАО «РУМО» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход».

11. Годовой экономический эффект от внедрения в производство только экспериментальных работ, выполненных непосредственно автором диссертационной работы, составил более 10 млн. руб.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методов исследования структуры и свойств материалов и покрытий, подтверждена значительным объемом экспериментальных данных. Результаты аналитических исследований получены с использованием методов математического анализа, математической теории планирования эксперимента, корреляционно-регрессионного анализа. Часть исследований выполнена в специализированных лабораториях ведущих академических и отраслевых институтов, подтверждена промышленной апробацией. Достоверность результатов подтверждена промышленным апробированием разработанных технологических процессов, натурными испытаниями, а также положительными решениями и рекомендациями по обсужденным докладам (более 50) автора на конференциях, семинарах и научно-технических советах различного уровня.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на семинаре «Порошковая металлургия и плазменные покрытия в машиностроении» (г. Горький, 1987 г.), VII научной конференции молодых учёных Волго-Вятского региона (г. Горький, 1988 г.), научно-технической конференции, посвященной 150-летию Волжского пароходства (г. Н. Новгород, 1993 г.), научно-технической конференции «Механизация процессов сельскохозяйственного производства в условиях его структурной перестройки» (г. Н. Новгород, 1994 г.), международной научно-технической конференции «Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации двигателей автомобилей, вездеходных специальных и дорожных машин» (г. Н. Новгород, 1994 г.), международной , научно-технической конференции «Износостойкость машин» (г. Брянск, 1995 г.), 1-й научно-технической конференции ВерхнеВолжского отделения Академии технологических наук РФ «Упрочнение и восстановление деталей машин современными методами» (г. Н. Новгород, 1996 г.), международной научно-технической конференции по проектированию скоростных судов (г. Н. Новгород, 1997 г.), научно-технической конференции, посвященной 10-летию Нижегородского филиала института машиноведения Российской академии наук (г. Н. Новгород, 1997 г.), международной научно-технической конференции, посвящённой 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт» НГТУ (г. Н. Новгород, 1998 г.), региональной науч.-практич. конференции инженерного факультета НГСХА по итогам работы за 1996-1999 г. (г. Н. Новгород, 1999 г.), 1.1-й науч.-практич. конференции вузов Поволжья и Юга Нечернозёмной

зоны РФ (г. Рязань, 2000 г.), 3-Й международной научно-технической конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring» (г. H. Новгород, 2000 г.), IV Всероссийской конференции «Современные технологии в ма-шинострроении» (г. Пенза, 2001 г.)

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 53 печатных работах, в том числе 3 монографиях.

Личный вклад. В диссертации изложены результаты многолетних исследований, полученные автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками ВГАВТ — доц., к.т.н. Прохоровым И.И., асп. Мордвинки-ным П.П. (научный консультант - Матвеев Ю.И.) и других организаций -к.т.н. Угловым А.Л. (акустический метод контроля).

При этом лично автору принадлежат: направление работы, постановка задач, программа и методология исследований; организация, планирование и проведение экспериментальных исследований; обработка и обобщение экспериментальных исследований, построение математических моделей и установление основных закономерностей; руководство по организации специализированных участков, разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий на промышленных предприятиях.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложений. Содержит 302 страницы машинописного текста, в том числе 26 таблиц и 94 рисунка. Список литературы включает 273 наименования библиографических источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, показана ее научная и практическая значимость, сформулированы цель и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются проблемы повышения долговечности судовых СОД. На основании проведенных статистических исследований определена оценка технического состояния судовых дизелей. С учётом особенностей и опыта эксплуатации судовых дизелей были установлены основные причины и закономерности повышенного изнашивания деталей ЦПГ СОД при работе на тяжелых сортах топлива.

По результатам дефектации более 100 ЦВ и 500 ПК различных типов дизелей установлено: основная причина выбраковки ЦВ дизелей отечественного производства (6 ЧРН 36/45) — достижение предельной эллиптичности (75 %), в то время как у СДВС 6-8 НФД-48 кавитацион-но-коррозионный износ является определяющим у 58 % всего количества

отбракованных втулок. Глубина износа может достигать при этом 8-10 мм и более. В большинстве случаев износ «зеркала» цилиндра СОД не превышает 1,2... 1,6 мм. '"■■"'Некоторые ЦВ бракуют по причине возникновения трещин йод верхним посадочным буртом (до 6 %) и по причине поломки ПК, что зачастую приводит к задиру «зеркала» цилиндра (до 3,5 %).

Среди рассмотренных дефектов износ «зеркала» цилиндра является определяющим, от его интенсивности непосредственно зависит ресурс деталей ЦПГ. Вопросы устранения причин возникновения трещин в галтелях. верхнего посадочного бурта и повышения кавитационно-коррозионной стойкости наружных водоохлаждаемых поверхностей достаточно полно рассмотрены в трудах В.В. Арона, Л.И. Погодаева, А.П. Пимошенко, С.А. Макаренкова, Ю.Н. Цветкова и др.

Ресурс ЦВ СОД (6 ЧРН 36/45) при использовании тяжелых и высокосернистых сортов топлива составляет 7,5...8 тыс. ч, а поршневых компрессионных колец: сульфоцианированных (производства ОАО «Завод Нижегородский Теплоход») — 3,5...5,0 тыс. ч, хромированных (ОАО «РУМО») — 5,0...7,5 тыс. ч, что значительно ниже нормативных значений. Основными причинами повышенного износа ЦВ и ПК при работе на тяжелых сортах топлива являются: наличие электрохимической коррозии, усиленный абразивный износ вследствие нагарообразования и интенсивных лаковых отложений, водородное изнашивание поверхностных слоев трибосопряжения ЦВ-ПК. Анализ работы деталей ЦПГ, учитывая температурные поля, удельные нагрузки контактируемых трущихся поверхностей, цикличность, внутренние напряжения, а также аналитический обзор научных исследований И.В. Крагельского, В.В. Торопа, В.Я. Матюшенко, Г.П. Шпенькова, A.A. Полякова, A.A. Федорущенко, Н.Ф. Соловей и др. позволили установить, что из деталей ЦПГ СОД водородному изнашиванию в большей степени подвергаются поршневые компрессионные кольца.

Для повышения ресурса ЦПГ СОД, в особенности работающих на тяжелых сортах топлива, до нормативных значений в работе даны практические рекомендации. Из рассмотренных вариантов повышения износостойкости деталей ЦПГ значительный интерес представляет использование современных ресурсосберегающих технологий, способных упрочнять рабочие поверхности при изготовлении деталей и восстанавливать их в номинальный размер при ремонте.

Анализ физических моделей контактного взаимодействия поверхностей в условиях трения и обзор современных ресурсосберегающих технологий позволили обосновать целесообразность использования метода плазменного напыления при восстановлении ЦВ СОД, а при изготовлении ПК и ЦВ - использования методов лазерной обработки и плазменного'

напыления как по технологическим, так и по эксплуатационным признакам.

На основании всестороннего аналитического обзора работ по применению материалов и покрытий и производственного опыта передовых отечественных и зарубежных (США, Англия, Германия, Франция, Япония) двигателестроительных и ремонтных предприятий были выбраны порошковые материалы системы Ni-Al для восстановления ЦВ и «самофлюсующиеся» металлические порошки типа Ni-Cr-B-Si для упрочнения ПК СОД.

Материалы металлизационных покрытий, в отличие от проведенных ранее исследований авторов Н.Ф. Голубева, P.M. Хамзина, Т.П. Бычкова, В.Б. Хмелевской и др., определялись исходя из всестороннего рассмотрения работы трибосопряжения ЦВ-ПК с учетом комплектации деталей ЦПГ СДВС.

При этом должно выполняться главное условие — минимизация изно-сов «зеркала» ЦВ при повышенной износостойкости ПК. ... л '

Исходя из этого, были сформулированы цель и задачи комплексных исследований. '':.•-.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы формировйкия; ' износостойких ГТП на деталях ЦПГ (ЦВ и ПК) СОД.

В работе приводится перечень необходимого оборудования и рассматриваются методы для проведения комплексных исследований материалов . и покрытий ЦВ и ПК. Для определения физико-механических свойств, триботехнических характеристик, стойкости к электрохимической коррозии, качественной и количественной оценки адгезионных свойств ГТП, пористости (как общей, так открытой и закрытой) были разработаны новые методики, отличающиеся от известных точностью и оперативностью!

В результате комплексных триботехнических исследований, прове- . денных на машине трения 2070 СМТ-1 и моделирующем стенде возврат^ но-поступательного движения, а также исследований стойкости к электро- . химической коррозии, установлено, что для восстановления ЦВ СОД следует применять покрытие ПН85Ю15, а при упрочнении ПК — покрытие ПН73Х16СЗРЗ (рис. 1-4).

Рентгеноструктурным анализом установлено, что при термообработке , ГТП ПН73Х16СЗРЗ уменьшаются внутренние напряжения в нанесенном покрытии, снижается уровень микродеформаций решетки никеля, повышается однородность структуры, возрастает интенсивность линий Ni3B, появляются линии фазы СгВ, а также фазы Ni2D, Проведенные дополнительные исследования (рис. 5) подтверждают, что термическая обработка повышает триботехнические характеристики покрытия ПН73Х16СЗРЗ.

Рис. 1. Относительный износ материалов и покрытий образцов при возвратно-поступательном движении

7800 7200 6600 6000 Я 5400 | 4800 Я" 4200 3600 3000 2400 1800 1200 600

7800

7100 4200

6217|—|

4oui

3670

ТГОТГ

1800

P=1200H}IV

Р=1000Н

Р=800Н

III

Р=800Н I

Рис. 2. Задиростойкость материалов и покрытий поршневых колец и втулок цилиндров:

1 - СЧПФ-Сг (гальванический); 2 - ПГСР-2 - ПН85Ю15; 3 - СЧПФ-СЧ 25; 4 - Сг (гальванический) - СЧ 25; 5 - ПГСР-2 - СЧ 25; 6-СЧПФ-ПГСР-3 (соплавлением); 7-ПН85Ю15-СЧ25; 8 - ПН85Ю15 (сульфоцианирование) - СЧ 25. 1 - подвод масла; II, Ш, IV - подача масла в зону трения отключена

Рис. 3. Графические зависимости тока коррозии (пассивации) от концентрации раствора

H2S04:

1 - ПН73Х16СЗРЗ; 2 - Cr (гальванический); 3 - ПН73Х16СЗРЗ (t = 600 °С); 4 - ПН73Х16СЗРЗ (t = 850 °С); 5 - СЧ 25; 6 - СЧПФ; 7 - ПН85Ю15 + 15% Fe; 8-ПН85Ю15; 9-ПН85Ю15 (t = 600 °С)

б)

Рис. 4. Анодные поляризационные кривые материалов и покрытий:

а) 1,0% Н2504;

б)2,5%Н2804; в) 5% Н2804

Л/Ш

1 -СЧ25;

2 -СЧПФ; 3 - ПН85Ю15 + Ре (15%);

4 - ПН73Х16СЗРЗ; 5 -ПН73Х16СЗРЗ (1 = 600 °С); 6-ПН73Х16СЗРЗ (1 = 850 °С); 7 - ПН85Ю15; 8 - Сг (гальванический); 9 — ПН85Ю15 0 = 600 "С).

Рис. 5. Влияние температуры обработки покрытия ПН73Х16СЗРЗ. на коэффициент трения с СЧ 25

О 200 400 600 800 и °С

Поскольку ПК при изготовлении подвергаются термической обработке при 600 °С в течение 3 ч, то покрытие ПН73Х16СЗРЗ следует наносщъ до термообработки.

В работе впервые установлено, что на триботехнические характеристики ГТП существенное влияние оказывает твердость и открытая пористость поверхностных слоев (рис. 6, 7), а на адгезионную прочность — расход порошка и его гранулометрический состав. ,

7 7,5 8 8,5 9 9,5 Потк,%

Рис. 6. Зависимость коэффициента трения Г покрытия ПН85Ю15 от изменения твердости НУ и открытой пористости П„к

1 ~/=Е(НУ)\ 2 П

XV, г* 10:

10

8

6

4500 6000 5500 6000 6500 7000 7500 НУ, МПа 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Потк, %

Рис. 7. Зависимость износа покрытия ПН73Х16СЗРЗ от изменений твердости НУ и открытой пористости Пот,

1 - XV = ЯНУ) при Поп,= 1,8...2,0 %; 2 - V/ = «Д^) при НУ - 7100...7300 МПа

Поскольку серийные детали ЦПГ СОД на многих предприятиях водного транспорта и дизелестроительных заводах подвергаются химико-термическим способам обработки (сульфоцианирование — ПК на ОАО «ГСРМЗ» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход», фосфатирование -ЦВ на ОАО «РУМО»), то исследовалось влияние данных способов ХТО на триботехнические характеристики ГТП ЦВ и ПК. Исследованиями установлено, что ХТО (фосфатирование и сульфоцианирование) на износостойкость покрытия ПН7ЭХ16СЗРЗ практически не оказывает влияние. Однако после ХТО ГТП ПН85Ю15 существенно улучшаются его триботехнические характеристики. На рис. 8 приводятся структуры покрытия ПН85Ю15 в исходном состоянии, а также после сульфоцианирования и фосфатирования.

Рентгеноструктурным анализом установлено:

— покрытие ПН85Ю15 без ХТО имеет основную фазу I ;

— при сульфоцианировании в поверхностных слоях покрытия ПН85Ю15 основной фазой является твёрдый раствор замещения атомов Л/ атомами 5 и Р в соединении ; в меньшем количестве содержится фаза твёрдого раствора внедрения атомов N в междоузлия атомной решетки фазы Л73,4/ ;

— при фосфатировании покрытия ПН85Ю15 в поверхностных слоях основная фаза Л73Л/ . В результате фосфатирования атомы фосфора встроились

о— 1

ч„о У

' ♦ ♦ 1 "У ♦ * А » *

* ♦ - о4^ € Л о

на места атомов алюминия (который при диффузии ведёт себя более активно, чем АЧ) в атомной решётке Ш3А1 . В результате чего произошло частичное превращение фазы И1ЪА1 в твёрдый раствор замещения фосфора в М3/4/ .

Рис. 8. Структуры плазменного покрытия ПН85Ю15 (х135) а) исходное состояние; б) сульфоцианирование покрытия; в) фосфатирование покрытия

Положительное влияние ХТО плазменного покрытия ПН85Ю15 сказывается на повышении его работоспособности, стойкости к схватыванию (задиростойкость), снижается коэффициент трения в условиях граничного и сухого трения при повышенных температурах.

Оптимизация режимов плазменного напыления покрытий проводилась с использованием методов планирования эксперимента. При плазменном напылении покрытия ПН85Ю15 применен план 2-го порядка, трехуровневый, равномерный на сфере, с числом переменных факторов 3 (сила тока I, расход аргона QAr и водорода а для покрытия

ПН73Х16СЗРЗ — план второго порядка на кубе, точный, Д-оптимальный, с числом варьируемых факторов — 4 (I, QAr, QHг, дистанция напыления

Ь). Плазменное напыление образцов и деталей осуществлялось на оборудовании фирмы Сази>1ш «Плазма-800» плазмотроном ПП-25 отечественной установки УПУ-ЗД. Поскольку адгезионная прочность покрытия ПН73Х16СЗРЗ с чугуном ПК не превышает 20 МПа, то было принято решение предварительно наносить подслой. Проведенные дифференциально-термические исследования позволили выбрать из серии порошков системы №-А1 материал подслоя — ПТЮ10Н, обладающий максимальным экзоэффектом (рис. 9).

Рис. 9. Кривые дифференциального термического анализа порошка ПТЮ10Н (ДТА)

ТГ - дифференциально-термостатическая характеристика; Т - температурная зависимость Т={(т)

и 20 40 60 80 100 т, мин

В работе впервые установлено, что интенсивность и полноту протекания экзотермической реакции можно определить по соотношению фаз никеля и интерметаллида Ы1ЪА1 в нанесенном покрытии:

Р(222) =№/М3А1 ->тт (1)

где Р(2П) ~ коэффициент экзотермичности.

По величине р(2П) была произведена качественная оценка адгезионных характеристик покрытия ПТЮ10Н. По результатам полного факторного эксперимента построены регрессионные уравнения:

#222; =2,56 —0,475-Ю-2 •/ —0,33-10~2 -л-0,575-А (2)

НУ =2,33-0,40-1 -0,325-Г+177,5-й (3)

Установлено, что покрытие ПТЮ10Н имеет максимальные адгезионные характеристики при дистанции напыления Ь = 145 мм, температуре подогрева детали 1 = 80 °С, толщине покрытия Ь = 0,08...0,12 мм, I =400 А, О, а, =40 л/мин, Он^ = 6 л/мин. Основными критериями при оптимизации режимов плазменного напыления рабочих покрытий ЦВ и ПК следует принимать их адгезионные и триботехнические характеристики.

По результатам экспериментальных исследований построены адекватные регрессионные уравнения: для покрытия ЦВ ПН85Ю15

сгог =33,5-0.585-10"2-У-0,514аг +2,6^ (4)

Я = 4,67 - 0,44 • 10-2 • У + 0,92 ■ 10-3 г - 3 5,5 7 • 10-3 £Яг, (5)

=3,51-87,5-10-4У-97,3-10"3^г + О,50я +12,4 ■ 10_5У-<2Лг +

2 (6) + 2,13-1<Г5./.еНг +10,7-10-4^ + 47,5-10"5-0,0526^

Яомк =13,б+20-10-3-7 + 32.10-2е^-2,ЗбЯ2 --6,2-10-4У.^г-2,34-10-3-У-еяг-32,7-!2^еяг+ (7) +2,5 • 10~5 • У2 + 2,25 • 10-3 • дАг2 + 3 5 • 10-2 ■ , НУ = 52314-44,6-10-23-2,57-1()-2вАг -Збд„ -14,6-Ю"5./2 --9б,М0_3е2лг -7,74<3я2 -48,9-10"43-<2Аг + 2,040^ / = 0,0773 - 0,233 • Потк +1,21-10"2 • Пзак + 0,444 • 10"3 ■ НУ, (9)

для покрытия ПК ПН73Х16СЗРЗ (после термической обработки при 600 °С, в течение 3 ч):

аад = 43 - 2,6 -10"2 • У - 24 • 10"2 • (>Аг + 32 • 10~2 <2Нг - ОД 43 • 10"2 • Ь, (10) П, = -1,915 +0,5-10~2У + 6,67-10_22^г -6,4-10"2бЯа + 3,64-Ю"2/1 (п)

П'отк = 2,28 —5,41-Ю-4./ + 19,4-Ю-4"0,0470^ +9,93-10~3£ (12) П'зак = 0,434+2,8-Ю-2 +5,7-10~2 -{)Нг +2,59-Ю-2-Ь, (13) р' = 8,02 - 3,05 • 1О-3./-0,526-10"2 вАг +1,46-10'2 0Яа -0,273 -10"2 Ь (14) НУ' =796-16,5-10-2-^-2,56-10-2-д^-10,5-10-2-дЯ2 +1,18-1, (15) ¡V' = 11,4 + 49,5 • 10-2 - П'отк +19,7 • 10"2 ■ П'мкр -96,7-10~4 - НУ', :: (16)

где НУ, Потк, Пзак, <уад,/, V/, р ~ твердость, открытая и закрытая пористости, адгезионная прочность, коэффициент трения, износ, плотность покрытия.

Построенные регрессионные уравнения использовались при выборе оптимальных режимов плазменного напыления покрытий ЦВ и ПК: ПН85Ю15:1 380...400 А, ()Аг 30...35 л/мин, дЯг 9... 10 л/мин, Ь 140 мм

ПН73Х16СЗРЗ: 1400...420 А, дАг 40...43 л/мин, 8...9 л/мин, 110 мм

К настоящему времени на дизелестроительных и судоремонтных предприятиях нет достаточно точных приборов для определения эпюры давлений ПК при их изготовлении. По заказу ОАО «РУМО» разработана методика определения эпюры давлений ПК и изготовлен принципиально новый прибор-эпюромер. Исследованиями установлено, что ПК с ГТП ПН73Х16СЗРЗ имеют более равномерную и симметричную относительно «замка» эпюру радиальных давлений по сравнению с серийными (рис. 10).

Для определения внутренних напряжений, возникающих в материале ПК после постановки их в ЦВ, а также качественной оценки адгезионных характеристик ГТП на рабочих поверхностях деталей без их разрушения, был разработан оперативный акустический метод контроля.

В основу данного способа положена зависимость между относитель-Л V

ным изменением скорости —р- распространения упругих волн и действующими упругими напряжениями в контролируемых изделиях. Зависимость между скоростями распространения упругих волн в напряженном и исходном материале описываются выражением:

ЛУ /г -- р-а

V

Гг1=У2+*г<г)у У±=У?+к2-а\

где Уц и У± — начальные значения скоростей распространения для сдвиговых волн, поляризованных вдоль и перпендикулярно линии нагрузки; Р - коэффициент пропорциональности; сг- упругие напряжения в материале детали (ПК). Параметр акустической анизотропии А в напряженном материале определяется выражением:

1СТ, Л+1 ку/к2-а х к2 1 + ^/^2-0" 1 + ' 1 ; где Ао — параметр анизотропии материала в исходном состоянии.

б) р.

Рис. 10. Распределение эпюры давлений поршневых колец СДВС 6 ЧРН 36/45

а) серийные кольца ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»;

б) хромированные серийные кольца ОАО «РУМО»; ;

в) экспериментальные хромированные кольца копирной обточки, литье в землю;

г) экспериментальные хромированные кольца копирной обточки, центробежное литье;

д) экспериментальные кольца с плазменным покрытием

Линеаризация соотношения (17) позволит записать расчетную формулу для определения ст. .

А-А0 _ ЛА

а = -

к„ к

(18)

= V,, =4к+4/Зр)/р

М = Р-У1 к ~ {уп — 4/3 У±)/р

где р - плотность материала (ПК);

к\1ц~ константы упругости;

Е — модуль упругости;

кх и кг - коэффициенты упругой связи при двухосном напряженном состоянии материала, определяемые экспериментально при одноосном растяжении.

Скорости упругих волн Ух и Vп можно определить по формулам: 2Л 2Л

— (19)

1 х 1 II

где А — толщина детали (ПК), мм;

Т т

■"х и 1 п _ время пробега излучаемого датчиком импульса двойной толщины детали (ПК, ЦВ), не.

Этот метод был успешно апробирован на судоремонтных предприятиях.

В третьей главе рассматриваются теоретические предпосылки формирования износостойких структур на трущихся поверхностях ЦВ и ПК судовых дизелей с использованием лазерного излучения. В работе впервые проводились всесторонние исследования лазерного упрочнения деталей ЦПГ СОД, изготавливаемых на предприятиях ОАО «РУМО» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход». Отличительной особенностью производственных процессов изготовления ЦВ и ПК на данных предприятиях является то, что в первом случае заготовки ЦВ, ПК получают центробежным способом литья, а во втором — литьем в землю. Лазерному упрочнению подвергались серые чугуны (СЧ 25 — ЦВ, СЧПФ — ПК) различных плавок на С02-лазере «Комета-2» и на спроектированном нами лазерном технологическом комплексе, включающем твердотельный лазер ЛТН-103 и станок с ЧПУ ТПК-125.

В качестве оценки воздействия лазерного излучения при обработке чугунов ЦВ и ПК были приняты: твердость поверхностного слоя, изменение микротвердости по слоям зоны лазерного воздействия / (ЗЛВ), глубина И ЗЛВ, микроструктура и износ во всем диапазоне варьируемых факторов (мощность Р и скорость V лазерной обработки). При лазерной обработке на СОг-лазере «Комета-2» диаметр пятна лазерного луча, воздействующего на поверхность детали, составлял 2,0 мм, а с использованием твердотельного лазера ЛТН-103 — 1,0 мм. Данные значения были выбраны из условия, чтобы полностью использовать рабочие режимы лазерных установок и для возможного дальнейшего расчета плотности мощности лазерного излучения.

При обработке серых чугунов лазерным излучением с оплавлением поверхностного слоя структура ЗЛВ неоднородна по глубине, в строении ЗЛВ можно выделить зону оплавления (ЗО) и зону закалки из твердой фазы (ЗТФ). Переходная зона (отпуска) в чугунах не наблюдается. В верхнем оплавленном слое ЗО графит растворяется в расплаве, формируется структура белого чугуна. Затвердевание идет по метастабильной диаграмме «железо-цементит» без выделения свободного графита. В структуре ЗО трудно выделить избыточные зерна аустенита, здесь образуется тонкодисперсная смесь остаточного аустенита и цементита, имеющая дендритное строение. Анализ микроструктуры ЗО на электронном микроскопе показал, что ледебурит преимущественно состоит из цементита, который обуславливает высокую твердость ЗЛВ (рис. 11).

а)

' 1

Я."

Ж

б)

х 200

х 600

Рис. 11. Структура

зоны лазерного воздействия серого чугуна цилиндровых втулок между ЗО и ЗЛВ

При кристаллизации расплава с обычными скоростями охлаждения наблюдаются зона столбчатых кристаллов и усадочная раковина, которые не наблюдаются после лазерной обработки. Ближе к центральной части ЗО кристаллизация дендритов протекает в различных направлениях, что характерно для первичного цементита. У границы раздела жидкого металла

с твердым направление дендритов к границе раздела преимущественно перпендикулярное, и размеры их в несколько раз больше, чем в центральной части.

Твердость поверхностных слоев в 30 достигает НУ 10000-12000 МПа и зависит от режимов лазерной обработки. Зона ЗТФ состоит из мартенсита, аустенита и пластинчатого графита. По сравнению с мартенситом, ау-стенит является менее износостойкой структурой, однако, являясь более вязким, аустенит способствует хорошему удержанию карбидов, тем самым способствует повышению износостойкости и усталостной прочности.

Установлено, что чугуны с нестабильной аустенитной матрицей обладают большей износостойкостью, по сравнению со сплавами, имеющими стабильную основу.

Микротвердость бывших аустенитных участков серых чугунов можно увеличить с помощью объемной изотермической закалки, что зачастую представляет определенную трудность. Недостатком объемной закалки является также то, что происходит растворение карбидообразующих элементов в цементите; концентрация же их в аустените незначительна, что не обеспечивает его переохлаждения и образования мартенситной структуры. Эта задача решается при лазерной обработке серых чугунов.

Исследованиями установлено, что в верхней части ЗТФ матрица вокруг графита оплавляется и насыщается углеродом. В результате чего формируются отдельные области следующих структурных составляющих: вблизи графита образуется слой с преобладанием цементита, далее пластинчатый ледебурит, ледебурит и аустенит, затем — однородная область аустенита и аустенитно-мартенситная игольчатая структура.

В нижней части ЗТФ, где насыщение матрицы углеродом из графита очень незначительно, структура представляет собой мартенсит и остаточный аустенит.

Лазерная обработка серых чугунов без оплавления поверхности имеет свои особенности. Исследования структур показали, что в ЗЛВ в этом случае образуется в основном аустениггно-мартенситные структуры с преобладанием мартенсита.

В работе определено влияние химических элементов на свойства серых чугунов, обработанных лазерным излучением. Показано, что износостойкость слоев ЗЛВ существенно зависит от механических свойств отдельных структурных составляющих (микротвердости, прочности, формы, взаимного расположения и количественного соотношения). На основании проведенных исследований установлено, что для лазерного упрочнения ЦВ и ПК с целью получения заданных физико-механических свойств слоев ЗЛВ предпочтительно применять чугуны следующего химического состава, %:

ПК: С(3-3,2); Мп(0,8-0,95); Сг (02,-0,3); N¡>0,8; (1,75-2,2); Р<0,5; 3<0,09; ЦВ: С(2,9-3,3); Мп (1,0-1,3); 81 (1,3-1,6); Р<0,2; 8<0,1.

В четвертой главе приводятся результаты исследований лазерной обработки деталей СОД.

Определены закономерности влияния режимов лазерной обработки на физико-механические свойства слоев ЗЛВ чугунов ЦВ и ПК. Установлено, что микротвердость слоев ЗЛВ непосредственно зависит от мощности лазерного излучения и скорости перемещения лазерного луча относительно обрабатываемой детали (рис. 12—14), а также от химического состава чугуна и его исходной структуры.

б)

нч

МПа 8000

6000

4000

2000

£

1100 1300 Р, Вт

0

500 700 900 1100 1300 Р, Вт Рис. 12. Влияние мощности лазерного излучения на микротвердость слоев ЗЛВ по глубине / (V = 4,5 мм/с): а - втулка цилиндров ОАО «РУМО» (центробежный способ литья); б - втулка цилиндров ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» (литье в землю) • I = 0,02 мм; 2 - / = 0,12 мм; 3 - / = 0,22 мм; 4 - / = 0,32 мм; 5 - / = 0,42 мм; б - / = 0,52 мм.

НУ, МПа

9000

7000 5000 3000

V, мм/с

7

>< — 46 ■

> з1

6 V, мм/с

Рис. 13. Влияние скорости лазерной обработки на микротвердость слоев ЗЛВ по глубине I (втулка цилиндров ОАО «РУМО», центробежный способ литья); Р = 1280 Вт: I - / = 0,02 мм; 2 -1 = 0,12 мм; 3 - I = 0,22 мм; 4 -1 = 0,32 мм; 5 - / = 0,42 мм; б - / = 0,52 мм; 7 - ЯГ™; 8 - НУшф.

а)

6)

0,5 0,1 0,3 0,5 0,7 1,мм

НЧ МПа

8000 6000 4000 2000 О

3

1 Г

к

\

0,5 0,1 0,3 0,5 0,7 I, мм

Рис. 14. Изменение микротвердости чугуна цилиндровых втулок (ОАО «Завод Нижегородский Теплоход») по глубине упрочненного слоя: а - Р = 1280 Вт; б — Р = 1570 Вт; 1 - V = 3,3 мм/с; 2 - V = 4,6 мм/с; 3 - V = 6,1 мм/с; 4 - V = 6,8 мм/с.

; , Твердость поверхностных и подповерхностных слоев 30 при увеличении содержания углерода от 2,9 до 3,2% изменяется незначительно. На глубине ЗЛВ I > 0,07 мм с увеличением содержания углерода твердость слоев возрастает. Существенное влияние на повышение твердости оказывает содержание хрома в чугуне. Это можно объяснить образованием в ЗЛВ карбидов хрома. С увеличением содержания в чугуне марганца более 0,2 % твердость слоев ЗЛВ уменьшается. Изменение количества кремния в составе чугуна на твердость слоев ЗЛВ оказывает меньшее влияние, чем углерод и хром.

В работе отмечено, что лазерная обработка ЦВ и ПК, заготовки которых .получены центробежным способом, в сравнении с литьем в землю, позволяет получать слои ЗЛВ с большей микротвердостью. При определенных режимах лазерной обработки чугунов ЦВ и ПК наблюдается некоторое сни-: жение микротвердости поверхностных и подповерхностных слоев ЗО (рис. 15). Это объясняется тем, что при данных режимах происходит увеличение количества остаточного аустенига. Наблюдаемое снижение микротвердости на поверхности ЗЛВ является благоприятным условием формирования износостойкой структуры, снижается вероятность появления микротрещин в ЗО. Процесс приработки ЦВ и ПК в этом случае будет происходить за меньший промежуток времени, а также уменьшается трудоемкость операции хонингования ЦВ и притирки ПК после лазерной обработки. Выход же в процессе эксплуатации трущейся поверхности на слои ЗЛВ повышенной твердости обеспечит повышение износостойкости данных деталей.

НУ, МПа

Рис. 15. Изменение микротвердости по глубине ЗЛВ чугуна поршневых колец (ОАО «РУМО»)

1, 2, 3 - номера плавок чугуна поршневых колец при содержании углерода, % 2,9; 3,08; 3,12

Р=1570 Вт, У=4,5 мм/с

0,050,1 0,3 0,5 0,7 /,мм

Проведены исследования влияния структурных составляющих (размер и процентное содержание графита — Гр, Гп\ дисперсность и процентное содержание перлита - Пд, Пп) серых чугунов на микротвердость и глубину ЗЛВ. Установлено, что микротвердость 30 и ЗТФ возрастает с увеличением содержания перлита, а с увеличением процентногб содержания графита микротвердость нижних слоев ЗО уменьшается. .

Исследованиями установлено, что формирование структур с повышенной износостойкостью наблюдается в определенном интервале режимов лазерной обработки. Причем важное значение имеет не только мйкро-твердость структурных составляющих, но и ориентация дендритов; что обуславливает анизотропию свойств ЗЛВ. г

В работе впервые определено влияние направления лазерных дорожек на износостойкость чугуна ЦВ. При этом установлено, что максимальная износостойкость ЦВ достигается при лазерном упрочнении 15-30 % поверхности «зеркала» цилиндра. Исследования показали, что максимальная стойкость к схватыванию («задиростойкость») достигается при расположении лазерных дорожек под углом 45 ° к образующей «зеркала» цилиндра.

Поскольку изнашивание слоев ЗЛВ в поперечном направлении меньше, чем в продольном, то на рабочей поверхности ПК следует наносить кольцевые лазерные дорожки. Чередование мягкой основы чугуна и зон повышенной твердости ПК позволяет получить высокие антифрикционные свойства.

Исследования образцов на испытательном стенде при возвратно-поступательном движении показали, что лазерная обработка ПК повышает не только их износостойкость, но и снижает износ чугуна ЦВ (рис. 16).

8000

6000

4000

2000

Рис. 16. Износ образцов пары трения втулка-кольцо на испытательном стенде

при возвратно-поступательном движении:

(1) - хромированное поршневое кольцо при работе с

СЧ 25 (3); (2) - поршневое кольцо с лазерной обработкой при ' работе с СЧ 25 (4).

20 40 60 80 Т, ч

Сопоставление структур и свойств чугунов ЦВ и ПК, обработанных лазерным излучением, показывает, что правильный выбор режимов лазерной обработки невозможен без всестороннего анализа системы «химический состав чугуна - исходная структура - режим лазерной обработки -структура ЗЛВ - свойства ЗЛВ». Поэтому были проведены исследования, с построением адекватных регрессионных уравнений, которые можно использовать для оперативного прогнозирования результатов лазерной обработки серых чугунов.

Математические модели параметров процесса лазерной обработки ЦВ производства ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»:

изменение микротвердости по глубине ЗЛВ У=(10... 12) мм/с

НУ = 86,54 • Р=520 Вт;

Я К = 917,8 - 5,32 • 103 • / + 9,2 • 10 3 • / 2 Р= 1280 Вт;

НУ = 801,9 • ехр(— 0,97 • /) Р=1700Вт;

У=(6...8) мм/с; Р=(930... 1570) Вт НУ = -563,1 + 1,09-Р + 105,2 - К - 4,49 - Ю-4 ■Р2 +4,69-Ю"2-Р-У-9у51-У2 НУ = 2910-2380-С +2850-5/ + 78,В-Мп -1070 5- 6060 • р -1700 • Сг - 7590-N1 + 447 • Си + 730 • 77 + + 0,287 ■ Гр +128 • Гп +149■ Пд + 41,8• Пп + 0,232 • Р -53,8■ У

влияние режимов лазерного излучения и химических элементов чугун

на глубину ЗЛВ

1

А "(-6,3+1,97-К)' 5

Ктф = 0,78-1 (Г2-ехр(о22-10"2 -р) Иза = 0,05 + 0,106• 10"9 • Ръ Ъ20 = 3,06-1,79-С +0,91-5/ +1,8-0,518-О-0,177- 0,532-Сы + < + 0,895 • 77 - 0,00267 - Гр + 0,0822 • Гп - 0,0304 • Пд + 0,0106 • Пп + + 0,967-Ю-4 ■/>-0,0171-К,

ктф = 0,283 - 0,289 • С + 0,522 • 5/ + 0,665-5 +0,195-Л/и - 0,492 • Сг ^ \

— 0,177-М + 3,1-Си + 0,254-77 -0,00162 -/р + 0,0227-/и -

- ОД 11 • Яд + 0,00229 • Пп + +0,515 • 10 " 3 • Р - 0,0454 • V

к = 2,04 - 0,44 • С + 0,333 • 10~3 ■ Гр + 0,0168 • Гп -

- 0,00691 • Пд + 0,00948 • Пп + 0,357 ■ 10 "3 Р - 0,329 -ДО""3* ^ .

Влияние лазерной обработки на износ чугуна ЦВ производства ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»: - к

У=(6...8) мм/с; Р=-(930... 1570) Вт . ' 1 Л'

8МКМ = 151-84,7 -С + 66,4-Б1+27-Мп +106-Б-390-Р + '

+ 41,7-Сг-40,2-М-205-Си + 66,6-П + 0,09-Гр-0,42-Гп + + 4,33-Пд-0,562-Пп-0,628-Ю"2 Р- 1,69-У, 8мг = 30,1 -28,1 -С +24,6-81 + 9,9-Мп +1,53-8 -104-Р + + 20,1 -Сг -0,754- Л7 -59,5 -Си + 29,7 ■ П +0,0512-Гр - ОД 3 7 • Гп + + 2,61 -Пд+ 0,349 • Пп - 0,498 • 10 " 2 • Р - 0,64 • V,

НУ

8МКМ = 55,6 -ехр(-0,358 -10'2 ■ НУ30) ,8м =--

(-149,4 + 0,486-НУ,=0.о2^

8мг = 0,0277-0,576-Р+3,55-Р2 ,

8мг = -0,0549 + 0,1167 • 10~2 - Гр - 0,545 ■ 10'5 ■ Гр2

8МКМ =-0,81+ 0,017-Пп-0,97 - 10~ъ-Пп2,

8мг = 5,09 - 6,29 • Ю-2 • Р + 0,83 • V + 25,8 • 10"4 ■ Р2 -

— 2,07 ■ 10~3 -Р -V +0Д1-10"2 -У2,

8Ш = 2,076-К"1" ; дикм =41,11-0,0727-НУ,=ом +0,328-Ю'4-НУ,1001, 5мнм = 5 . о, 0/ • /> -1,5 ■ К'+ 0,00163 • НУосн - 0,003 8 • НУ30 + +14,1 ■ И + 0,0049 • ЯК/=0,02 - 0,0414 ■ ЯК/=0 07 + 0,0119 ■ НУ,=й 12, Змг =57,5 - 0,0207 Р -1,69-К + 0,04• НУосн -0,00309• ЯК30 + + 24•А + 0,0086 • НУЫ002 - 0,077 • НУЫ007 + 0,0369 ■ НУЫ0Л2.

Математические модели параметров процесса лазерной обработки чугуна ПК производства ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»: Изменение микротвердости по глубине ЗЛВ

Р = 930 Вт , У=4,5 мм/с: Р = 1570 Вт , У=4,5 мм/с:

НУ =/- , 1—-5—V НУ = 801,4-1506-/ + 1030-/2,

(0,601-10 +0,77-10 ■/)

Влияние мощности лазерной обработки на микротвердость слоев ЗЛВ Р = (930...1700)#/и , У=10 мм/с

НУза = (---V

(1,691+0,2023 -Ю-3 -Р)

1=0,02 мм: НУ =1336-ехр

Р

[-Щ

/=0,07 мм:НУ =

2,51-0,27-Ю-3 -Р

I = 0,22 мм: НУ = 951,5 - 0,2052- Р

1=0,62 мм: ну -_{_

0,5598 • 1(Г2 - 0,1097 • 10~5 • Р '

Влияние мощности и скорости лазерной обработки на глубину ЗЛВ У=(4,5.. .10) мм/с: Р = 1500 Вт :

-5 о 1.557 . 1

А = 0,55-10 -Р ■ , А = -

-4,056 + 1,584-К

Взаимосвязи параметров процесса лазерной обработки НУ.Ю =221 + 0,26-.Р +12,5-У,

/ =0,02мм: НУ — 87,4 + 0,349-/' +28,9-V, /=0,12лш: НУ = 234 +0,297-Р+12,0-F, 1=0,22мм: НУ =283 + 0,394-F+37.8-F, /=0,32лш: НУ =384 + 0,789-Р-60,8-F,

А30 =0,043 + 0,91-10-3-Р+0,129-К, Ьзтф = 0,808 + 0,745-Ю-3 -Р-0,104-F, h = 167,6-1,468-ЯК^ + 0.332-10-2-НУ2осн, h = -0,262 +1,55 ■ 1(Г3 • Р - 6,55 • 10~2 • V.

Износ слоев 3JIB чугуна ПК в зависимости от HV, Р и V 8МКМ =39,36-0,065-НУ +0,2810-4-НУ2,

8МКМ =50,11-0,061-Р +0,202-10-4 -Р2, ÖMKM=T*.---с. .....

(-1,4+ 0,48-F)

В пятой главе приводятся разработанные технологии восстановления ЦВ и упрочнения ПК СОД методом плазменного напыления и результаты натурных испытаний экспериментальных деталей в судовых условиях.

В работе проведены исследования по выбору инструментальных материалов и режимов резания. Показано, что при точении покрытия ПН85Ю15 следует применять резцы с пластинами из твердого сплава ВК8, передний угол которых у = -3°30', скорость резания V— 25-28 м/мин (рис. 17).

При шлифовании покрытия ПН85Ю15 следует использовать абразивные круги на органической связке Б1 с агрегированными алмазами, а при обработке покрытия ПН73Х16СЗРЗ — шлифовальные круги из карбида кремния зеленого на керамической связке.

Эксплуатационные испытания экспериментальных деталей проводились на 15 судах Волжского пароходства. Обобщенные результаты натурных испытаний приведены на рис. 18, 19. Восстановленные ЦВ (при наработке 12-16 тыс. ч) и ПК с ГШ IIH73X16C3P3 (при наработке 12-14 тыс. ч) показали, что износостойкость данных деталей в 1,8-3,2 раза выше, по сравнению с серийными (при работе СДВС на тяжелых сортах топлива).

При этом минимальные скорости изнашивания серийных втулок наблюдаются при постановке колец с плазменным покрытием. При постановке колец, упрочненных лазерной обработкой, происходит некоторое увеличение скорости износа по сравнению с хромированными, но при этом наблюдается снижение скорости изнашивания втулок цилиндров.

т,

мин

24

18

12

Т = Г(У)

Т = Цг

10

20

30

40

-15 -12

50 V, м/ми! 0,05

1000

12 у.гра.

13000

Рис. 17. Влияние скорости резания V, переднего угла у на стойкость Т инструмента при точении покрытия ПН85Ю15

Рис. 18. Диаметральный износ «зеркала» цилиндра от наработки I (СДВС 6ЧРН36/45): 1,2,3 - износы ЦВ в плоскости качания шатуна, восстановленных и серийных производства ОАО «РУМО» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»;

I2', 3' - износы ЦВ в плоскости оси двигателя

Максимальная износостойкость рассматриваемых пар трения наблюдалась у цилиндровых втулок с плазменным покрытием, в которые были установлены хромированные кольца. Это можно объяснить тем, что материалы рассматриваемой пары обладают не только высокими триботехни-ческими характеристиками, но и противостоят вредному воздействию электрохимической коррозии.

По данным натурных испытаний было проведено прогнозирование ресурса ЦВ СОД после их восстановления (не менее 25 тыс. ч).

Кроме основных показателей работоспособности деталей ЦПГ, в работе исследовались теплофизические характеристики покрытия ПН85Ю15. По сравнению с материалом СЧ 25, коэффициент теплопроводности покрытия ПН85Ю15 меньше в 7-8 раз (рис. 20).

В работе показано, что покрытие ПН85Ю15, нанесенное на «зеркало» цилиндра ЦВ СОД, снижает тепловые потери в камере сгорания. Это приводит к увеличению индикаторного КПД, в результате чего повышается экономичность работы СДВС.

36

Рис. 19. Скорости изнашивания серийных (1,2) ! и опытных (3,4, 5, 6) деталей ЦПГ -втулка, кольцо

2

1 Т

25 75 125 175 225 1,°С

Рис. 20. Зависимость коэффициента теплопроводности X материалов от температуры I: 1 - образец с покрытием ПН85Ю15; 2 - образец СЧ 25

В шестой главе описываются технологии упрочнения ЦВ и ПК лазерной обработкой в условия^ производства запасных деталей в судоремонтном производстве. При разработке промышленных технологий решались следующие основные задачи:

выбор оптимальных режимов лазерной обработки чугунов ЦВ и ПК; разработка схем лазерного упрочнения рабочих поверхностей деталей; проектирование и изготовление специальной оснастки для базирования деталей и транспортировки лазерного луча;

определение необходимого светопоглощающего покрытия и способа его нанесения на рабочие поверхности.

Экспериментальные исследования по отработке технологий и изготовление опытных партий ЦВ и ПК проводились на спроектированных технологических комплексах и технологическом лазерном модуле, технические проекты которых были переданы на организованный участок лазерной обработки ОАО «Завод Нижегородский Теплоход».

В работе рассматривается технологическая подготовка лазерного термоупрочнения рабочих поверхностей ЦВ и ПК применительно к действующему производству судоремонтных предприятий, где указываются необходимые технологические переходы и даны параметры настройки промышленного лазерного комплекса. Для оперативного выбора режимов лазерной обработки чугунов ЦВ и ПК построены номограммы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

Г. Обоснована целесообразность использования лазерных и плазменных методов при изготовлении и восстановлении деталей ЦПГ (ЦВ и ПК) судовых СОД с целью повышения ресурса и эффективности их работы.

2. На основании аналитического обзора, проведения комплексных исследований установлено, что при восстановлении ЦВ СОД необходимо использовать порошковые материалы интерметаллидного класса системы №-А1 (ПН85Ю15), а при упрочнении поршневых компрессионных колец — самофлюсующиеся порошки системы №-Сг-В-81 (ПН7ЭХ16СЗРЗ). Для повышения триботехнических характеристик необходимо ГТП ПН85Ю15 после механической обработки подвергать химико-термическим видам обработки — сульфоцианированию или фосфатированшо.

3 . В работе впервые установлено, что интенсивность и полноту протекания экзотермической реакции при нанесении металлического порошка

ПТЮ10Н методом плазменного напыления можно оценить по соотношению фаз Ni и интерметаллида Ni3Al в нанесенном покрытии.

4. Впервые установлено положительное влияние термообработки покрытия ПН7ЭХ16СЗРЗ (в процессе «термофиксации» поршневых колец при t = 600 °С в течение 3 ч) на снижение микродеформаций решётки Ni и плотности дислокаций, повышение однородности структуры и текстури-рование поверхностного слоя покрытия зёрен Ni плоскостями (III), параллельными поверхности трения, что способствует снижению износа и коэффициента трения.

5. Потенциостатические исследования на коррозионную стойкость показали, что в растворах серной кислоты формирование сплошной защитной плёнки на ПН85Ю15 и ПН73Х16СЗРЗ протекает при значительно меньшем изменении потенциала; при этом плёнка более устойчива к вредным воздействиям электрохимической коррозии по сравнению с чугунами СЧ25 и СЧГ1Ф. - ; ;

6. Разработаны новые методики по определению внутренних напряжений акустическим способом в деталях ЦГТГ (на примере ПК). Для измерения упругости ПК и определения внешнего давления на «зеркало» цилиндра разработана методика и изготовлен принципиально новый прибор — эпюромер. Впервые для оперативного контроля качественной оценки адгезионных характеристик металлических покрытий на натурных деталях без их разрушения разработана новая методика с использованием акустического метода. Для излучения поверхностных волн при акустическом способе контроля был разработан релеевский датчик, учитывающий температурные погрешности.

7. Определены основные структурные составляющие в слоях 3JIB серых чугунов после лазерной обработки. Установлено, что чугуны с нестабильной аустенитной матрицей обладают повышенной износостойкостью.

8. Установлены основные закономерности формирования износостойких структур как при плазменном напылении, так и при лазерном поверхностном упрочнении серых чугунов ЦВ и ПК СОД. Установлена зависимость износа и коэффициента трения ГШ ПН73Х16СЗРЗ и ПН85Ю15 от твёрдости, пористости. Впервые установлено, что на физико-механические и триботехнические свойства поверхностных слоёв при лазерной обработке серых чугунов значительное влияние оказывают не только структура и химический состав исходного материала заготовок, но и способы их получения.

9. Впервые определены оптимальные схемы лазерного упрочнения как ЦВ, так и ПК СОД. Полученные математические модели позволяют прогнозировать физико-механические и триботехнические характеристики поверхностных слоёв при лазерном упрочнении серых чугунов ЦВ и ПК.

10. Разработаны и апробированы в производственных условиях технологий упрочнения и восстановления деталей ЦПГ СОД с использованием метода плазменного напыления износостойких покрытий и лазерного упрочнения.

11. Эксплуатационные испытания экспериментальных ЦВ (при наработке 16 тыс. ч.) и ПК (при наработке 12 тыс. ч.) показали, что опытные детали ЦПГ имеют высокую надёжность и работоспособность; их износостойкость по сравнению с серийными деталями повышается в 1,8-3,2 раза при работе СОД на тяжёлых сортах топлива. По программе прогнозирования определён ресурс восстановленных ЦВ - не менее 25 тыс. ч. (при толщине покрытия 0,6 мм).

12. Результаты диссертационной работы внедрены на организованных автором специализированных участках (ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» - внедрены лазерные технологии; ОАО «Городецкий судостроительный, судоремонтный завод», ОАО «Борремфлот», ОАО «Нижегородское автотранспортное пассажирское предприятие № 1», СУ «Волгоорг-энергогаз», АОА «Боравто» — технологии газотермического напыления).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Матвеев Ю.И. Лазерные технологии в судовом машиностроении: Монография. - Н. Новгород: Издательство ГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. - 98 с.

2. Матвеев Ю.И. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колец судовых среднеоборотных дизелей с использованием метода плазменного напыления: Монография. - Н. Новгород: ВГАВТ, 2002. - 128 с.

3. Матвеев Ю.И. Восстановление и упрочнение судовых технических средств газотермическими покрытиями и лазерной обработкой: Монография - СПб.: Академия транспорта РФ. - 2002. - 60 с.

4'. Матвеев Ю.И. Повышение долговечности деталей судовых двигателей за счет газотермических покрытий и лазерной обработки // Трение, изнашивание й смазка. -2002. — № 12. Электронный ресурс: www.tribo.ru.

5. Матвеев Ю.И. Прогнозирование остаточного ресурса цилиндровых втулок судовых двигателей с плазменным покрытием // Трение, изнашивание и смазка. —2002. -№12. Электронный ресурс: www.tribo.ru.

6. Матвеев Ю.И. Повышение ресурса поршневых колец среднеоборотное двигателей//Сб. трудов VIII научн. конф. молодых учёных Волго-Вятского региона. - Горький: Изд. ГИИВТ, 1988. - С. 204-205.

7. Матвеев Ю.И. Методика определения качества плазменных покрытий поршневых колец // Тр./ВГАВТ. - Н. Новгород, 1993. - Вып. 267, С. 125-127.

8. Матвеев Ю.И. Упругие характеристики поршневых колец 11 Материалы международной научно-технической конференции. — Н. Новгород: НГТУ, 1994.-С. 90.

9. Тарасенко Ю.П., Дроздов Ю.Н., Матвеев Ю.И. Износостойкие плазменные покрытия для пар трения судовых двигателей // «Вестник машиностроения». - М., 1995. - №4. - С. 26-31.

10. Матвеев Ю.И., Тренин В.Ф. Исследование износостойкости цилиндровых втулок судовых дизелей 6 ЧРН 36/45 // Тр./ГИИВТ, МРФ РСФСР. - 1987. - Вып. 228. - С. 67-74.

11. Матвеев Ю.И., Каюмова H.A., Тренин В.Ф. Исследование корро- ■ зионной стойкости материалов и покрытий ЦПГ судовых дизелей// Тр./ГИИВТ. - Н. Новгород, 1992. - Вып. 265. - С. 109-112.

12. Матвеев Ю.И., Сибрина Г.Ф. Оценка внутренних напряжений поршневых колец акустическим методом // Тр./ГИИВТ. - Н. Новгород, 1993.-Вып. 267.-С. 120-124.

13. Матвеев Ю.И., Тарасенко Ю.П. Исследование структурных свойств и термической активности порошков системы Л7-А1 // ТрЛЗГАВТ.

- Н. Новгород, 1993. - Вып. 267. - С. 131-135.

14. Матвеев Ю.И. Шлифование износостойкого покрытия ПН85Ю15 цилиндровых втулок судовых дизелей // Информационный листок'№ 20394. - Н. Новгород, 1994. - С. 1-4.

15. Матвеев Ю.И., Тарасенко Ю.П., Гейко И.В. Восстановление цилиндровых втулок судовых дизелей // Информационный листок №175-94.

- Н. Новгород, 1994. - С. 1-4.

16. Матвеев Ю.И., Березин Е.К., Сибрина Г.Ф. Выбор оптимальных режимов обработки газотермических покрытий системы Ni-Cr-B-Si// Материалы научно-практической конференции, посвященной 150-летию Волжского пароходства. - Н. Новгород: Изд. ВГАВТ, 1994. - С. 95-96.

17. Матвеев Ю.И., Молочная Т.В., Андрусенко Е.И. Положительное решение на патент 94-003349/10 (0030001). MKL 5. Устройство для определения радиального давления в поршневых кольцах, от 01.02.94.

18. Матвеев Ю.И., Прохоров И.И. Упрочнение поршневых колец лазерной обработкой // Материалы международной научно-технической конференции. - Н. Новгород: НГТУ, 1994. - С. 91.

19. Матвеев Ю.И., Прохоров И.И., Зяблов O.K. Влияние режимов лазерной обработки на свойства и износостойкость чугуна поршневых колец судовых среднеоборотных двигателей. П Материалы XXII научно-технической конференции по проектированию скоростных судов. -Н. Новгород: НГТУ, 1997. - С. 119-120.

20. Матвеев Ю.И., Репин Ф.Ф., Ефремов С.Ю. Некоторые особенности упрочнения поршней судовых быстроходных двигателей. // Материалы

XII научно-технической конференции по проектированию скоростных судов. - Н. Новгород: НГТ.У, 1997. - С. 145-146.

21. Матвеев Ю.И., Репин Ф.Ф., Мордвинкин П.П. Задиростойкость материалов и покрытий цилиндровых втулок и поршневых колец среднеоборотных дизелей // Сб. трудов «Проблемы машиноведения» / Нф ИМАШ РАН, 1997.-С. 5.

22. Матвеев Ю.И., Прохоров И.И., Репин Ф.Ф. Лазерная обработка деталей судовых машин // Сб. трудов «Проблемы машиноведения» / Нф ИМАШ РАН, 1997. - С. 73.

23. Матвеев Ю.И., Березин Е.К., Корнев А.Б. Плазменное упрочнение защитных втулок нефтеперекачивающих насосов // Сб. трудов «Проблемы машиноведения» / Нф ИМАШ РАН, 1997. - С. 116.

24. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю., Мордвинкин П.П. Лазерная обработка цилиндровых втулок среднеоборотных дизелей // Сб. трудов «Упрочнение и восстановление деталей машин» / НГСА, 1998. - С. 7-8.

25. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Упрочнение поршневых алюминиевых сплавов лазерной обработкой. // Сб. трудов «Упрочнение и восстановление деталей машин» / НГСА, 1998. - С. 11-13.

26. Матвеев Ю.И., Корнев А.Б., Березин Е.К. Борьба с износом в промышленности методами сварки, наплавки и напыления согласно концепции «превентивного технического обслуживания» Института Castolin-Eutectic (Швейцария). // Сб. трудов «Упрочнение и восстановление деталей машин» /НГСА, 1998. - С. 13-15.

27. Матвеев Ю.И., Углов А.Л., Ефремов С.Ю. Исследование качества нанесённых покрытий акустическим методом. Состояние и перспективы автомобильного транспорта в России: // Материалы международной научно-технической конференции, посвящённой 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт». - Н. Новгород: НГТУ, 1998. - С. 43—45.

28. Матвеев Ю.И., Березин Е.К., Ефремов С.Ю. Анализ работы и изно-сов защитных гильз нефтеперекачивающих насосов // Труды ВГАВТ. — Вып. 283.— Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С. 57-61.

29. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Натурные испытания поршней быстроходных дизелей с теплоизолирующими покрытиями. // Труды ВГАВТ. - Вып. 283. - Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С. 61-66.

30. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Определение теплопроводности материалов и газотермических покрытий // Труды ВГАВТ. - Вып. 283. -Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С 67-71.

31. Матвеев Ю.И., Мордвинкин П.П. Современные лазерные установки для упрочнения рабочих поверхностей деталей машин // Труды ВГАВТ. - Вып. 283. - Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - С. 72-76.

32. Матвеев Ю.И., Мордвинкин П.П. Формирование износостойких-структур на рабочих поверхностях деталей машин лазерной обработкой // Труды ВГАВТ. - Вып. 283. - Н. Новгород: ВГАВТ, J 999. - С. 77-80.

33. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Опыт эксплуатации быстроходных дизелей СПК с теплоизолирующими покрытиями на поршне // Материалы XIII научно-технической конференции по проектированию скоростных судов. - Н. Новгород: ЦКБ по СПК, 1999. - С. 78.

34. Матвеев Ю.И., Мордвинкин П.П. Повышение износостойкости гильз цилиндров ДВС И Материалы региональной науч.-практич.- конференции инженерного факультета НГСХА по итогам работы за 19961999 г. - Н. Новгород: НГСХА, 1999. - С. 385-391.

35. Матвеев Ю.И., Мордвинкин П.П. Влияние аустенита на износостойкость чугунов // Материалы региональной науч.-практич. конференции инженерного факультета НГСХА по итогам работы за 1996-1999 г. -Н.Новгород: НГСХА, 1999.-С, 391-393..

36. Матвеев Ю.И., Корнев А.Б., Березин Е.К. Формирование износостойких структур в упрочняющем плазменном покрытии ПН73Х16СЗРЗ поршневых колец дизельных двигателей // Современные технологии в машиностроении: Сб. материалов IV Всероссийской конференции. — Ч. II. -Пенза, 2001. -С. 125-127.

37. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю., Полушкин И.Н. Влияние химико-термической обработки на антифрикционные свойства газотермических покрытий // Материалы III международной конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring». - H. Новгород: НИИС, 200 L - С: 99-100. -,

38. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю., Полушкин И.Н. Особенности формирования антифрикционных покрытий на рабочих поверхностях поршневых ДВС // Материалы III международной конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring». - H. Новгород: НИИС, 2000. - С. 100-102.

39. Тренин В.Ф., Полушкин Н.А-, Пянькин В.П., Матвеев Ю.И. Технология упрочнения и восстановления деталей судовых дизелей методами порошковой металлургии // Речной транспорт. — 1986. - №16(1085). — С. 1-4.

40. Тренин В.Ф., Матвеев Ю.И., Клюшина Е.А. Исследование кавита-ционной и коррозионной стойкости плазменных покрытий для цилиндровых втулок судовых дизелей. // Тр. / ГИИВТ, МРФ РСФСР, 1988. - Вып. 233.-С. 3-13.

41. Пянькин В.П., Матвеев Ю.И. Анализ прогнозирования ресурса восстановленных деталей по результатам эксплуатационных испытаний //Тр. / ГИИВТ, Горький, 1990. - Вып. 248. - С. 3-10.

42. Полушкин Н.А., Тренин В.Ф., Матвеев Ю.И. Исследование и выбор покрытий для упрочнения поршневых колец судовых дизелей // Тр. / ГИИВТ, Н. Новгород, 1991. - Вып. 263. - С. 35-50.

43. Полушкин H.A., Матвеев Ю.И., Сибрина Г.Ф. Влияние термической обработки поршневых колец на структуру и фазовый состав покрытия ПН7ЭХ16СЗРЗ // Информационный листок №45-94. - Н. Новгород, 1994. -С. 1-4.

44. Полушкин H.A., Матвеев Ю.И. Эксплуатационные испытания цилиндровых втулок и поршневых колец с плазменным покрытием в судовых условиях // Материалы научно-практической конференции, посвя-щённой 150-летию Волжского пароходства. - Н. Новгород: Изд. ВГАВТ, 1994.-С. 94-95.

45. Тарасенко Ю.П., Матвеев Ю.И. Теплозащитные и износостойкие покрытия для ДВС-дизелей // Материалы международной научно-технической конференции «Износостойкость машин». — Брянск: ВНИ-ИЖТ, 1995.-С.108.

46. Балуев А.Е., Лисунов Е.А., Матвеев Ю.И. Структура и свойства антифрикционных газотермических покрытий вкладышей автомобильных двигателей // Состояние и перспективы автомобильного транспорта в России: Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт». -Н. Новгород: НГТУ, 1998. - С. 74-76.

47. Тарасенко Ю.П., Царёва И.Н., Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Исследование фазового состава, структуры и физико-механических свойств рабочего покрытия молибдена на кольцах фрикционной пары быстроходных дизелей // Состояние и перспективы автомобильного транспорта в России: Материалы международной научно-технической конференции, посвящённой 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт». -Н. Новгород: НГТУ, 1998.-С.53-55.

48. Балуев А.Е., Лисунов Е.А., Матвеев Ю.И. Повышение прочности соединения и износостойкости газотермических покрытий антифрикционного назначения // Совершенствование процессов механизации и использования энергии в сельскохозяйственном производстве: Сб. трудов региональной научно-практической конференции. — Н. Новгород: НГСХА, 1999. - С. 53-57.

49. Виноградов Ю.С., Матвеев Ю.И., Маринин А.Ю. Упрочнение коленчатых валов из высокопрочного чугуна лазерной обработкой // Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Сб. науч. тр. - Рязань: РГСХА, 2000. - С. 81-83.

50. Коченов В.А., Матвеев Ю.И., Маринин А.Ю. Формирование износостойких структур лазерной обработкой чугуна поршневых колец дизелей. Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Сб. науч. тр. - Рязань: РГСХА, 2000. — С. 83-85.

51. Коченов В.А., Матвеев Ю.И., Андрусенко Е.И. Особенности комплектации кольцевого уплотнения поршней дизельных двигателей. Совершенствование средств механизации и мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Сб. науч. тр. - Рязань: РГСХА, 2000. - С. 85-86.

52. Углов А.Л., Баталин О.Ю., Матвеев Ю.И., Городов Г.Ф., Панов В.А. Особенности конструкции ультразвуковых релеевских преобразователей для контроля физико-механических характеристик материала // Сборка в машиностроении и приборостроении. - 2001. — № 8. — С. 31-33.

53. Ефремов С.Ю., Матвеев Ю.И. Износостойкие покрытия поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей // Материалы VII нижегородской сессии молодых ученых (техническое направление). - Н. Новгород, 2002. - С. 32-34.

Формат бумаги 60x84 г/(в. Ризография. Усл. печ. л. 2,0. Уч.-изд. л. 2,0. Заказ 483. Тираж 100.

Издательско-полиграфический комплекс ГОУ ВПО ВГАВТ

603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

Введение

1. Проблема повышения долговечности деталей судовых среднеоборотных дизелей

1.1. Оценка технического состояния деталей судовых дизелей

1.2. Установление причин и закономерностей изнашивания деталей судовых дизелей при работе на тяжелых сортах топлива

1.3. Анализ физических моделей контактного взаимодействия поверхностей в условиях трения

1.4. Современные ресурсосберегающие технологии упрочнения и восстановления деталей судовых дизелей

1.5. Аналитический обзор работ по применению материалов и покрытий для упрочнения и восстановления деталей двигателей внутреннего сгорания

1.6. Формулировка цели и постановка задач исследований

2. Формирование износостойких покрытий на деталях цилиндро-поршневой группы судовых среднеоборотных дизелей

2.1. Оборудование и методы испытаний материалов и покрытий цилиндровых втулок и поршневых колец

2.2. Результаты триботехнических испытаний материалов и покрытий пары трения цилиндровая втулка - поршневое кольцо

2.3. Исследование стойкости к электрохимической коррозии материалов и газотермических покрытий

2.4. Формирование износостойких структур на рабочих поверхностях поршневых колец

2.5. Оптимизация режимов нанесения газотермических покрытий

2.6. Определение эпюр давления поршневых компрессионных колец

2.7. Исследование свойств материалов и покрытий акустическим методом

2.8. Выводы по второй главе

3. Теоретические предпосылки образования износостойких структур на рабочих поверхностях деталей судовых дизелей с использованием лазерного излучения

3.1. Особенности лазерного упрочнения рабочих поверхностей деталей машин

3.2. Оборудование и методики исследования лазерной обработки чугунов

3.3. Исследование структур серого чугуна в зоне лазерного воздействия

3.4. Влияние химических элементов на свойства чугунов, обработанных лазером

3.5. Выводы по третьей главе

4. Исследование процессов лазерной обработки деталей, изготовленных из серых чугунов

4.1. Физико-механические свойства поверхностных слоев серых чугунов в зоне лазерного воздействия

4.2. Износостойкость чугунов после лазерного термоупрочнения

4.3. Математические модели и взаимосвязи параметров процесса лазерной обработки чугунов

4.4. Выводы по четвертой главе

5. Технологии восстановления цилиндровых втулок и упрочнения поршневых колец с использованием метода плазменного напыления

5.1. Технология восстановления рабочих поверхностей цилиндровых втулок судовых среднеоборотных двигателей

5.2. Выбор режущих инструментов и режимов шлифования покрытия ПН85Ю

5.3. Технология упрочнения поршневых колец

5.4. Натурные испытания цилиндровых втулок и поршневых колец

5.5. Прогнозирование остаточного ресурса цилиндровых втулок

5.6. Сравнительная оценка влияния газотермических покрытий на теплоиспользование и тепловую напряженность судовых дизелей

6. Технология упрочнения цилиндровых втулок и поршневых колец лазерной обработкой в условиях производства запасных деталей в судоремонтном производстве

6.1. Разработка производственной технологии лазерной обработки цилиндровых втулок судовых среднеоборотных дизелей

6.2. Лазерная обработка поршневых колец

6.3. Технологическая подготовка лазерного термоупрочнения рабочих поверхностей цилиндровых втулок и поршневых колец судовых дизелей

Актуальность проблемы. Эффективное использование современного транспортного флота в значительной степени зависит от его технического состояния. К настоящему времени большинство судов находится в эксплуатации более 20 лет, поэтому объемы ремонтных работ для поддержания их работоспособности с каждым годом увеличиваются. Поскольку экономичность и безопасность работы судов как пассажирского, так и грузового флота непосредственно зависят от рабочего состояния главных и вспомогательных дизелей, то к параметрам надежности их работы предъявляются повышенные требования.

В системе речного флота рабочий парк судовых двигателей внутреннего сгорания (СДВС) к 1990 г. насчитывал около 50,4 тыс. единиц общей мощностью 8,6 млн. кВт. Ежегодно судоремонтные предприятия расходуют более 40% всего потребляемого металла на изготовление запасных частей, при этом в металлолом сдается до 300 тыс. деталей при износе сопрягаемых поверхностей (0,5. .2,0) мм и потере массы (3. 5)%.

Затраты на изготовление запасных деталей С ДВС в 1990 г. составили 36 млн. руб. Обеспеченность судоремонтных предприятий сменно-запасными деталями в 1990 г. составляла 67,5%, а в 2000 г. — 84,5% от потребности.

Опыт эксплуатации судовых дизелей показывает, что надёжность их работы, сроки проведения текущих и средних ремонтов определяются параметрами технического состояния деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), среди которых цилиндровая втулка (ЦВ) и поршневые кольца (ПК) наиболее ответственные и быстроизнашиваемые.

Повышение ресурса данных деталей с целью продления межремонтных периодов СДВС является одной из важнейших задач металлургов, конструкторов, технологов и научных работников. Однако до сих пор действительный ресурс трибосопряжения ЦВ-ПК наиболее распространенных, металлоемких и мощных среднеоборотных дизелей (СОД) значительно ниже нормативных значений.

Следует также отметить, что с начала 70-х годов к настоящему времени существенно возросла теплонапряжённость СДВС из-за увеличения цилиндровых и агрегатных мощностей по причине повышения степени форсирования без существенных конструктивных изменений элементов дизелей. В середине 80-х годов на водном транспорте наметилась тенденция перевода СОД на использование высокосернистых тяжёлых сортов топлива. Все это повлияло на значительное увеличение скоростей изнашивания ЦВ и ПК. Поэтому возникает острая необходимость в повышении ресурса деталей ЦПГ СДВС.

В условиях рыночных отношений перед судоремонтными предприятиями стоят следующие задачи — обеспечение СДВС и механизмов запасными деталями в необходимом количестве и заданного качества, сокращение сроков ремонтов судов, снижение затрат на материалы, электроэнергию и ремонт. Данные задачи можно решить при внедрении и использовании ресурсосберегающих технологий.

Фундаментальным проблемам повышения эффективности ремонтного производства посвящены научные труды известных учёных: В.М. Кряжкова, A.B. Криулина, М.А. Масино, И.А. Мишина, М.К. Овсянникова, Л.И. Погодаева, А.П. Семёнова, Ю.В. Сумеркина, М.М.Тенен-баума, Ю.Н. Цветкова, В.И. Чернова, В.А. Шадричева и др.

Многие вопросы теории и практики, связанные с повышением надёжности, восстановлением работоспособности ответственных деталей машин и механизмов рассмотрены в работах: В.М. Андрияхина, A.B. Асташкевича, O.A. Борчевского, B.C. Горобца, Н.Ф. Голубева, В.В. Глебова, А.П. Ермакова, Ю.Е. Ежова, А.Я. Кулика, Ю.Г. Кулика, В.В. Кудинова, А.Д. Соколова, Н.С. Молодцова, А.П. Пимошенко, И.И. Прохорова, В.Б. Хмелевской и др.

В период 1985-1990 г.г. в Министерстве речного флота была выработана программа организации специализированных участков по восстановлению деталей машин и механизмов на судоремонтных предприятиях в разных регионах России.

Однако большинство этих участков так и остались на уровне проектов. А там, где было организовано восстановление деталей с использованием методов нанесения газотермических покрытий, ожидаемого эффекта получено не было. К основным причинам, которые сдерживали внедрение в производство эффективные ресурсосберегающие технологии, следует отнести: отсутствие комплексного подхода к разработке ресурсосберегающих технологий с использованием методов газотермического напыления и лазерной обработки; наличие нестабильных показателей по адгезионной прочности наносимых покрытий, отсутствие методик и приборного обеспечения для качественной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения; большое количество брака в процессе механической обработки рабочих поверхностей деталей с газотермическими покрытиями; отсутствие глубоких научных исследований в области упрочнения поверхностей деталей машин, многие из которых в этот период находились на уровне проектов.

Несмотря на большой объём выполненных исследований и проведённых экспериментальных работ, к настоящему времени проблема повышения ресурса деталей ЦПГ СОД до нормативных значений остается весьма актуальной. Поэтому разработка эффективных ресурсосберегающих технологий с использованием современных методов упрочнения и восстановления, организация специализированных участков ремонта на предприятиях водного транспорта представляет собой серьезную проблему.

Работа автора в этом направлении выполнялась в соответствии с планами НИР и ОКР Министерства транспорта, ВГАВТа, а также по хоздоговорам с предприятиями (ОАО «РУМО», ОАО «Завод Нижегородский Теплоход», ОАО «Судоходная компания Волжское пароходство»).

Целью работы является развитие научных основ формирования износостойких газотермических покрытий и структур в поверхностных слоях серых чугунов с использованием концентрированных источников энергии и разработка надежных ресурсосберегающих технологий восстановления и упрочнения деталей машин и механизмов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. На основе анализа известных теоретических представлений и экспериментальных данных установить основные причины и закономерности изнашивания деталей ЦПГ ДВС.

2. Исследовать влияние химико-термический обработки газотермических покрытий на их структуру и триботехнические свойства.

3. На основании исследований определить оптимальный материал подслоя для газотермических покрытий с целью получения высоких и стабильных адгезионных характеристик.

4. Исследовать коррозионное поведение и защитные свойства материалов и покрытий деталей ЦПГ судовых дизелей.

5. Разработать методику, программное и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик покрытий и их физико-механических свойств.

6. Получить физические модели процессов формирования структур в поверхностных слоях серых чугунов при их лазерной обработке.

7. Разработать математические модели физических процессов при лазерной обработке серых чугунов.

8. Определить влияние химического состава и исходной структуры серых чугунов на физико-механические свойства зоны лазерного воздействия.

9. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить в производство ресурсосберегающие технологии с использованием метода плазменного напыления и лазерного термического упрочнения.

Научная новизна. Научная новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Разработаны математические модели влияния технологических факторов на плотность, пористость (открытую, закрытую, общую), твердость, коэффициент трения, коэффициент использования материала, износ, адгезионную прочность при плазменном напылении покрытий ПН85Ю15, ПН73Х16СЗРЗ.

2. Определено, что интенсивность и полноту протекания экзотермической реакции при газотермическом напылении термореагирующих порошковых материалов системы №-А1 можно оценить по соотношению фаз никеля и интерметаллида №зА1 в нанесенном покрытии методом рентге-носпектрального анализа.

3. Впервые установлено влияние плотности, пористости и твердости газотермических покрытий ПН85Ю15 и ПН73Х16СЗРЗ на износ и коэффициент трения.

4. Обосновано положительное влияние термообработки (400°С и выше до температуры плавления) покрытия ПН73Х16СЗРЗ на повышение триботехнических характеристик. Показано, что при 600°С существенно снижается уровень микродеформаций решетки N1 и плотность дислокаций.

5. Впервые показано положительное влияние химико-термической обработки (сульфоционирование, фосфатирование) на антифрикационные и противозадирные характеристики покрытия ПН85Ю15.

6. Новыми являются результаты дифференциально-термического анализа термореагирующих порошков, предназначенных для нанесения подслоя. Показано преимущество порошка ПТЮ10Н по экзотермическому эффекту перед порошками ПТЮ5Н и ПТ-НА-01. Впервые получены сравнительные результаты по адгезионной прочности между газопламенным и плазменным напылением порошка ПТЮ5Н. Установлено, что подслой нанесенный газопламенным напылением порошка ПТЮ10Н, по адгезионной прочности незначительно уступает плазменному напылению.

7;. Разработана методика, программное и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения.

8. Научно обоснован выбор покрытия ПН85Ю15 при восстановлении ЦВ и покрытия ПН73Х16СЗРЗ при упрочнении ПК СОД, наносимых на рабочие поверхности с использованием метода плазменного напыления.

9. Определены основные закономерности структурных и фазовых превращений в зоне лазерного воздействия серых чугунов; впервые установлено влияние легирующих элементов серых чугунов на физико-механические характеристики поверхностных и подповерхностных слоев при лазерном упрочнении.

10. Построены математические зависимости изменения физико-механических характеристик по глубине зоны лазерного воздействия при лазерном упрочнении серых чугунов, влияния режимов лазерной обработки, химического состава и исходной структуры серых чугунов на износ поверхностных слоев и физико-механические характеристики.

11. Предложена оптимальная схема (с точки зрения износостойкости) формирования лазерных дорожек на рабочих поверхностях ЦВ и ПК.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения: технологические основы восстановления и упрочнения деталей ЦПГ судовых СОД с использованием метода плазменного напыления и лазерной обработки; обоснование материалов газотермических покрытий ЦВ и ПК, обеспечивающих высокие адгезионные и эксплуатационные характеристики; результаты химико-термической обработки газотермических покрытий с целью повышения их триботехнических характеристик; акустический метод контроля адгезионных характеристик металлических покрытий и оценки внутренних напряжений в материале деталей; закономерности формирования износостойких структур в поверхностных слоях при лазерной обработке серых чугунов; математические модели для определения физико-механических характеристик износостойких структур при лазерной обработке серых чугунов и плазменном напылении газотермических покрытий системы №-А1 и методика оценки упругих характеристик поршневых колец. Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в создании научных основ для разработки ресурсосберегающих технологий как при изготовлении новых деталей, так и при восстановлении изношенных.

1. Разработаны и внедрены в производство технологии восстановления и упрочнения деталей судовых дизелей, машин и механизмов с использованием метода плазменного напыления (цилиндровые втулки, поршневые компрессионные кольца, втулки верхней головки шатуна, седла клапанов, выпускные клапаны, детали типа «вал» водяных, топливных и др. насосов, коленчатые валы компрессоров холодильных машин и автомобильных двигателей, крышки и роторы электродвигателей, клинья задвижек запорной арматуры, фрикционные диски).

2. Разработаны и внедрены в производство технологии лазерного упрочнения деталей при их изготовлении (цилиндровые втулки, поршневые кольца, кулачковые шайбы газораспределения, коленчатые валы автомобильных двигателей).

3. Установлены оптимальные технологические параметры при лазерной обработке деталей, изготовленных из серых чугунов и плазменном напылении газотермических покрытий,

4. Разработана методика и приборное обеспечение для качественной оценки адгезионных характеристик газотермических покрытий на рабочих поверхностях деталей без их разрушения.

5. Разработана методика и техническая документация для определения эпюр давлений ПК.

6. Обоснован выбор инструментальных материалов и режимов механической обработки газотермических покрытий систем №-А1 и №-Сг-В-81

7. На основе научно-исследовательских работ, подготовки инженерных и научных кадров, проводимых под руководством автора, позволило на базе лаборатории кафедры создать Научный центр ремонтных технологий при Волжской государственной академии водного транспорта.

8. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков.

9. Результаты диссертационной работы внедрены на организованных автором специализированных участках (ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» - внедрены лазерные технологии; ОАО «Городецкий судостроительный, судоремонтный завод», ОАО «Борремфлот», ОАО «Нижегородское автотранспортное пассажирское предприятие № 1», СУ «Волгоорг-энергогаз», АОА «Боравто» - технологии газотермического напыления).

10. Комплекс технологических процессов упрочнения и восстановления деталей ЦПГ судовых СОД методом плазменного напыления износостойких покрытий и лазерной обработкой согласован с Верхне-Волжской инспекцией Речного Регистра и утверждён главными инженерами заводов ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» и ОАО «РУМО». Были изготовлены опытные ЦВ с лазерной обработкой на ОАО «РУМО» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»; восстановлены опытные партии ЦВ СДВС 6ЧРН36/45 нанесением износостойкого покрытия ПН85Ю15; на данных заводах также изготовлены опытные партии ПК СДВС 6 ЧРН 36/45 с покрытием ПН73Х16СЗРЗ и лазерной обработкой.

Эксплуатационные испытания экспериментальных деталей осуществлялись на 15 судах ОАО «Волго-Флот», а также на испытательном дизельном стенде ОАО «РУМО». Натурные испытания восстановленных ЦВ с покрытием ПН85Ю15 при наработке 16 тыс. ч. и упрочнённых ПК плазменным напылением и лазерной обработкой при наработке 12 тыс. ч. показали, что износостойкость данных деталей в 1,8-3,2 раза выше по сравнению с серийными (при работе СДВС на тяжёлых сортах топлива), изготавливаемыми на ОАО «РУМО» и ОАО «Завод Нижегородский Теплоход».

11. Годовой экономический эффект от внедрения в производство только экспериментальных работ, выполненных непосредственно автором диссертационной работы, составил более 10 млн. руб.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методов исследования структуры и свойств материалов и покрытий, подтверждена значительным объемом экспериментальных данных. Результаты аналитических исследований получены с использованием применения методов математического анализа, математической теории планирования эксперимента, корреляционно-регрессионного анализа. Часть исследований выполнена в специализированных лабораториях ведущих академических и отраслевых институтов, подтверждена промышленной апробацией. Достоверность результатов подтверждена промышленным апробированием разработанных технологических процессов, натурными испытаниями, а также положительными решениями и рекомендациями по обсужденным докладам (более 50) автора на конференциях, семинарах и научно-технических советах различного уровня.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на семинаре «Порошковая металлургия и плазменные покрытия в машиностроении» (г. Горький, 1987 г.), VII научная конференция молодых учёных Волго-Вятского региона (г. Горький, 1988 г.), научно-технической i конференции, посвященной 150-летию Волжского пароходства (г. I Н.Новгород, 1993 г.), научно-технической конференции «Механизация про! цессов сельскохозяйственного производства в условиях его структурной перестройки» (г. Н.Новгород, 1994 г.), международной научно-технической конференции «Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации двигателей автомобилей, вездеходных специальных и дорожных машин» (г. Н.Новгород, 1994 г.), международной научно-технической конференции «Износостойкость машин» (г. Брянск, 1995 г.), 1-ой научно-технической конференции Верхне-Волжского отделения Академии Технологических наук РФ «Упрочнение и восстановление деталей машин современными методами» (г. Н.Новгород, 1996 г.), международной научно-технической конференции по проектированию скоростных судов (г. Н.Новгород, 1997 г.), научно-технической конференции, посвященной 10-летию Нижегородского филиала института машиноведения Российской академии наук (г. Н.Новгород, 1997 г.), международной научно-технической конференции, посвященной 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт» НГТУ (г. Н.Новгород, 1998 г.), региональной на-уч.-практич. конференции инженерного факультета НГСХА по итогам работы за 1996 - 1999 г. (г. Н.Новгород, 1999 г.), 11-ой науч.-практич. конференции ВУЗов Поволжья и Юга Нечернозёмной зоны РФ (г. Рязань, 2000 г.), 3-й международной научно-технической конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring» (г. Н.Новгород, 2000 г.), IV Всероссийской конференции «Современные технологии в машинострроении» (г. Пенза, '2001 г.)

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 53 печатных работах, в том числе 3 монографиях.

Личный вклад. В диссертации изложены результаты многолетних исследований, полученные автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками ВГАВТ - доц., к.т.н. Прохоровым И.И., асп. Мордвинкиным

П.П. (научный консультант - Матвеев Ю.И.) и других организаций - к.т.н. Угловым А.Л. (акустический метод контроля).

При этом лично,автору принадлежат: направление работы, постанов^ ка задач, программа и методология исследований; организация, планирование и проведение экспериментальных исследований; обработка и обобщение экспериментальных исследований, построение математических моделей и установление основных закономерностей; руководство по организации специализированных участков, разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий на промышленных предприятиях.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заточения и приложений. Содержит 302 страницы машинописного текста, в том числе 26 таблиц и 94 рисунка. Список литературы включает 273 наименований библиографических источников.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Обоснована целесообразность использования лазерных и плазменных методов при изготовлении и восстановлении деталей ЦПГ (ЦВ и ПК) судовых СОД с целью повышения ресурса и эффективности их работы.

2. На основании аналитического обзора, проведения комплексных исследований установлено, что при восстановлении ЦВ СОД необходимо использовать порошковые материалы интерметаллидного класса системы № -А1 (ПН85Ю15), а при упрочнении поршневых компрессионных колец - самофлюсующиеся порошки системы №-Сг-В-81 (ПН73Х16СЗРЗ). Для повышения триботехнических характеристик необходимо газотермическое покрытие ПН85Ю15 после механической обработки подвергать химико-термическим видам обработки — сульфоцианированию или фосфотирова-нию.

3. В работе впервые установлено, что интенсивность и полноту протекания экзотермической реакции при нанесении металлического порошка ПТЮ10Н методом плазменного напыления можно оценить по соотношению фаз N1 и интерметаллида №3А1 в нанесенном покрытии.

4. Впервые установлено положительное влияние термообработки покрытия ПН73Х16СЗРЗ (в процессе «термофиксации» поршневых колец при I = 600 °С в течение 3 ч) на снижение микродеформаций решётки N1 и плотности дислокаций, повышение однородности структуры и текстурирование поверхностного слоя покрытия зёрен N1 плотностями (III), параллельным поверхности трения, что способствует снижению износа и коэффициента трения.

5. Потенциостатические исследования на коррозионную стойкость показали, что в растворах серной кислоты формирование сплошной защитной плёнки на газотермических покрытиях ПН85Ю15 и ПН73Х16СЗРЗ протекает при значительно меньшем изменении потенциала; при этом плёнка более устойчива к вредным воздействиям электрохимической коррозии по сравнению с чугунами СЧ25 и СЧПФ.

6. Разработаны новые методики по определению внутренних напряжений акустическим способом в деталях ЦПГ (на примере ПК). Для измерения упругости ПК и определения внешнего давления на «зеркало» цилиндра, разработана методика и изготовлен принципиально новый прибор — эпюромер. Впервые для оперативного контроля качественной оценки адгезионных характеристик металлических покрытий на натурных деталях без их разрушения, разработана новая методика с использованием акустического метода. Для излучения поверхностных волн при акустическом способе контроля был разработан релеевский датчик, учитывающий температурные погрешности.

7. Определены основные структурные составляющие в слоях ЗЛВ серых чугунов после лазерной обработки. Установлено, что чугуны с нестабильной аустенитной матрицей обладают повышенной износостойкостью.

8. Установлены основные закономерности формирования износостойких структур как при плазменном напылении, так и при лазерном поверхностном упрочнении серых чугунов ЦВ и ПК СОД. Установлена зависимость износа и коэффициента трения газотермических покрытий ПН73Х16СЗРЗ и ПН85Ю15 от твёрдости, пористости. Впервые установлено, что на физико-механические и триботехнические свойства поверхностных слоёв при лазерной обработке серых чугунов, значительное внимание оказывают не только структура и химический состав исходного материала заготовок, но и способы их получения.

9. Впервые определены оптимальные схемы лазерного упрочнения как ЦВ, так и ПК СОД. Полученные математические модели позволяют прогнозировать физико-механические и триботехнические характеристики поверхностных слоёв при лазерном упрочнении серых чугунов ЦВ и ПК.

10. Разработаны и апробированы в производственных условиях технологии упрочнения и восстановления деталей ЦПГ СОД с использованием метода плазменного напыления износостойких покрытий и лазерного упрочнения.

11. Эксплуатационные испытания экспериментальных ЦВ (при наработке 16 тыс. ч.) и ПК (при наработке 12 тыс. ч.) показали, что опытные детали ЦПГ имеют высокую надёжность и работоспособность; их износостойкость по сравнению с серийными деталями повышается в 1,8-3,2 раза при работе СОД на тяжёлых сортах топлива. По программе прогнозирования определён ресурс восстановленных ЦВ - не менее 25 тыс. ч. (при толщине покрытия 0,6 мм).

12. Результаты диссертационной работы внедрены на организованных автором специализированных участках (ОАО «Завод Нижегородский Теплоход» - внедрены лазерные технологии; ОАО «Городецкий судостроительный, судоремонтный завод», ОАО «Борремфлот», ОАО «Нижегородское автотранспортное пассажирское предприятие № 1», СУ «Волгоорг-энергогаз», АОА «Боравто» - технологии газотермического напыления).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Абразивостойкий материал. Заявка 60-26827. Япония. Опубл. 26.06.85.

2. Абрикосова ИИ. Дерягин Б.В. О законе молекулярного взаимодействия на большие расстояния. ДАН СССР, 1953, т.90, № 6, С. 1055-1058.

3. Аксенов А.Ф., Назаренко П.В., Макарин А.Н. Исследование влияния во-дорода на упругопластические деформации и характеристики внешнего трения титанового сплава ВТЗ-1 // Трение и износ, 1982. Т. 3, № 1. -С.13-17.

4. Акулина Г.А., Цырлин С.Э. Лазерная закалка деталей машин. М., 1984, —216 с.

5. Андреева В.А., Богданович В.И. Определение остаточных напряжений в наплавленных покрытиях.//Изв.вузов. Машиностроение. 1981. № 9. С.100-103.

6. Андрианов М.М. Антифрикционное фосфатирование. // Автомобильная промышленность, 1959. №4, С. 28-31.

7. Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки.- М.: Нау-ка, 1988,- 176 с.

8. Андрияхин В.М., Фикшис М.М. Лазеры и перспективы их применения в автомобилестроении. -М.: НИИавтопром, 1980. 65 с.

9. Антонова Е.А.,. Синай Л.Н. Шлаковые включения и поры в метал-локе-рамическом покрытии Ni-Cr-B-Si. В об. "Жаростойкие покрытия для за-щиты конструкционных материалов". — Л.: Наука, 1975. С. 85-89.

10. Арзамасцева Э.А., Мульченко Б.Ф. Применение лазеров в про-мышлен-ности. Технология автомобилестроения, 1980, № 5.— С. 85 89

11. Архипов В.Е., Биргер Е.М., Гречин А.Н. Применение лазерной техноло-гии на АЗЛК. // Технология автомобилестроения, 1980, N5.-С. 24

12. Архипов В.Е., Гречин А.Н., Хина М.Л. Лазерное упрочнение корпуса дифференциала а/м "Москвич".// Технология автомобилестроения. 1978. № 10. С. 3-6.

13. Асташкевич Б.М. и др. Плазменные и лазерные методы упрочнения де-талей машин. Минск: Высшая школа, 1985. 115 с.

14. Асташкевич Б.М., Воинов С.С., Шур Е.А. Лазерное упрочнение втулок цилиндров тепловозных дизелей.//МиТОМ, 1985, № 4, С. 31 39.

15. Асташкевич Б.М., Ларин Т.В. и др. Результаты испытаний закалённых ТВЧ цилиндровых втулок тепловозных дизелей. Вестник ВНИИЖТ, 1978, N7, С. 19-25.

16. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М., Физ-матгиз, 1963. — 472 с.

17. Банас K.M., Уэбб Н. Лазерная обработка материалов.//ТИИЭР, 1982. Т. 70, №6. С. 35-45.

18. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плаз-менных покрытий.-М.: Машиностроение, 1990.-384 с.

19. Барвинок В.А., Богданович В.И. Определение остаточных напряжений в напыленных покрытиях. // Изв. вузов. Машиностроение. 1981. № 9. С. 100-103.

20. Бартенев Г.М. К теории сухого трения резины. ДАН СССР, 1954, т. 96, №6, С.1161-1164.

21. Белл Р. Протон в химии. -М., 1977. — 158 с.

22. Белоглазов С.М. Наводороживание стали при электрохимических про-цессах. Л.: Изд-вл ЛГУ, 1975. - 410 с.

23. Бершадский Л.И. О самоорганизации трибосистем//Проблемы трения и изнашивания, 1982. № 21, С. 10-25.

24. Беспрозванных Л.В., Федорущенко A.A. Исследование водородного из-носа сталей. — В кн.: Трибоника и антифрикционное материаловедение. Новочеркасск: НПИ, 1980. — 257 с.

25. Бобров C.B. Прибор для контроля качества клеевых соединений. //Метрология и измерительная техника, 1989. — № 2

26. Болезин С.Д., Солодкин И.С. и др. Коррозия азотированной стали про-дуктами сгорания сернистого топлива. Сб. "Борьба с коррозией двигате-лей внутреннего сгорания и газотурбинных установок".— М.: Машгиз, 1961.С. 62-69.

27. Большаков В.Ф. Исследование работы судового малооборотного дизеля на моторном топливе ДТ-1. "Техническая эксплуатация морского флота". Инф. сборник. ЦНИИМФа, вып. 119, 1964. С. 44-59.

28. Борисов Ю.С. и др. Получение и плазменное напыление порошковой композиции Ni-Cr-Al. Порошковая металлургия, 1980. № 3. С. 43-45.

29. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А., Сидоренко С.А. и др. Газотермические покрытия из порошковых материалов. Справочник. — Киев: Наук. Дум-ка, 1988.- 544 с.

30. Ботаки A.A., Ульянов В.Л., Шарко A.B. Ультразвуковой контроль проч-ностных свойств конструкционных материалов. — М.: Машиностроение, 1983. —78 с.

31. Бративник Е.В. Методы определения оптимальных режимов лазерной закалки и контроля ее качества.//МиТОМ, 1982, № 9. — С. 36-38.

32. Бродский В.Г. Таблицы оценки эксперимента для факторных и полино-миальных моделей./Под редакцией Налимова В.В. М. Металлургия, 1982.-752 с.

33. Бронштейн Л. А., Фурман А .Я., Широкова Г.Б., Шехтер Ю.Н. // Трение и износ, 1985.-Т. 6, №2.-С. 301.

34. Бронштейн Л.А., Шехтер Ю.Н., Фурман А .Я., и др. Трение, износ и сма-зочные материалы: Тр. межд. научн. конф. Ташкент, 1985. - Т.2. -С. 94.

35. Васильев В.Ю., Еднерал Н.В., Кузьменко Т.Т., Чеканова Н.Т. Влияние лазерной обработки на коррозионные свойства чугуна СЧ 24-44 и стали У 10. Защита металлов. 1982. № 3. С. 450 453

36. Веденов A.A., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработ-ке материалов. М.: Энергоатомиздат,1985. 195 с.

37. Вирник A.M., Морозов И.А., Подзей A.B. К оценке остаточных напря-жений в покрытиях, нанесенных плазменным напылением.// ФиХОМ. 1970. №4. С. 53-58.

38. Высокопрочное покрытие на основе никеля, наносимое плазменным на-пылением. Патент № 4031278. США. Опубл. 21.06.77.

39. Галин JI.A. Контактные задачи теории упругости при наличии из-но-са. //ПММ, 1976, т.40, с. 981.

40. Галин JI.A. Контактные задачи термоупрогости. — М.: Гостехиз-дат, 1953, 264 с.

41. Галин JI.A. Некоторые контактные задачи с учетом трения и износа. Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции по теории трения, износа и смазки. Ташкент, 1975, С. 12.

42. Гапонов-Грехов A.B., Рабинович М.И. Стохастические процессы в ра-диофизике и гидродинамике. // Вестник АН СССР, 1980, № 10, С. 15-24.

43. Гембом Б.Б. Механизм влияния серы на износ цилиндров двигателей внутреннего сгорания. В кн. "Борьба о коррозией двигателей внутрен-не-го сгорания и газотурбинных установок". М.:Машгиэ, 1961. С. 81-88.

44. Гинцбург Б.Я. Теория поршневого кольца. М. ^'Машиностроение", 1979.- 271с.

45. Гиршович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.:Наука, 1976.-232 с.

46. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М.: Ма-шиностроение, 1966. 562 с.

47. Глебов В.В., Прохоров И.И. Лазерная обработка поверхности чугуна с целью его упрочнения. Сб. статей «Управление строением отливок и слитков», 1992, —С. 12-18.

48. Голубев Н.Ф. Восстановление и упрочнение рабочей поверхности ци-линдровых втулок судовых дизелей плазменным напылением.: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. — Л.: 1986.- 21с.

49. ГОСТ 23.205-79. Обеспечение износостойкости изделий. Ускоренные ресурсные испытания с периодическим форсированием режима. — М.: Изд-во стандартов, 1980. 8 с.

50. Готтесман К.А. Практическое применение лазеров в автомобиле-строе-нии.//Автомобильная промышленность США. 1976. — № 2. С. 18-21

51. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. — М.: Пищевая промышленность, 1979. 200 с.

52. Григорович В.К. Твёрдость и микротвёрдость металлов. М.: Наука, 1988, 122 с.

53. Григорьев М.А., Павлинский В,М., Бунаков В.М. Соотношение износов, вызванных различными эксплуатационными факторами, в общем износе цилиндров двигателей.//Автомобильная промышленность, 1975. №3. С. 3-5.

54. Григорянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. -М.: Машино-строение, 1989. -304 с.

55. Григорянц А.Г., Сафонов А.Н. Основы лазерного термоупрочнения сплавов :Учеб. пособие для вузов М.: Высш. шк., 1988. - 159 с.

56. Григорянц А.Г., Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной об-работки материалов. М.: Высшая школа, 1990. 158 с.

57. Гузь А.Н. О линеаризованной теории распространения упругих волн в твердых телах с начальными напряжениями //Прикладная механика, 1978. —№4. —С. 3-32.

58. Гузь А.Н., Махорт Ф.Г., Гуща О.И. Введение в акустоупругость. — Киев: Наукова думка, 1977 — 162 с

59. Гуреев Д.М. и др. Анализ зависимости глубины упрочненного слоя от плотности энергии лазерного излучения.//ФиХОМ, 1985, № 2. С. 18-19.

60. Густва В.А. и др. Влияние лазерного облучения на структуру штамповой стали Х12М.//Изв.Вузов. Черная металлургия, 1980, № 11, С. 106

61. Гущин Е.И., Сомов В.А., Чечет И.М. Справочник по горючесмазочным материалам в судовой технике. JI.Судостроение. 1981.- 320 с.

62. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбини-рован-ных двигателей./Под ред. A.C. Орлина и М.И. Круглова. — М.: Ма-шино-строение, 1973. — 374 с.

63. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М., Наука, 1970.-210 с.

64. Дерягин Б.В., Абрикосова И.И., Лифшиц Е.М. Молекулярное при-тяже-ние конденсированных тел.//УФН, 1958, т.64, № 3, С. 493-528.

65. Димитров В.И. Простая кинетика. Новосибирск, 1982. - 123 с.

66. Долговечность трущихся деталей машин/Под ред. Д.Н. Гаркунова. — М., 1986.-267 с.

67. Домбровски Б. Систематизация методов упрочняющей технологии. В сб. «Научные труды УСХА. Механизация сельскохозяйственного производ-ства». Вып. 148. — Киев: Изд. УСХА, 1975. С. 45-49.

68. Дубняков В.Н. Влияние предшествующей обработки на пластичность и абразивную износостойкость метастабильных слоёв.//Трение и износ, 1985, Т. 6, № 5, С. 827 834.

69. Дубняков В.Н. и др. Влияние метастабильного состояния поверхностных слоёв твёрдых тел на трение и износ.//Трение и износ. 1983, Т. 4, №5, С. 925 929.

70. Дубняков В.Н., Кащук О.Л. Соотношение между количественными ха-рактеристиками микроструктуры и износостойкостью серого чугуна, уп-рочнённого лазерным из лучением.//МиТОМ, 1986, № 9. С. 40.

71. Елизаветин М.А., Сатель Э.А. Технологические способы повышения долговечности машин. — М.: Машиностроение, 1969. — 399 с.

72. Ершова JI.C. О механизме перекристаллизации при лазерной об-работ-ке.//МиТОМ, 1973, № 3. С. 35-42.

73. Журков С.Н., Наразулаев Б.Н. Временная зависимость прочности твер-дых тел.//ЖТФ, 1953, т. 23, № 10, С. 1677-1689.

74. Журков С.Н., Томашевский Э.Е. Зависимость долговечности от напря-жения//ЖТФ, 1955, т.25, №1, С. 66-73.

75. Защита от водородного износа в узлах трения / под ред. А.А. Полякова и др. — М.: Машиностроение, 1980. 136 с.

76. Ильин В.М. Влияние лазерного упрочнения на стойкость и надежность режущего инструмента. // Изв. вузов. Машиностроение, 1982. — № 7, С.111-115.

77. Износостойкие покрытия, плазменно-наплавляемые на поршневые коль-ца. Заявка № 58-10663. Япония. Опубл. 06.01.83.

78. Износостойкое покрытие. Заявка № 3315556. ФРГ. Опубл. 29.11.84.

79. Износостойкое покрытие поршневых колец. Заявка № 0123952. ЕПВ. Опубл. 07.11.84.

80. Карданский Х.Б. Приложения теории вероятности в инженерном деле. М., Физматгиз, 1963. 435 с.

81. Коваленко B.C., Дятел В.П. Лазерная обработка отверстий/Машиностроитель, 1978. — № 1, С. 23

82. Коваленко B.C., Котляров В.П., Дятел В.П. Справочник по технологии лазерной обработки. К: «Техника», 1985. 167 с.

83. Кожевников В.А. Исследование влияния микрогеометрии втулок цилин-дров судовых дизелей на их износостойкость и работоспособность. : Ав-тореф. дисс. . канд. техн. наук. Л.: 1972. - 22 с.

84. Кокора А.Н. Лазерная термообработка и перспективы ее применения на предприятиях Минлегпищемаша (обзор). М.: ЦНИИТО ЛЕГПИ-ШЕМАШ, 1977. 49 с.

85. Комбинированные процессы упрочнения деталей машин и инструмента, включающие лазерный нагрев/ Бронер Г.И., Варавка В.Н., Пусто-войт В.Н. Рос. науч.-тех. конф. "Нов. матер, и технол." Москва. 3-4 нояб. 1994. Тез. докл. М., 1994. С. 63.

86. Кондратьев H.H. Отказы и дефекты судовых дизелей. М: Транспорт, 1985.- 152 с.

87. Коровчинский М.В. Локальный контакт упругих тел при изнашивании их поверхностей. В кн. Контактное взаимодействие тел и расчет трения и износа. М., Наука, 1971, С. 130-140.

88. Костецкий Б.И. Структура и поверхностная прочность материалов при трении.//Проблемы прочности, 1981, № 3. С.90-98.

89. Костецкий Б.И., Бершадский Л.И., Караулов А.К. Металлофизиче-ские проблемы надежности и долговечности машин. В сб. «Металлофизика». Вып. 48. Киев, Наукова думка, 1973. - С. 51-60.

90. Костецкий Б.И., Ноювский И.Г., Караулов А.К. и др. Поверхностная прочность материалов при трении. К.: Техника, 1976. 296 с.

91. Костин А.К., Пугачёв Б.П., Кочинев Ю.И. Работа дизелей в условиях эксплуатации. Л.: Машиностроение, 1989. 284 с.

92. Котляров В.И. и др. Прогрессивные технологические процессы лазерной обработки материалов. Киев: Знание, 1983. 16 с.

93. Крагельский И.В. Трение и износ. М., Машиностроение, 1968, 480с.

94. Крагельский И.В., Добычин М.Н. Основы расчета на трение и износ. М., Машиностроение, 1977. 123 с.

95. Красиков Н.Н.//Журн. физ. химии, 1983. Т.57, № 10. - С. 26052607.

96. Красиков Н.Н.//Трение и износ, 1987. Т. 8, № 2. - С. 358-561.

97. Краснопоясовский A.C. Устройство для ультразвукового контроля ка-чества адгезии. Авт. свид. СССР № 1363027 бюлл. изобр. 1987, № 48.

98. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс.- М.: Маши-ностроение, 1985.- 240 с.

99. Криулин A.B. Особенности структуры и химического состава суль-фоцианированного слоя на чугуне. — Ремонт судов речного флота. — Л.: ЛИВТ, 1985, — С. 12-19.

100. Криулин A.B. Повышение надежности деталей дизелей методами хи-мико-термической обработки. Вопросы износостойкости и надежности судовых дизелей.- Л.; Транспорт, 1973. — С. 228-234.

101. Криштал М.А., Никитин К.Е. Измерение концентрации напряжений в конструкционных материалах с помощью ультразвуковых поверх-ност-ных волн//Завод, лаб., 1981. Т. 47, № 3. - С. 36 - 38.

102. Криштал М.А., Жуков A.A., Кокора А.Н. Структура и свойства спла-вов, обработанных излучением лазера. М., 1973. 192 с.

103. Крылов К.И., Прекопенко В.Г., Тарлыков В.А. Основы лазерной тех-ники. Л: Машиностроение, 1990, 316 с.

104. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. — М.: Наука, 1977.- 184 с.

105. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких по-кры-тий. — М.: Машиностроение, 1981. — 192 с.

106. Кулик А.Я. и др. Газотермическое напыление композиционных по-рошков. — Л.: Машиностроение, 1985. — 199 с.

107. Кулик Ю.Г., Сумеркин Ю.В. Технология судостроения и судоре-мон-та. — М.: Транспорт, 1988. — 352 с.

108. Лазеры в технологии/ Под ред. И.Ф. Стельмаха, М.: Энергия, 1975,216 с.

109. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1976. 360 с.

110. Левитан Л.Я., Сафрин Л.М., Федорченко А.Н., Шарко A.B. Метод оп-ределения твердости стали // Дефектоскопия, 1976 — № 4. С. 116120

111. Левитан Л.Я., Федорченко А.Н., Шарко A.B. Ультразвуковой кон-троль прочностных характеристик стали 45 // Дефектоскопия. 1976. -№ 3. - С. 129- 130.

112. Летохов З.С., Устинов Н.Д. Мощные лазеры и их применение. М.: Со-ветское радио, 1980. 112 с.

113. Локализованная термическая обработка поверхности изделия с помо-щью лазерного луча. Coherent Inc. Патент №7934405. США. Опубл. 20.08.80.

114. Лосинов Б.В. и др. Применение "нетрадиционных" веществ в двигате-лях, работающих на высокосернистых дизельных топливах. Сб. "Борьба с коррозией двигателей". — М.: Машгиз, 1962. С. 77-85.

115. Львов B.C., Нестерихин Ю.Е. Переход к турбулентности в простых гидродинамических течениях. // Вестник АН СССР, 1980. С. 10.

116. Любарский И.М., Палатник Л.С. Металлофизика трения. М.: Ме-тал-лургия, 1976, 176 с.

117. Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении. — М.: Наука, 1979. — 118 с.

118. Матвеев Ю.И. Шлифование износостойкого покрытия ПН85Ю15 ци-линдровых втулок судовых дизелей. Информационный листок № 203-94, Н.Новгород, 1994, С. 1-4

119. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю. Определение теплопроводности мате-риалов и газотермических покрытий. Материалы науч.-тех. конференции профессорско-преподавательского состава. Выпуск 283.— Н.Новгород, ВГАВТ, 1999. С. 67-71

120. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю., Мордвинкин П.П. Лазерная обработка цилиндровых втулок среднеоборотных дизелей. Тезисы докладов./ Сб. докладов «Упрочнение и восстановление деталей машин», НГСА, 1998. — С. 7-9

121. Матвеев Ю.И., Каюмова Н.А., Тренин В.Ф. Исследование корро-зион-ной стойкости материалов и покрытий ЦПГ судовых дизелей Тр. /ГИИВТ, Н.Новгород, 1992, вып. 265, С. 109 - 112.

122. Матвеев Ю.И., Молочная Т.В., Андрусенко Е.И. Патент 94003349/10 (0030001). MKL 5 от 01.02.94. Устройство для определения радиального давления в поршневых кольцах.

123. Матвеев Ю.И., Мордвинкин П.П. Влияние аустенита на износо-стой-кость чугунов.// Материалы региональной науч.-практич. конференцииинженерного факультета НГСХА по итогам работы за 1996 1999 г.— Н.Новгород, НГСХА, 1999. — С. 391-393

124. Матвеев Ю.И. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колец судовых дизелей с использованием метода плазменного напыления: Монография Н. Новгород: Издательство ВГАВТ, 2002. - 128 с.

125. Матвеев Ю.И., Сибрина Г.Ф. Оценка внутренних напряжений поршневых колец акустическим методом. Тр. /ГИИВТ, Н.Новгород, 1993, выв,'267, С. 120 - 124.

126. А 136. Материал для плазменного напыления. Заявка N 59-46304. Япония. Опубл. 12.11.84. СП!mi 137. Матюшенко В .Я., Соловей Н.Ф., Тороп В.В. Водородный износ ЦШЩВС // Трение и износ. — 1987. — Т. 8. — № 3. — С. 541-545.

127. Молдаванов В.П., ПикМан А.Р. Авербах В.Х. Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. — М.: Машиностроение, 1980. — 196 с.

128. Мишин И.А. Долговечность двигателей. — Л.: Машиностроение, 1976, —288 с.

129. Муравьев В.В. Взаимосвязь структуры и твердости сталей со скоро-стью объемных и поверхностных акустических волн // Изв. вуз. Черн. металлургия,- 1991. -№ 10.-С. 100- 102.

130. Муравьев В.В. Погрешности измерений при ультразвуковой структу-роскопии // Дефектоскопия. 1988. - № 7. - С. 80 - 82.

131. Нанесение покрытий на металлическую основу методом плазменного напыления смеси порошка на основе никеля и алюминиевого порошка. Заявкам2321552. Франция. Опубл. 22.04.77.

132. Неразрушающий контроль: В 5 кн.: Кн. 2.: Акустические методы кон-троля: Практич. Пособие / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин, А.И. Потапов. -М.: Высш. Шк, 1991.-283 с.

133. Никитин М.Д., Кулик А.Я., Захаров Н.И. Напряженное состояние плазменных покрытий./ ФиХОМ. 1978. № 2. С. 131-136.

134. Никитин М.Д., Кулик А .Я., Захаров Н.И. Теплозащитные и изно-со-стойкие покрытия деталей дизелей,- Л.: Машиностроение, 1977.- 166 с.

135. Никитина Н.Е. Исследование структурного и напряженного состояния твердых сред с помощью упругих волн.//Автореф. дисс. . д.т.н. Н.Новгород.: Нф ИМАШ РАН, 1994. 44 с.

136. Никифоров Г.Д. Свойства и применение плазменных покрытий тер-мореагирующего никель-алюминевого порошка.// Неорганические и органические покрытия.-Л.; 1975. С. 150-157.

137. Никифоров Г.Д., Цидулко, Китаев Ф.И., Лекарев Ю.Г. Свойства и применение плазменных покрытий из термореагирующего никель-алюминиевого порошка./ Под. ред. Браутмана Д., Кроки Р.: "Современ-ные композиционные материалы". М.: Мир, 1970.- 672 с.

138. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных систе-мах. М., Мир, 1980, 367 с

139. Палатник JI.C., Фукс М.Я., Косевич В.Н. Механизм образования и субструктура конденсированных плёнок. М.: Наука, 1972, - 320 с.

140. Пимошенко А.П. и др. Повышение кавитационной стойкости ци-линд-ровых втулок.// Морокой флот.- 1973. № 5. С.45-46.

141. Пимошенко А.П., Немыченков A.B. Расчет параметров системы ох-лаждения дизеля при замене чугунных втулок биметаллическими.- Тр./ Калинингр. техн. ин-т. рыбн. хоз-ва. 1989.- Вып. 37. С. 71-78.

142. Плазменное износостойкое покрытие поршневых колец и других де-талей. ЗаявкаМ 58-93867. Япония. Опубл. 03.06.83.

143. Плазменное напыление поверхностей скольжения. Заявка N 5425232. Япония. Опубл. 26.02.79.

144. Плазменно-напыляемое покрытие. Заявка N 56-51563 Япония. 0публ.09.05.81.

145. Плазменно-напыляемое покрытие. Заявка N 56-51564. Япония. Опубл. 09.05.81.

146. Поверхностная прочность материалов при трении. Под ред. Кос-тецко-го Б.И. Киев, Техника, 1976, 292 с.

147. Поверхностный слой, нанесенный напылением. Заявка N 5946:303. Япония. Опублик. 12.11.84.

148. Погодаев Л.И., Шевченко П.А. Гидроабразивный и кави-тационный износ судового оборудования.- Л.: Судостроение, 1984,- 264 с.

149. Покрытие из окислов титана, алюминия и итрия для поршневых ко-лец. Патент N 4248440. США. Опубл. 03.02.81.

150. Покрытие поршневых колец и цилиндровых втулок. Патент N 4:387140. США. Опубл. 07.06.83.

151. Покрытие поршневых колец. Заявка N 60-28902. Япония. Опубл. 08.07.85.

152. Покрытие скользящих деталей. Патент 4387140. (США: Опубл. 07.06.83.

153. Полушкин H.A. Глебов В.В., Лазерная обработка судовых деталей и машин (тез.). Сб. докладов XXIII научно-практической конференции, ВГАВТ, 1994 г.-С. 23-35.

154. Полушкин H.A., Тренин В.Ф., Матвеев Ю.И. Исследование и выбор покрытий для упрочнения поршневых колец судовых дизелей. Тр. /ГИИВТ, Н.Новгород, 1991, вып. 263, С. 35- 50.

155. Порошковая металлургия и напыление покрытия./ Под. ред. Митина Б.С.- М.: Металлургия, 1987. 407 с.

156. Порошок для напыления износостойких невыкрашивающихся покры-тий. Заявка N3515107, ФРГ. Опубл. 31.07.86.

157. Порошок для плазменного напыления. Патент N 4013453. США. Опубл. 22.03.77.

158. Порошок для термического напыления. Заявка N 0163020. ЕПВ. Опубл. 04.12.85.

159. Поршневое кольцо. Заявка N 1441961. Великобритания. Опубл. 07.07.76.

160. Поршневое кольцо. ЗаявкаМ 60-82654. Япония. Опубл. 09.09.85.

161. Поршневые кольца с покрытием, нанесенным способом распыления. ЗаявкаК 61-55563.Япония. Опубл. 20.11.86.

162. Поршневые кольца. Заявка N 60-45268. Япония. Опубл. 08.10.85.

163. Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика уста-лости деталей машин./ Под. ред. Александрова Б.И.- Минск: Наука и техника, 1983.- 245 с.

164. Почтенный Е.К. Суммирование усталостных повреждений. //Вестник машиностроения, 1983.—№ 1. С.11-14.

165. Пружанский Л.Ю. Исследование методов испытаний на изнашивание. М.: Наука, 1978.- 126 с.

166. Пянькин В.П. Совершенствование и развитие организации вос-станов-ления деталей дизелей судов речного флота с учетом промышленного потенциала отрасли. Дисс. . канд. техн. наук. Горький, 1986.- 216 с.

167. Пянькин В.П., Матвеев Ю.И. Анализ прогнозирования ресурса вос-становленных деталей по результатам эксплуатационных испытаний. -Тр. /ГИИВТ, Горький, 1990, вып. 248, С. 3- 10.

168. Рабинович Э. Статистическое исследование влияния размеров контак-тов при скольжении. Международ, конф. по смазке и износу машин. М., Машгиз, 1962, С. 241-248.

169. Радько В.И., Гребенник B.C. Ослабление ультразвуковых волн в пе-реходных зонах сварных соединений плакированных сталей. //Дефектоскопия, 1986, № 11, С. 28 34.

170. Разыграев Н.П. Использование головных волн для обнаружения тре-щин в направленных антикоррозионных покрытиях. Тр. НИИ техно-ло-гии машиностроения. 1987, № 203, С. 70 - 75.

171. Ратнер С.Б. Об энергии активизации процесса механического разру-шения полимеров. ДАН СССР, 1968, т. 183, № 6, С. 1297-1300.

172. РД 50-568-85 "Техническая диагностика. Оценка механических харак-теристик акустическим способом". -28 с.

173. Ребиндер П.А., Влодавец П.Н. Физический энциклопедический сло-варь. М.: Советская энциклопедия, 1965, т.4, 56 с.

174. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М: Со-ветское радио, 1977, 330 с.

175. Рейман С.И., Митрофанов К.П., Шпинель B.C. Применение ЯГР для анализа фазового состава поверхности массивных образцов,- М.: Наука, 1979. Вып. 9,- 170 с.

176. Репин Ф.Ф., Глебов В.В., Прохоров И.И. Лазерное упрочнение дета-лей машин из чугуна и стали. Сб. статей «Испытание материалов и кон-струкций», Н. Новгород, 1996, С. 80-108

177. Рохлин А.Г. Технология производства судовых дизелей. Л.: Су-до-строение, 1968.- 343 с.

178. Рукавишников Н.Ф. Ремонт судовых дизелей. М.: Транспорт, 1978.-251с.

179. Руководство по анализу износов деталей и надежности дизелей. -Л.: Транспорт, 1982. 46 с.

180. Русаков A.A. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977.479 с.

181. Рыкалин H.H., Углов A.A., Кокора А.Н. Лазерная обработка ма-териа-лов. М.: Машиностроение, 1975. - 296 с.

182. Рыкалин H.H., Шоршов М.Х., Кудинов В.В. Образование прочного сцепления при напылении порошком и металлизации.- В сб. : Получение покрытий высокотемпературным напылением. М.: Атомиздат, 1973. С. 140-165.

183. Самсонов Г.В. Бориды. М.: Атомиздат, 1975.- 374 с.

184. Самсонов Г.В. Силициды и их использование в технике. Киев, 1989.-204 с.

185. Седунов В.К. и др. Изменение структуры и свойств гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания после лазерной обработки.// МиТОМ, 1980, №9, С. 10.

186. Семенов B.C. Теплонапряженность и долговечность ци-линдро-поршневой группы судовых дизелей. М.: Транспорт, 1977. - 182 с.

187. Семенов B.C., Трофимов П.С. Долговечность цилиндро-поршневой группы судовых дизелей. —М.: Транспорт, 1969.- 215 с.

188. Силин A.A. Трение и его роль в развитии техники. М.: Наука, 1983, 175 с.

189. Симаков Ю.С., Поляков A.A. Физико-химические процессы на фрик-ционном контакте, приводящие к образованию водорода // ФХММ, 1978, № 1.-С. 27-33.

190. Синдеев В.И., Исхакова Г.А. Особенности формирования по-верхно-стного слоя деталей при лазерном и ультразвуковом воздействии.// Фи-ХОМ. 1988. №5. С. 85-88.

191. Современные способы наплавки и их применение.: Сб. докл.-Киев.: ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, 1982.- 131 с.

192. Соловей Н.Ф. Влияние наводороживания на износостойкость трущих-ся деталей ДВС и разработка методов его устранения: дис. . канд. техн. наук, Гомель, 1985. — 180 с.

193. Соколов А.Д. Поверхностное упрочнение поршневых колец азо-тиро-ванием в тлеющем разряде.// МиТОМ, 1982. N5, с. 27-30.

194. Спалсинг И. Лазеры сокращают время термической обработки дета-лей.- М.: ВЦП, 1979. № В-61588.- 11 с.

195. Спиридонов Н.В. и др. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин.- Минск.: Высшая школа, 1988.- 115 с.

196. Способ восстановления изношенных гильз цилиндров автотрак-тор-ных двигателей. Дмитриев A.B., Тренин В.Ф. Заявка № 5003956/27.

197. Способ покрытия поверхности поршневого кольца напылением. Заяв-каИ 51-23940. Япония. Опубл. 20.07.76.

198. Способ получения износостойкого покрытия. Заявка N 60125364. Япония. Опубл. 06.11.85.

199. Способ термообработки износостойких покрытий и применяемая смесь. Заявка N3631475. ФРГ. Опубл. 26.03.87.

200. Справочник по триботехнике./ Под общ. ред. Хебды М., Чичи-надзе A.B. В 3 т., т 1. Теоретические основы. —М.: Машиностроение, 1989. — 400 с.

201. Тарасенко Ю.П., Дроздов Ю.Н., Матвеев Ю.И. Износостойкие плаз-менные покрытия для пар трения судовых двигателей. «Вестник машиностроения», М., 1995, №4, с. 34-38.

202. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании.- М.: Машиностроение, 1966,- 331с.

203. Технология производства судовых энергетических установок/Под ред. П.А. Дорошенко, А.Г. Рохлина, В.П. Булатова и др. — JL: Судостроение, 1988. — 440 с.

204. Толстенко П.П. Исследование и разработка технологии восста-новле-ния гильз цилиндров дизелей железо-марганцевыми сплавами из хо-лод-ных хлористых электролитов: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. — JL, 1983, —20 с.

205. Тороп В.В., Матюшенко В.Я., Соловей Н.Ф. Связь водородосо-держа-ния с износостойкостью поршневых колец ДВС // Долговеч. трущ. дета-лей машин. — 1990, № 4. — С. 205-208.

206. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2 кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.А. Алисина. — М.: Машиностроение, Кн. 1, 1978 — 400 е., Кн. 2, 1979 — 358 с.

207. Тренин В.Ф., Матвеев Ю.И., Клюшина Е.А. Исследование кави-таци-онной и коррозионной стойкости плазменных покрытий для цилинд-ро-вых втулок судовых дизелей. Тр. /ГИИВТ, МРФ РСФСР, 1988, вып. 233, С. 3- 13.

208. Тренин В.Ф., Полушкин H.A., Пянькин В.П., Матвеев Ю.И. Тех-ноло-гия упрочнения и восстановления деталей судовых дизелей методами порошковой металлургии. М.: Экспресс-информация, Речной транспорт, №16 (1085), 1986, С. 1-4.

209. Тренин В.Ф., Чубаров Г.Я., Сибрина Г.Ф. Исследование термической обработки на структуру и свойства покрытий системы Ni-Cr-B-Si-C. — Тр. ГИИВТ. Вып. 248. — Н. Новгород: ГИИВТ, 1990, С. 25-32.

210. Троицкий В.А., Валевич Н.И. Неразрушающий контроль сварных со-единений. -М.: Машиностроение, 1988, 112 с.

211. Усов C.B. Комбинированные методы упрочнения деталей авто-мати-ческих машин, построенные на основе лазерного излучения.// Передовой опыт. 1986. №7. С. 25-28.

212. Физико-химические свойства окислов: Справочник/Под ред. Г.В. Самсонова. — М.: Металлургия, 1978. — 471 с.

213. Фокин В.Г., Иванов С.И. Метод полосок для исследования оста-точ-ных напряжений в многослойной пластине// Остаточные напряжения, вып. 53. Куйбышев: КуАИ, 1971. — С. 16-32

214. Фомин Ю.А., Горбань А.И. Добровольский В.В., Лугин А.И. и др. Су-довые двигатели внутреннего сгорания. — Л.: Судостроение, 1989. — 344 с.

215. Фофанов Г.А. Влияние износа деталей цилиндро-поршневой группы на показатели работы дизеля 2Д100//Вестник ВНИИЖТа, 1966. — №4.-С. 32.

216. Фролов В.К. и др. Исследование влияния фосфидной эвтектики и хи-мической обработки поверхностей чугунных деталей на их износостойкость. В сб. «Повышение износостойкости деталей двигателей внутрен-него сгорания».—М.: Машиностроение, 1972. — С. 107-120.

217. Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление.- М.: Машиностроение, 1985.- 240 с.

218. Хегленд Д. Лазеры в действии,-М.: ВЦП, 1979. N В-61611,- 15 с.

219. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М., Наука, 1970, 251с.

220. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Исследование изнашивания металлов, изд-во АН СССР, 1960, 351с.

221. Цеснек Л.С. Механика и микрофизика истирания поверхностей. М., Машиностроение, 1979, 263 с.

222. Цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Заявка N 54-36904. Япо-ния. Опубл. 12.11.79.

223. Чайка Б.И., Федорченко Б.И. и др. Плазменные покрытия для порш-невых колец автотракторных двигателей.// Порошковая металлургия, 1978. N3. С. 86-91.

224. Чеканова Н.Т. Исследование влияния мощного С02-лазера и свойства чугунов, применяемых в автомобилестроении.: Дисс. . канд. тех. наук.-: Завод-ВТУЗ при Моск. автом. з-де им. И.А. Лихачева, 1981.- 187 с.

225. Чихос X. Системный анализ в трибонике. М.: Мир, 1982, 351с.

226. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восста-новле-ния автомобильных деталей металлопокрытиями. -М.: Машиностроение, 1962. 318 с.

227. Шахрай А.Н., Лонго М. Применение лазеров большой мощности в производстве. М.: ВЦП, 1979, N В 59166, 59 с.

228. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. — М.: Наука, 1977.—399 с.

229. Шпеньков Т.П. Физико-химия трения (применительно к избиратель-ному переносу и водородному износу). — Минск: Изд-во БГУ им В.И. Ленина, 1978.-214 с.

230. Шумарин С.И., Асланян A.M. Ультразвуковой способ контроля каче-ства соединения многослойных изделий. Авт. свид. СССР № 144989 Бюлл. изобр. 1989, № 1.

231. Энглиш К. Поршневые кольца. Т.2.- М.: Машгиз, 1963.-365 с.

232. Юркова С.Н. Оптимизация параметров процесса напыления шеек стальных коленчатых валов плазменным методом. Тр./ ЛИВТа. Вып. 175. 1982. С. 31-39.

233. Aldo V. la Rossa. Jaser application in manufacturing.// Soi. Amer. 1982. Vol. 246, N3 p. 80-87.

234. Arata V., Miyamoto J. Jome fundamental properties of high pover laser beam as a heat source. Rep. 2. C02 laser absorption charactererisics of metal//Trans. Jap. Weld. Soc. 1972. Vol. 3, № 3. — 152 p.

235. Ayers I.D. Fhin. Solid Film. 1981. №4. P.323.

236. Bray D., Egle D., Reiter L. Rayleigh wave dispersion in the cold-worked layer of used rail road rail. J.Acoust Soc. Amer., 1978, 64, N3, p.845-851.

237. Broeze J.J. and Wilson A. Sulphur in Disel Fuels. Autom. Engr. 39 (149). S, 118/23.

238. Cromwell S.E., Hyde G.F. Bearing members having Coated wear surface. Патент № 3936295. США. Опубл. 03.02.76.

239. Dyson Y., Hirst W. The True Contact Ared Between Solids. Prac. Phys. Soc., Ser.B., 1954, v67, № 412.

240. Grayeli N., Ilic D.B., Stankc F., Chon C.H., Shyne J.C. Stu-dies of steel microstructure for acoustical methods.- Ultrasonic Symp. Proc. New Orleans. L.A., 1979, New York, N.Y., 1979, p.273-277.

241. Hirao M., Hara N., Fukuoka H. Anisotropy measured with shear and Rayleight waves in rolled plates//Ultrasonics. 1987. 25. N3. P. 107-111.

242. Invtrstigation into the meshanism of exothermally reacting nicel-aluminium spaying matrials/J.M. Houben, J.H. Zaat. — In. 7-th Int. Vetall. Spray Conf, London: Abingtin, 1974. p. 7, 77-88.

243. King R.B., Fortunko C.M. Determination of in-plane residual stress states in plates using horizontally polarized shear waves//Journ. Appl. Phis. 1983. 54. N6. P. 3027-3035.

244. Kroner E. Elastic moduli of perfectly disodered composite materials.-J. Mech. Phys. Solids, 1967, 15, N4, 319.

245. Laser Focus, 1987, 23, IV, N 4, p. 62-63

246. Ling F.F. Saibel E. On kinetic friction between unlubricated metallic sur-faces Wear, 1957, Vol 1, № 3, p.167-172.

247. Miller Y.E., Wineman Y.A. Lazer hardening of suginaw steering gear. Metal Progress, 1977, v. 111, N 5, p. 38 43

248. Muller P. Taupunkt temperatur in Zylider Von Diesel maschinen bei schwefelhaltigen Kraftoffen, VDI-Forschungsheft, 486, 1961.

249. Plasma coating: one answer to piston ring problems/Motor Ship, 1977. V. 58, N682, p. 86-87.

250. Ready J.F. Industrial application of laser. N.Y.Acad.press, 1978588p.

251. Schallamach A. Friction and abrasion of rubber. Wear, 1957, Vol 1, № 5, p.884-417.

252. Simonetti G. Usura per covrosione delle camice cilindro dei motori. Diesel di medio e grande diametro che brucia no hafte do caldaie mezzi per elimi-narld "La Termotechnica"

253. Stigh U., Jonsson S., Brathe L., Dyne A. Ultrasonic measurement of creep Damage in steel. Rev. Acoust, 1983, 16, N66, p.202-204.

254. Sulzer Technical Review, 1986, 63, N 3, 24-28, 1988, 70, N 2, 6.

255. Testz Chvistoph. Verminderung der Nubhorrosion im Dieselmotir//VDJ-Forschunsh, 1984, N 626. S. 40

256. The Motor Ship, 1985, 66, x, N783, 32-36; 1986, 67, XI, N 796, 36, 38,39,41.

257. Thermoanalis of nicel-alumnium Spraying powder/ O. Knotes, E. Lug'st-chtider.- In: 8th Int. Met all Spray. Conf. Majarai. 1976. V.I, p. 224-251.

258. Thurston R.,Bragger K.,Third-order elastic constants and the velocity of the small amplitude elastic waves in homogeneously stressed me-dia//Phys.Rev 1964.133.N 6A. P.A1604-A1610.1. ЗоЗ1. АКТг. Нижний Новгород 15 апреля 2003 г.

259. Составлен независимой комиссией в составе:

260. Чураков В.А. Генеральный директор ФГУП ЦКБ НПО «Судоремонт», к.т.н.;

261. Шубин А.В. зам. начальника технического отдела Управления ОАО «Судоходная компания "Волжское пароходство"»;

262. На основании рассмотрения научных исследований и внедрения технических решений в производство считаем, что диссертационная работа Матвеева Ю.И. имеет большую практическую и теоретическую значимость.1. Члены комиссии:

263. Генеральный директо «Судоремонт», к.т.н.

264. Зам. начальника технического отдела Упр; ОАО «Судоходная компан" "Волжское пароходство"»!

265. Зам. руководителя ГУ «Волжское ГБУ» v доктор транспорта, академик PAT1. Чураков В. А.11. Шубин А.В.1. Нефедов В.В.

266. Теплоход» ЩЩшЗ^гУ I Харитонов В.В. ' З^фшлм 2003 г.урдвЕРждлюрУ^^ш^щщнер ОАО «Завод1. АКТ

267. О внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

268. В настоящее время на участке завершаются пуско-наладочные работы, решаются организационные вопросы по его загрузке и эффективной работы.

269. От ОАО «Завод Нижегородский Теплоход»1. От ВГАВТ

270. Зав. каф. ТКМ и МР проф., д.т.н. Курников

271. Начальник технического отдела доц., к.т.н. Матвеев Ю --Гончаров И. А, С1. УТВЕРЖДАЮ

272. ОАО «Борремфлот» Моничев А.Б.¿0 » Штс{ РУ11 а 2003 г.1. АКТ

273. О внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

274. Главный механик Доцент каф. ТКМ и МР ВГАВТч1. АКТ

275. О внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

276. Внедрение результатов научных исследований доцента каф. ТКМ и МР ВГАВТа Матвеева Ю.И. позволило решить данную проблему.

277. В настоящее время на восстановленные коленчатые валы дается гарантия на их высокие эксплуатационные характеристики и адгезионную прочность плазменных покрытий.1. От ОАО «Боравто»Л

278. Зам технического директора1. ОтВГАВТ1. АО "ГАЗПРОМ'11. АО "ОРГЭНЕРГОГАЗ"

279. СУ "ВОЛГООРГЭНЕРГОГАЗ" Специализированное управление по организации технической эксплуатации энергомеханического оборудования КС и техническому надзору за строительством на объектах ОАО "ГАЗПРОМ"Ч•ВАНО лгооргэнергогаз» ЖШахнюк А.Н.2003 г.

280. УТВЕРЖДАЮ гл. инженер СУ «Во/гооргэнергогаз» С Лякушин А.М.» " ГёС&рем 2003 г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

281. Начальник лаборатории запорнойарматуры/СУ»

282. СУ «Волгооргэнергогаз» Маринин А.Ю.1. Ч а Р т й 2003 г.

283. УТВЕРЖДАЮ Главный инженер ОАО «Нижегородское автотранспортное предприятие № 1» (^^/¿о^/^-Фе дотов В.И. « ? { У) а п рея ч2003 г.1. АКТ

284. О внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

285. Составлен в том, что в ОАО «НПАП № 1» сотрудниками каф. ТКМ и МР ВГАВТа организован ремонтный участок с внедрением технологий плазменного напыления и электродуговой металлизации.

286. От ОАО «НПАП № 1» Началь|щк»Еехнического • отделаi^Ä'HPMOro^iX1. Ш, п л-- у-Кравихин O.A.ш: vÄW

287. ОтВГАВТ Доцент каф. ТКМ и МР1. Матвеев Ю.И.дН

288. МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственной образовательное учреждение высшего профессионального образования

289. Волжская государственная академия водного транспорта (ГОУВПО ВГАВТ)у. Нестерова, 5, Нижний Новгород, 603600 МГТК 8312 Тел. 19-79-51,19-9248 Факс 1978-61 E-MAIL: der@aqua.sci-iinov.ru1. Дата /¿"^ЛУГ1. На №от1. АКТ

290. Зав. каф. ТКМ и MP, проф., д.т.н.1. А.С. Курников

291. УТВЕРЖДАЮ» Начальник технического отдела .-•Управления ОАО «Судоходная компания•• ■ rjri.ro хчч /"Волжское пароходство"»г 'д^с^р-^У'-^ Беляевский А.Н.; у2У» МйРтд2003 г.с '' '/1. АКТ

292. О внедрении результатов диссертационной работы к.т.н. Матвеева Ю.И.

293. Работы по восстановлению изношенных и упрочнению новых деталей выполнялись на основании научных разработок доцента каф. ТКМ и МР ВГАВТа Матвеева Ю.И.

294. Технический менеджер ОАО «Судоходная компания

295. Волжское пароходство"» \ Тепловдае Р н ><1. UMS•1" V, fii -'IM ,й^аю» / / ~'~~~'^,{сгяврьскои БТОФ1. АКТ ^

296. Начальник цеха технической эксплуатации

297. Механик т/х «А. Суворов» Механик т/х «С. Буденный» Доцент каф. ТМ и МР

298. Старший инженер-инспектор. ВВИР Регистра1. И. А. Оку и ев ¿fc Дундук

299. З.Н. Крепышев Ю.И. Матвеев1. A.B. Пресняковзм1. АКТ1. Комиссия в составе:

300. По результатам технического освидетельствования СДВС 6 ЧРН 36/45 т/х «Волго-Дон 238» комиссия отмечает высокие эксплуатационные характеристики цилиндровых втулок с лазерной обработкой.

301. Члены комиссии механик-наставник Борской БТОФмеханик т/х «Волго-Дон 238»доцент каф. ТМ и МР ВГАВТ .доцент каф. ТМ и МР ВГАВ^старший инженер-инспектор ВВИР Регистра

302. Новикова А.К. Мокрецов В.А. Матвеев Ю.И. Прохоров И.И.1. Пресняков A.B.1. ЗМз/шодд "тшоад1 ^ ^¡».краснов4 и " о* 1^3 г.1. А/-1. А К Т1. Комиссия б- составе:

303. X. Тихонов заглавного технолога

304. Русанов С, А» ^ начальник бюро шшпостросния ОГТ

305. Киселев А.А, ¡тальник механического доха

306. После соответствущаП шхашгаескои обработки всо экспершонтальыые щшшщровдо втулки и поршневые компрессионное кольца проои техшчосш-л контроль и были отдрав-дови на эасшуавдцоншю исхшташш в судовых условиях.laeiiLLKOiaiicciiH:

307. ЩКОТЛ Р3£ им. 25 ОКТЯБРЯ о. н .КРАСНОВ1.л.л ¿У ¿.£-7:.^,а,1ил/I 1391г.1. АКТ

308. Полученные значения изнэсов и скоростей изнашивания покрытия на внутренней поверхности втулок цилиндров значительно ниже нормативных.

309. Радиальный износ поршневых колец при работе в востановленных втулках цилиндров незначителен и составляет 0,06-0,10 ш, т.е. , на всех поверхностях колец хромовое гальваническое покрытие сохранилось.