автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Скоростное электродуговое упрочнение боронитроалитированием деталей почвообрабатывающих сельскохозяйственных машин

Юдников Александр Сергеевич

СКОРОСТНОЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЕ УПРОЧНЕНИЕ БОРОНИТРОАЛИТИРОВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

Специальность 05.20.03 - «Технологии и средства

технического обслуживания в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003490806

Юдников Александр Сергеевич

СКОРОСТНОЕ ЭЛЕКТРОДУГОВОЕ УПРОЧНЕНИЕ БОРОНИТРОАЛИТИРОВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

Специальность 05.20.03 - «Технологии и средства

технического обслуживания в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машино-тракторного парка» (ГНУ ГОСНИТИ) Научный руководитель: кандидат технических наук

Литовченко Николай Николаевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Юдин Владимир Михайлович доктор технических наук, доцент Кравченко Игорь Николаевич Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П.Горячкина»

Защита диссертации состоится

04 февраля 2010 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета «Всероссийского научно-исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машино-тракторного парка» (ГНУ ГОСНИТИ) по адресу: 109428, г.Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1, малый зал, этаж 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ГОСНИТИ

Автореферат разослан:

декабря 2009 г. и размещен на сайте ГНУ

ГОСНИТИ www.gosniti.ru 29 декабря 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Р.Ю.Соловьев

Общая характеристика работы

Актуальность

Износостойкость деталей почвообрабатывающей с/х техники отечественного производства из-за низкой твердости 45 - 48 ЬШС после термообработки, например, дисков барон из ст.65Г не обеспечивается их достаточный ресурс. Объемная закалка или ТВЧ не обеспечивают самозатачивание лезвия деталей.

Поэтому научно-практическое решение этих проблем является чрезвычайно актуальным. Цель работы

Исследование и разработка нового метода электродугового борони-троалитирования для упрочнения деталей почвообрабатывающих сельскохозяйственных машин, обеспечивающего повышение ресурса в несколько раз по сравнению с новыми и их самозатачивание в процессе работы.

Объектами исследования являются основные рабочие органы почвообрабатывающих машин - лемех плуга, диск бароны и лапа культиватора.

Научная новизна

Научная новизна состоит:

- в использовании тепла прямой и косвенной электрической дуги, графитовых электродов и специальных паст для обеспечения скоростного электротермодиффузионного процесса боронитроали-тирования (ЭДУ);

- в разработке и использовании паст, содержащих упрочняющие элементы (бор, азот, алюминий), образующие структурные эвтектические соединения твердых растворов, например цементита Ре3С, нитридов Ре3Т^, Ре4Ы, а также боридов РеВ, РеВ2 и корунда А1203 обладающих высокой твердостью. Расплавленный поверхностный слой детали глубиной 1,8 - 2,0 мм является матрицей, придающей стойкость упрочняющему слою против динамических нагрузок и высокую износостойкость, что подтверждено результатами исследовании и производственными испытаниями упрочненных методом ЭДУ лап культиваторов.

На защиту выносится:

- результаты теоретического исследования электротермоднсацион-ных и диффузионных процессов при расплавлении паст, являющихся основой упрочнения;

- результаты экспериментальных исследований функциональной зависимости твердости и глубины упрочнения от величины тока и скорости процесса (производительности упрочнения);

- результаты микроструктурных исследований упрочненного слоя;

- оптимизация процесса ЭДУ и технологический процесс. Практическая значимость работы состоит:

в разработке нового технологического процесса скоростного электротермодиффузионного боронитроалитирования рабочих органов сельскохозяйственных машин, который повышает скорость упрочнения и обеспечивает глубину упрочнения 1,8 - 2,0 мм, что в 3 раза больше традиционного метода борирования, обладая твердостью 70-80 HRC.

Рабочая научная гипотеза

Выдвинутая рабочая научная гипотеза заключается в образовании при ЭДУ сверхтвердых компонентов - карбида бора В4С, нитрида бора BN и корунда А1203 при расплавлении буры, борной кислоты, карбомида NH2CONH2, криолита Na3AlF6 электрической дугой с использованием графитового электрода.

Квалифицированные исследования могут привести к получению высокоизносостойких упрочняющих покрытий, обеспечивающих ресурсную равнопрочность рабочих органов с техникой вцелом.

Апробация

Производственная апробация метода ЭДУ произведена на 5-ти предприятиях, включая сельскохозяйственные производственные испытания (стр.21).

Выступление на международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» 11 декабря 2007г. с докладом «Скоростное электродуговое борирование

- эффективный метод упрочнения деталей машин». Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ, поданы 2 заявки на изобретение.

Содержание работы

В первой главе исследовано состояние вопроса и определены задачи исследования.

Наиболее существенный вклад в изучении работоспособности и износостойкости рабочих органов почвообрабатывающей техники, а также методов и технологий упрочнения внесли следующие

отечественные и зарубежные ученые: Андропов В.И., Бернштейн Д.Б., Бойков В.М., Бурченко П.М., Винокуров В.М., Виноградов В.Н., Горячкин В.П., Голубев И.Г., Джонстон Р., Ермолов Л.С., Ерохин М.Н., Краснощекое Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Лялякин

B.П., Михальченков A.M., Ниловский И.Л., Панов И.М., Проннн А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернее М.М., Сидоров

C.А., Синсоков Г.Н., Тененбаум М.М., Черноиванов В.И., Хрущев М.М. и многие другие ученые.

В России особо остро стоит проблема повышения ресурса рабочих органов почвообрабатывающей техники, так как ни один из предложенных в настоящее время методов не решает эту задачу на требуемом уровне, что приводит к огромным финансовым и трудовым потерям в сфере производства и эксплуатации с/х техники.

На практике используются для упрочнения наплавочные процессы плазмой, ТВЧ и электродуговой наплавкой порошковыми проволоками типа ППАН103 и др. В России, Европе и США используются порошки твердых сплавов ПТС-УС-25, ФБхб-2, а также порошковые твердые сплавы, содержащие карбид хрома, борид хрома, карбид бора и карбид вольфрама. Но такие порошки дорогие, поднимающие цену наплавленных (1-1,Змм толщина слоя) ими деталей на 20%.

На отечественных заводах - изготовителях рабочие органы почвообрабатывающей техники, например, ЗАО «Рубцовский завод запасных частей», ООО «Сельмаш» упрочнение выполняют индукционной наплавкой сплавов типа «Сормайт», ПГС-УС25, ФБХ-6-2. Повышение износостойкости по сравнению с серийными деталями в 1,5 - 2,0 раза.

При сравнительной оценке предлагаемый метод ЭДУ значительно превосходит традиционные термодиффузионные методы упрочнения и наплавки по твердости (70-80 HRC) и удорожанию детали упрочнением в 2 раза ниже наплавки. ЭДУ обеспечивает самозатачивание детали. Задачи исследования

На основании анализа существующих методов упрочнения и поставленной цели работы сформулированы следующие задачи исследования:

1. Термодинамический анализ взаимодействий химических компонентов в расплаве паст для целей разработки их составов.

2. Экспериментальное исследование зависимости критериев оптимизации - твердости и глубины упрочнения от режимов процесса - выбранных управляемых переменных - величины

тока и времени воздействия тепла электрической дуги на упрочняемый металл.

3. Исследование сравнительной износостойкости упрочненных поверхностей образцов различных сталей и микроструктурный анализ упрочненного слоя.

4. Оптимизация электротермодиффузионного упрочнения деталей почвообрабатывающей техники с разработкой математической модели процесса и компьютерной программы.

Во второй главе представлено теоретическое обоснование выбора материала и оптимальных режимов получения упрочненного боридного слоя.

Проверка возможности насыщения железа бором с применением паст представляет интерес с точки зрения изучения механизма диффузионного образования борированного слоя. Будучи тугоплавким (2075°С) бор образует с железом относительно легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 1174°С, состоящую из а-фазы и боридов Ре2В.

В качестве активного наполнителя пасты предложено использовать буру (Ыа2В407), карбид бора (В4С) и другие боросодержащие соединения.

Экспериментально определено, что характер образования боридных слоев в сильной степени зависит от температурного режима обработки. При высокотемпературном насыщении формирование борированного слоя происходит в основном за счет диффузии в жидкой фазе.

Метод ЭДУ является многокомпонентным термодиффузионным процессом упрочнения стали, так как одновременно в нем могут участвовать углерод, бор, азот, алюминий, кремний и другие элементы.

При ЭДУ возможен процесс нитроцементации с образованием в поверхностном слое карбонитридных включений Ре2 (N,0) и Ре3 (М, С), которые обеспечивают более высокую износостойкость упрочненных деталей, чем после цементации.

В процессе ЭДУ нитроцементация происходит по следующей схеме:

ИНЦНСОз ->• ЫН3 + С02 + Н20 далее N + С + 2¥е ->• Ре (К, С)

Термодинамический анализ взаимодействия химических компонентов в расплаве паст

На основании термодинамического анализа возможных взаимодействий в расплаве, используя термодинамические данные и

дополнительные данные о составе полученных продуктах реакции можно составить наиболее вероятный характер протекания процесса ЭДУ.

При нагревании буры образуется соединение NaBCb, что соответствует изобарно-изотермическому потенциалу реакции: Na2B407 2NaB02 + В203

В расплаве пасты возможны реакции: 2NaB02 + 5ВА + 19C = 2NaB6+ 19СО (1)

4NaB02 + 5В4С + ЗС = 4NaB6 + 8СО (2)

при которых образуется неустойчивое соединение NaB6, разлагающееся на элементарный бор и натрий:

NaB6 —>Na + 6В (3)

Полученный по (3) натрий восстанавливает В203 по реакции (4) 3Na + 2В203 = 3NaB02 + В (4)

При этой реакции, как и при распаде буры, образуется новое количество устойчивого соединения NaBCb, которое или взаимодействует по реакциям (1) и (2), или редуцируется до натрия и бора алюминием:

4 А1 + 3NaB02 = 3Na + 3 В + 2 А1203 (5)

При отсутствии атомов алюминия активность процесса насыщения бором уменьшается.

На поверхности расплавленной пасты в присутствии кислорода происходят следующие реакции, в которых принимает участие и NaF: 2Na + В4С + О, = 4В + Na,0 + СО (6)

12NaF + В4С + 02 = 4BF3 + 6Na20 + СО (7)

Na20 реагирует с В203, В4С и С, образуя новое количество NaB6, которое по реакции (3) распадается:

Na?0 + 6В203 + 19С = 2NaB6 + 19СО (8)

Na20 + 2В4С + 2В203 + С = 2NaB6 + 7С0 (9)

Дополнительное количество натрия получается по реакции: В4С + 7Na20 = 14Na + 2В203 + СО (10)

Отсюда следует вывод, что для образования активных атомов бора в расплаве пасты необходимо либо получение натрия по реакциям (3) и (5), либо окисла натрия Na20 или неустойчивого соединения NaB5.

Образование атомов алюминия из его оксида проходит через образование неустойчивого соединения А1В2: А1203 + 2В203 + 9С = 2 А1В2 + 9СО (11)

А1203 + В4С + 2С = 2А1В2 + ЗСО (12)

2А1В2 —► А1В4 + А1 (13)

Часть образовавшегося алюминия диффундирует в сталь, другая часть участвует в реакциях (5) и (14), что повышает количество бора и толщину диффузионного слоя:

2А1 + В203 = А120з + 2В (14)

Таким образом, в пасте, состоящей из борного ангидрида, окиси алюминия и углерода (без карбида бора) происходит совместное бороалитирование.

Применяемый в бороалитирующих пастах криолит устойчив в температурном интервале 273 - 1323 К:

ШзА^б -» 3№Р + АШз (15)

Термодинамическая возможность реакции (16) и (18) показывает, что борированию и бороалитированию можно подвергать окисленные поверхности:

3 В4С + 7Ре203 = 14Ре + 6В203 + 3 СО (16)

В4С + 7РеО = 7Ре + 2В203 + СО (17)

Третья глава содержит

Металлографические исследования выполнялись на поперечных шлифах с помощью электронного микроскопа МИМ - 8М и микротвердомере ПМТ - 3. Уколы наносили при нагрузке 0,981Н в виде дорожек. Увеличение при 500х и ЮООх. Травление шлифов выполнено в 5% растворе азотной кислоты в течении 30 сек.

Оборудование для ЭДУ.

В промышленности для термодиффузионного упрочнения используется сложное, энергоемкое оборудование. Процессы упрочнения занимают часы.

На практике требуется выполнить упрочнение не только на заводах-изготовителях с/х техники, но и в условиях мастерских, фермерских хозяйств и других сельскохозяйственных предприятий , РТП, МТС.

Поэтому для устранения пробела в сфере применения термодиффузионных упрочняющих технологий потребовалось разработать и исследовать новый метод скоростного электродугового упрочнения (ЭДУ), который отвечал бы выдвинутым требованиям. Кроме мобильности он обладает простотой в использовании, не энергоемкий и производительный.

ЭДУ основан на использовании тепловой энергии электрической прямой и косвенной дуги и графитовых электродов.

Наши исследования направлены на совершенствование метода ЭДУ, заключающегося на использовании прямой и косвенной дуги и легирующих паст, что отличает наш вариант метода от предложенного Андроповым В.И. Электрическая дуга стабильна, обеспечивает расплавление пасты и диффузионное упрочнение на глубину до 2-2,5 мм.

Процесс боронитроалитирования значительно производительнее промышленного (1дм" за 6 мин).

Аппарат ЭДУ (рис.1) представляет собой силовой трансформаторный блок, понижающий напряжение 220В до безопасного 60В при обеспечении рабочего тока от 60 до 200А.

Рис.1 Аппарат ЭДУ

Оборудование для испытания на износостойкость в абразивной среде.

Общий вид установки трения представлен на рис.2. Установка состоит из силового агрегата (электродвигатель переменного тока мощностью - 5 кВт с редуктором, обеспечивающим постоянные 20 об./мин, узла абразивного износа образцов, состоящего из корпуса и вала с образцами и нагрузочной платформы с гирями. Абразивный материал - кварцевый песок, засыпанный в корпус. На него устанавливается нагрузочная платформа.

Вращение вала с образцами, засыпанными кварцевым песком, осуществляется под нагрузкой веса платформы и гирь.

I

Рис.2 Установка для испытания на износостойкость.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального |

исследования упрочнения деталей методом электродугового боронитроапитирования - функциональной зависимости твердости и глубины упрочнения от токовых режимов, производительности процесса, состава паст и марки стали детали, а также результаты микроструктурного анализа упрочненного слоя, сравнительной износостойкости, оптимизации процесса ЭДУ с разработкой его математической модели и компьютерной программы. Глава 4 завершается технико-экономическим обоснованием с расчетом эффективности, технологическим процессом ЭДУ деталей почвообрабатывающей техники и общими выводами.

Пасты, применяемые в экспериментах по оптимизации процесса I

упрочнения, состоят из боросодержащих материалов (бура N826407 и карбид бора ВС4), а также натрия азотнокислого (№1М03), кальцинированной соды (№2С03), криолита (№3А1Р6) и оксида алюминия I (А12Оз).

Все используемые пасты (их было 4) из разных составляющих химических соединений, и в разных пропорциях.Количественное соотношение компонентов в пасте определялось на основании металлургических особенностей образования твердых расворов и химического расчета термодиссоциации веществ, а также экспериментальной корректировки по полученным результатам микротвердости и глубины диффузии. Основными элементами, 1

влияющими на конечный результат являются бор, азот и алюминий, №?С03 - стабилизатор горения дуги, №N0-, играет двойную роль - как

стабилизатор (Ыа) и армирующего азота (Ы). Такую же роль играет и Ыа3Л1Р6, хотя на алюминий возложена более значительная - упрочняющая функция.

Из всех исследованных паст наиболее высокие и стабильные показатели микротвердости обеспечивает паста №6: среднее ее значение при токе 110 А достигает 1070 кгс/мм2 ст.65Г, 803 кгс/мм2 ст.40, 769 кгс/мм" ст.30 на глубине упрочнение 1,9 мм.

Примерно такие же результаты получены при использовании пасты №1 - 776кгс/мм2, ст.40 (рис.4).

Из полученных данных видно, что микротвердость увеличивается с ростом величины тока. Выявлена закономерность повышения микротвердости до скорости процесса 200 мм/мин, при дальнейшем её росте она уменьшается (рис.5).

Средняя микротвердость на образце №24 (ст.65Г), паста №6 на глубине до 1,98 мм.

Таблица №5

Скорость упрочнения (8) мм/мин

I 100 150 200 250

Микротвердость (Ни) кгс/мм"*

60 967 1001 1015 976

80 1025 1040 1055 1015

110 1044 1059 1070 1034

0 4 4 4 4

I - ток, ампер;

толщина слоя пасты, мм. Средняя микротвердость на образце №18 (ст.40), паста №1 на глубине до 1,8 мм

Таблица Л'»6

I Скорость упрочнения (8) мм/мин

100 150 200 250

Микротвердость (Н„) кгс/мм2

60 703 728 739 692

80 745 751 768 739

110 759 770 776 752

0 4 4 4 4

Средняя мнкротвердость на образце №74 (ст.30), паста №6 на глубине до 1,98 мм

______Таблица №7

1 Скорость упрочнения (Б) мм/мин

100 150 200 250

Микротвердость (Н„) кгс/мм2

60 696 721 731 703

80 738 748,6 760 731

110 751,6 762 769,6 745

0 4 4 4 4

Средняя микротвердость на образце №63 (ст.40) паста №6 на глубине до 1,93 мм Таблица №8

1 Скорость упрочнения (Б) мм/мин

100 150 200 250

Микротвердость (Н„) кгс/мм"1

60 724 750 761 731,7

80 769 780 792 762

110 783 794 803 775,6

0 4 4 4 4

Микротвердость и глубина упрочнения зависят не только от технологических режимов (тока и производительности), но и от материала упрочняемых деталей и состава паст (рис.3,4, 5).

Чем выше содержание углерода в подложке, тем значительнее микротвердость. Так для стали 65Г среднее значение Нц колеблется в пределах 967 - 1070, для ст.40 - 724 - 803, для ст.ЗО - 696 - 768 кгс/мм2 при использовании пасты №6, содержащей бор и алюминий.

Под действием высокой температуры электрической дуги натрий азотнокислый и кальцинированная сода диссоциируют: ЫаШ3 Ыа + Ш3, далее 2Ш3 2М + 302;

Возможно такая реакция N03 + 2А1 = А1203 + N + ЗРе = Ре3№ или Ре4К - нитрид

Ыа2С03 2№ + С03, далее С03 + ЗРе = ЗРеО + С; С + 2Ре = Ре2С (карбид); РеО + С —> Ре + СО

То есть в присутствии углерода образуются твердые карбонитридные включения в упрочненном слое - Ре3 (Ы, С) или Ре2 (М, С).

В пасте №6 содержится криолит, который также диссоциирует: №зА1Р6 -> ЗШР + АШз, далее А№3 -» А1 + ЗРТ;2А1 + РеО = А1203 + ЗРе Далее под действием высокой температуры электрической дуги А1203 расплавляясь, превращается в корунд.

Исследование распределения бора и углерода в упрочненном слое проводилось в научно-производственном предприятии «ЭГА» г.Москва по методике вторично-ионной масспектроскопии на магнитной установке с ионным зондом, состоящей из масс-спектрометра МИ-1305 и универсальной приставки, включающей в себя ионную пушку и камеру мишени. Бомбардировка мишени осуществлялась ионами аргона с

энергией 4,5 кВ, диаметр пучка на образце - 1 мм и интенсивность тока -5 мкА.

Паста №6, ст.40 Образец: №16 время: 16:04:51, дата:24.01.2007.

Таблица №2

Са Zn В1 В2

№16:1 - 0,00165 0,02053 0,01745

№ 16:2 - 0,00228 0,02105 0,01835

№16:3 - 0,00147 0,02191 0,01950

№16:4 - 0,00195 0,01611 0,01477

№16:5 - 0,00158 0,01446 0,01317

Средн. - 0,00178 0,01881 0,01665

СКО [%] - 18 17 15

Паста №7, ст.30 Образец: №130 время: 14:09:40, дата:05.02.2007.

Таблица №3

Паста №1, ст.40 Образец: №18 время: 14:06:36, дата:05.02.2007.

Таблица №4

С

№130:1 1,640

№130:2 0,9482

№130:3 1,857

№130:4 1,263

№130:5 1,070

№130:6 1,733

№130:7 -

Средн. 1,418

СКО 1%) 26

с

№18:1 0,9064

№18:2 0,6029

№18:3 0,9585

№18:4 0,6040

№18:5 0,8315

№18:6 0,8910

Средн. 0,79

СКО 1%) 27

Оценку хрупкости упрочненного слоя осуществляли с помощью микротвердомера ПМТ-3 по числу и характеру трещин у отпечатка алмазной призмы, вдавливаемой при нагрузке 0.196, 0.49, 0.98 Н в исследуемую поверхность.

При исследовании микроструктуры слоя отмечено, что интерметаллиды и фазы белого цвета достаточно хрупкие. Но жесткие испытания упрочненных образцов в абразивной среде (кварцевый песок) в ГОСНИТИ показали результаты не только высокой сравнительной износостойкости покрытия, но и прочности из-за матрично-армированной структуры РеВ.

Графики зависимости микротвердости от тока и производительности упрочнения сталей.

Микротвердость увеличивается с ростом величины тока.

Закономерность: при упрочнении сталей, независимо от содержания углерода в них (ст.ЗО, ст.40, ст.65Г) - микротвердость повышается до скорости упрочнения 200 мм/мин. При дальнейшем её росте микротвердость уменьшается вследствие сокращения времени теплового воздействия дуги в процессе диффузии углерода и легирующих элементов; при более низкой производительности (5 = 100 мм/мин) заметное снижение микротвердости по сравнению со скоростями 150-200 мм/мин. Это можно объяснить перегревом поверхности металла из-за более длительного воздействия температуры дуги, вызывающего повышенное окисление, увеличивающее пористость.

900 800

400 ------

0 50 100 150 200 250 300

Б, мм/мин

—♦—ток 60 А _»_ток80А

ток 110 А

Рис. 3 Зависимость микротвердости (р, кгс/мм2) упрочненного слоя от велечины тока (I) и производительности (8, мм/мин) с использованием пасты №6 на образцах ст.30

500 4------

0 50 100 150 200 250 300

в, мм/мин

Рис. 4 Зависимость мнкротвердости (р, кгс/мм2) упрочненного слоя от велечины тока (1) и производительности (8, мм/мин) с использованием пасты №1 на образцах ст.40

Рис. 5 Зависимость микротвердости (ц, кгс/мм2) упрочненного слоя от велечины тока (I) и производительное™ (8, мм/мни) с использованием пасты Л°2 на образцах ст.30

.........

k -----.

О 50 100 150 200 250 300

S, мм/мин

—Паста №6, сг.65 Г, ток 60 А —ш— Паста №6, ст.65 Г, ток 80 А Паста №6, ст.65 Г, ток 110 А к Паста №6, ст.40, ток 60 А ж Паста №6, ст.40, ток 80 А —а— Паста №6, ст.40, ток 110 А —I— Паста №7, ст. 30, ток 60 А —'— Паста №7, ст. 30, ток 80 А

-Паста №7, ст. 30, ток 110 А

Паста №2, ст. 30, ток 60 А Паста №2, ст. 30, ток 80 А Паста №2, ст. 30, ток 110 А

Рис. 6 Зависимость глубины упрочнения (¡, мм) от величины тока (I, Л) и производительности (8, мм/мни).

Микроструктурный анализ.

Исследованию подвергнуто 10 образцов из сталей: ст.65Г, ст.40, ст.30, упрочненных электротермодиффузионным методом с использованием паст, содержащих бор, алюминий, азот.

На рис.7, 8, 9, 10 представлена микроструктура слоя образца из ст.65Г, ст.40, ст.30 с применением пасты №6, толщина слоя 2,0 мм.

Микроструктура состоит из железной матрицы с интерметалидами и отдельных фаз темно-серого и белого цвета. Эти фазы четко различимы, местами имеют неправильную округлую форму. Расположены эти фазы достаточно близко друг к другу и имеют высокую микротвердость (1225 -654 кгс/мм2).

Интерметаллидные фазы - это консолидированные соединения карбидов железа, бора, нитридов, образующихся расплавлением пасты совместно с верхним слоем подложки на глубину до 2,0 мм.

Рис. 7 Снимок микроструктуры при 500х увеличении ст.65Г, образец 246, упрочнение пастой Л'зб; 1-упрочненный слой; 2-подложка; 3-переходная зона.

Рис. 8 Снимок микроструктуры при ЮООх увеличении ст.40, упрочненной пастой №6; 1-уирочнеиный слой; 2-подложка; 3-иереходная зона.

Pue. 9 Снимок микроструктуры при 500х увеличении ст.40, упрочненной пастой №1; [-упрочненный слой; 2-нодложка; 3-переходная зона.

l'uc. (О Снимок микроструктуры при 500х увеличении ст.ЗО, упрочненной пастой №6; I-упрочненный слой; 2-нодложка; З-переходнаи зона.

Удельная нагрузка на площадь поверхности абразивного порошка, в котором располагается вал с испытываемыми образцами - 0,02 МПа. Время испытания одновременно нескольких образцов - 3 часа.

Абразивным материалом служит кварцевый песок марки 2К1О3О25, ГОСТ 2138 с размером частиц 0,25-0,3 мм. Износостойкость оценивалась по удельному линейному износу образца (Иуд) в мкм/^ае.

Основными критериями предельного состояния при полевых сравнительных испытаниях, например, лап культиваторов, принимались износ носка на 30 мм, износ лезвия по ширине на 15 мм, неравномерное изнашивание лезвия лапы и зависание сорняков на крыльях.

Результат измерений сравнительной износостойкости представлены в таблице №9.

Сравнительная износостойкость многокомпонентных диффузионных покрытий при испытаниях в условиях абразивного износа.

Таблица №9

Вид диффузионного насыщения Состав активной пасты Глубина упрочнения стали, мкм Микротвердость упрочненного слоя (Нм), кгс/мм2 Удельный линейный износ, м км/час

65Г 40 30 65Г 40 30 65Г 40 30

Бороали- H2B4O7+BC4+AI .,79 768 41

тирование fNa2C03 'паста №1)

Бориро- Н2В407+С+ 2,23 565 55

вание Al203+Na2C03 (паста №2)

Бориро- Na2B407+BC4 2,94 618 52

вание ■НА1203+ Na2C03+NaN03 (паста №7)

Бороали- н2в4о7+вс4+ 1,98 ,93 1,98 1055 795 768 32 38 42

тирование Na3AlF6+NaF+ NaN03 (паста №6)

Закаленная сталь 167

Износостойкость упрочненной поверхности бороалитированием в 4-5 раз выше закаленных сталей (ст.40 и ст.65Г) комбинированная диффузия бора с алюминием обеспечивает наибольшую износостойкость среди других многокомпонентных упрочняющих покрытий. Реализация результатов исследований

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы на машиностроительных предприятиях, выпускающих почвообрабатывающую, перерабатывающую, добывающую, строительную и другую технику, к деталям которой предъявляются высокие противоизносные требования из-за абразивной среды их работы, а также результаты могут быть использованы в условиях эксплуатации этой техники.

Производственные испытания технологии ЭДУ.

1. ОАО «Ежовское» Волгоградская обл. Испытание лап культиваторов КПЭ - 3,8. Внедрена технология и оборудование ЭДУ. Время между очередными заточками увеличилось примерно в 5 раз. Ресурс упрочненных лап увеличился по сравнению с новыми в 3-4 раза.

2. ООО «Сельмаш» г.Сызрань. Ресурсные испытания лап культиваторов ОПО 4.25 упрочненных методом ЭДУ. Упрочнение лап культиватора методом ЭДУ дает положительные результаты, выражающиеся в увеличении ресурса работы ориентировочно в 2,5 - 3 раза по сравнению с ресурсом новых лап с обычной закалкой.

3. ЗАО «Холдинговая компания «Ополье», г.Владимир. Проведены испытания упрочненных ножей молотковой комбикормовой мельницы. В работе ножи подвергнуты интенсивному абразивному износу. Ресурс упрочненных ножей методом ЭДУ оказался выше на 30% по сравнению с наплавленными ножами твердыми электродами Т-590 по технологии завода. Дополнительная производственная апробация.

4. Московский коксогазовый завод. Производственные испытания с 2008 года тормозных барабанов крана. Результаты положительные. Испытания продолжаются.

5. ОАО «345 механический завод» (г.Москва). Результат упрочнения быстроизнашивающихся рабочих лопаток

бетоносмесителей, подверженных интенсивному абразивному износу, производственные простои техники сократились на 80%, вследствии повышения ресурса в 2 раза по сравнению с новыми.

Оптимизация процесса ЭДУ.

Экспериментальные исследования показали, что критерии оптимизации зависят также от состава паст и материала подложки, что отражено в таблицах.

Переменными функциями приняты: величина тока (I) и скорость упрочнения (S). Математическую задачу оптимизации можно выразить следующими целевыми функциями: Ни = f, (I) —♦ max; Ни = f2 (S) —* max.

Математическая модель оптимизации определена, используя полученные экспериментальные данные и построенные соответствующие графики, на основании которых подобрано для функций Нц = f (I,S), h = f (I,S) эмпирические выражения, приблизительно изображающие в ней эти функции.

Простейшая эмпирическая формула - квадратичный трехчлен является наиболее близким типом эмпирической формулы к нашим зависимостям (у = ах2 + Ьх + с). Задача состоит в определении параметров а, Ь, с используя метод средних.

Компьютерная программа оптимизации процесса электро-термодиффузионного процесса представляет собой скомпилированный ехе файл, а также прилагаемые к нему исходный код на языке С# с использованием библиотеки Windows Forms. Программа может быть запущена в любой операционой системе Microsoft Windows с установленным пакетом .Net Framework.

Программа обрабатывает входные данные, которые получены в ходе проведенных экспериментов и оформлены в виде таблиц. Результатом обработки являются расчетные значения оптимальных технологических параметров нанесения покрытий, то есть программа определяет режимы для достижения максимальных значений заданных технологических показателей твердости (Нм) и глубины упрочнения (h).

В результате оптимальными режимами упрочнения пастой №6 определенные компьютерной программой I = ЮЗА, S = 173 мм/мин.

Экономическая эффективность от использования метода ЭДУ боронитроалитпрованием.

Расчет выполнен на примере использования одного комплекта оборудования для ЭДУ лап культиваторов «ПАУК - 3,6» и дисков

бороны В2-2-650 с учетом полученного экспериментально показателя увеличения в 3 раза ресурса лап культиваторов и образцов из ст.65Г по абразивной износостойкости в сравнении с заводской технологией закалки.

Годовой экономический эффект от упрочнения программы деталей 4224 лап культиваторов составляет 558 тыс. руб., 2712 дисков борон -4176 тыс.руб.

При расчете экономической эффективности не учтены потери связанные с регулярной заточкой (один раз в 2 смены) только закаленных лап культиваторов и через 3-4 смены дисков борон.

Детали, упрочненные методом ЭДУ обладают свойством самозатач иван ия.

Основные выводы.

1. Анализ литературных источников и информации с с/х предприятий показал, что известные термодиффузионные методы упрочнения (цементация, нитроцементация, азотирование и борирование) сложны, энергоемки, непроизводительны, применяются только в заводских условиях с использованием специального оборудования, глубина упрочнения низкая (азотирование 0,6 мм в течение 40 часов, борирование 0,2 - 0,5 мм в течение 4-5 часов.

2. Подтверждается возможность использования высокотемпературных условий создаваемых электрической дугой и графитовыми электродами для термодиссоциации боросодержащих веществ и термодиффузии свободных элементов с образованием боридов Ре В и РеВ2 и карбонитридных включений Ре2 (14, С) и Ре3 (14, С) и также корунда АЬ03, что обеспечивает высокую твердость упрочненных поверхностей деталей.

3. Разработанный новый метод скоростного электротермодиффу-зионного боронитроалитирования обеспечивает повышение скорости процесса на порядок выше применяющегося в производстве, глубину упрочнения 1,9-2,0 мм, что в 3 раза и больше традиционных методов.

4. Значительно повышена методом ЭДУ микротвердость до 1055 кгс/мм2 стали 65Г, недостижимой закалочными способами и наплавкой, например сорматом и другими экономически приемлемыми твердосплавными материалами.

5. ЭДУ дает возможность использовать для изготовления деталей почвообрабатывающей техники взамен ст.65Г более дешевую и

легко штампуемую, например ст.45, доводя методом ЭДУ их твердость до 940-920 кгс/мм2 (67 - 68 HRC).

6. Получена высокая односторонняя твердость упрочненного слоя (67-68 HRC), что обеспечивает самозатачивание рабочего лезвия рабочих органов сельскохозяйственных машин.

7. По своим возможностям практического использования в направлении получения различных термодиффузионных структур упрочненного металла при высокой производительности процесса, равных ЭДУ в настоящее время нет.

8. Сравнительные стендовые испытания образцов, упрочненных бороалитированием показали, что износ ниже закаленных в 4-5 раз.

9. Разработан технологический процесс упрочнения стрельчатых лап культиваторов, дисков борон и лемехов методом боронитро-алитирования. Определены оптимальные режимы упрочнения: ток, скорость процесса.

Рассчитана годовая экономическая эффективность от использования технологии ЭДУ и одного комплекта оборудования на участке составляет при упрочнении лап культиватора - 558 тыс. руб. дисков барон - 4224 тыс.руб.

10. Разработана компьютерная программа оптимизации технологического электротермодиффузионного процесса упрочнения деталей почвообрабатывающей техники.

11. Проведены сравнительные испытания упрочненных ЭДУ лап культиваторов и других деталей на четырех предприятиях (см. стр.21).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах.

1. ЮЛ.Рыжих, А.С.Юдников. «Электродуговое скоростное упрочнение деталей землеобробатывающей техники»., М., «МТС»., РИО ГОСНИТИ., 09.2006.

2. Н.НЛитовченко, A.C. Юдников, Ю.Л.Рыжих. «Метод скоростной электродуговой цементации деталей, работающих в условиях абразивного износа»., М., «Труды ГОСНИТИ» том 98., 2006.

3. Ю.Л.Рыжих, А.С.Юдников. «Метод скоростной электродуговой цементации деталей»., М. «Техника в сельском хозяйстве», №1, 2007.

4. Ю.Л.Рыжих, В.В.Коршунов, А.С.Юдников, О.А.Пикало, В.Н.Саковцева. «Методы скоростного электродугового борирования и экзотермического металлоилакирования для упрочнение деталей»., М., «Ремонт, восстановление, модернизация» №2, 2007.

5. ЮЛ.Рыжих, В.В.Коршунов, А.С.Юдников, В.Н.Саковцева. «Методы скоростной электродуговой цементации и экзотермического металлоплакирования, при упрочнении и восстановлении деталей»., М., «Ремонт, восстановление, модернизация» №2., 2008.

6. A.C. Юдников, «Скоростное электродуговое борирование эффективный метод упрочнения деталей машин»., М., «МТС», ГОСНИТИ, 2008.

7. А.С.Юдников, ЮЛ.Рыжих. «Аппарат для электродугового упрочнения»., Техника в сельском хозяйстве №3, 2008.

8. А.С.Юдников «Скоростное электродуговое борирование -эффективный метод упрочнения деталей машин», Научно-технический сборник №14, ВТУ, г.Балашиха, 2008.

9. А.С.Юдников, Ю.Л.Рыжих. «Эффективное упрочнение деталей почвообрабатывающей техники - актуальная проблема в сельском хозяйстве»., М„ «Труды ГОСНИТИ» том 102., 12.08.2008.

10. Соловьев Р.Ю., Литовченко H.H., Юдников A.C., Рыжих Ю.Л. «Диполярный графитовый электрод для металлоплакирования и упрочнения» Заявка на изобретение № 037718 от 18.09.2007.

11. Р.Ю.Соловьев, А.С.Юдников, Ю.Л.Рыжих, В.И.Денисов, «Электродуговой способ упрочнения металлокерамическими покрытиями», Заявка на изобретение №2009110351/20 (014058) от 24.03.2009.

Юдников A.C. Скоростное электродуговое упрочнение боронитроалитированием деталей почвообрабатывающих сельскохозяйственных машин Автореферат Подписано в печать 25.12.09 Формат 60*84\16. Бумага для офисной техники. Гарнитура «Ариэль». Печ. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ № 769. Типография ВТУ. Балашиха.

Введение

Глава 1. Анализ применяемых методов упрочнения деталей почвообрабатывающей техники и задачи исследования

1.1 Примеры применяемых способов восстановления и упрочнения деталей конкретной номенклатуры

1.1.1 Материалы для наплавки деталей рабочих органов почвообрабатывающей техники

1.1.2 Способы дискретной наплавки лап культиваторов

1.1.3 Основная номенклатура быстроизнашивающихся деталей почвообрабатывающей и другой техники

1.1.4 Общая характеристика процессов химико-термической обработки стальных деталей

1.2 Выводы

1.3 Актуальность работы

1.4 Цель и задачи исследования

1.5 Объекты исследования

1.6 Научная новизна

1.7 Практическое значение

1.8 Рабочая научная гипотеза

Глава 2. Метод скоростного электродугового боронитроалитирования

2.1 Анализ влияния термических факторов на процесс диффузии бора, углерода, азота и алюминия в сталь

2.2 Сущность метода ЭДУ с применением специальных паст

2.2.1 Пасты и направления их использования

2.2.2 Термодинамический анализ взаимодействий химических компонентов в расплаве паст

Глава 3. Программа и методика исследований

3.1 Выбор числовых критериев оптимизации

3.2 Выбор управляемых переменных

3.3 Структура программы и методика исследования

3.4 Определение ограничений на управляемые переменные

3.5 Параметры измерений качества упрочнения методом ЭДУ

3.6 Формирование математической задачи оптимизации

3.7 Выбор метода максимизации функции

3.8 Экспериментальное планирование

3.9 Условия и порядок проведения экспериментов

3.10 Статистическая обработка опытных данных

3.10.1 Вычисление средних величин, исключение выскакивающих вариант

3.10.2 Оценка варьирования данных и границ доверительных интервалов средних

3.10.3 Оценка необходимого числа экспериментов и их обработка

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и их обработка

4.1 Условия проведения ЭДУ с применением паст

4.1.1 Оценка необходимого числа измерений

4.2 Оборудование для ЭДУ

4.2.1 Устройство аппарата ЭДУ

4.2.2 Техническая характеристика

4.2.3 Работа с аппаратом ЭДУ

4.2.4 Особые требования при ЭДУ

4.3 Результаты упрочнения с применением боронитроалитирующих паст

4.3.1 Замеры твердости образцов различных сталей упрочненных боронитроалитирующими пастами

4.3.2 Испытание упрочняющих ЭДУ — покрытий на твердость и износостойкость

4.4 Исследование зависимости твердости и глубины упрочнения от величины тока, при использовании паст с борсодержащим и другими компонентами

4.5 Микроструктурный анализ

4.6 Оптимизация процесса электротермодиффузионного упрочнение деталей почвообрабатывающей техники

4.6.1 Математические задачи оптимизации для разработки компьютерной программы

4.6.2 Математическая модель оптимизации

4.6.3 Компьютерная программа оптимизации процесса электротермодиффузионного упрочнения

Глава 5. Расчет экономической эффективности от использования метода электродугового упрочнения (ЭДУ) деталей почвообрабатывающей техники

Выводы

Научные труды, публикации и изделия

В условиях неизбежного сокращения природных ресурсов возрастает значимость решения проблем, связанных как с ресурсосбережением, так и с существенным увеличением срока службы деталей машин.

Значительная доля металла расходуется на изготовление запасных частей машин и механизмов, идущих на поддержание машинотракторного парка в работоспособном состоянии. Изношенные детали в подавляющем большинстве идут в металлолом, хотя 90% их можно восстановить, упрочнить и повторно использовать при ремонте машин, увеличив их срок службы. Поэтому широкое развитие и практическое применение различных способов восстановления и упрочнения, наиболее часто выходящих из строя деталей, представляет актуальную, серьёзную научно-техническую и экономическую задачу, быстрое решение которой имеет огромное народнохозяйственное значение.

В связи с интенсивным развитием фермерских хозяйств и малых сельскохозяйственных предприятий, возникла проблема восстановления и упрочнения, быстро изнашиваемых деталей в условиях мелкосерийного производства. К таким деталям относятся в первую очередь рабочие органы почвообрабатывающих машин (диски борон, стрельчатые лапы культиваторов, сошники, наральники, лемеха плуга к др.).

Рабочие органы почвообрабатывающих машин в процессе эксплуатации интенсивно изнашиваются в результате абразивного износа на сухих песчаных почвах, т.к. содержащийся в них кварц имеет твердость до л ^

1200 кг/мм , в то время как твердость металла составляет 350-400 кг/мм". При работе на глинистых и суглинистых почвах диски изнашиваются менее интенсивно.

Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации дисков борон следующие [49]:

- износ режущей кромки по диаметру более 20 мм,

- износ отверстий крепления дисков,

- коробление диска по плоскости более 5мм.

Из-за затупления режущей кромки происходит выглубление диска из почвы и перерасход горюче-смазочных материалов. При затуплении лемеха плуга более 3-4мм тяговое сопротивление увеличивается на 25 %, расход топлива на 6-8 %; при затуплении более 2 мм лемех затачивается с рабочей стороны под углом 25°. Способ восстановления - нагрев рабочей части и оттяжка. Лапы стрелочные затачивают через 2 смены. В результате износа и заточек ширина лапы культиваторов уменьшается на 12-15мм. В условиях индивидуальных или мелких хозяйств утраченную ширину лапы компенсируют оттяжкой. Для этого режущую кромку лапы на ширине 20мм нагревают в печи или кузнечном горне до 850° - 900°С. Затем на наковальне ударами молотка перемещают металл от вершине к периферии [1, 65].

Интенсивному износу подвержены детали не только землеобрабатывающей техники, но и льноперерабатывающего и мясоперерабатывающего оборудования, строительных и мелиоративных машин по внесению удобрений, а также транспортное оборудование по очистке животноводческих ферм, детали горнодобывающей, дорожно-строительной и др. техники.

Локальное пламя газовой горелки позволяет наплавлять узкие с достаточной толщиной валики, без каких-либо дополнительных технологических приемов.

Все перечисленные факторы весьма приемлемы для дискретной наплавки лап культиваторов.

Существенный вклад в разработке методов и технологий упрочнения внесли следующие отечественные и зарубежные ученые: Батищев А.Н., Бернштейн Д.Б., Бойков В.М., Бурченко П.М., Буцолич Е., Винокуров В.М., Виноградов В.Н., Горячкин В.П., Джонстон Р., Ермолов Л.С., Ерохин М.Н., Краснощеков Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Кузнецов Ю.А., Львов П.Н., Лялякин В.П., Михальченков A.M., Ниловский И.Л., Огрызков Е.П.,

Панов И.М., Пронин А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернев М.М., Сидоров С.А., Синсоков Г.Н., Тененбаум М.М., Хрущев М.М., Черноиванов В.И. и многие другие ученые.

Упрочненная газопорошковой наплавкой (дискретными валиками) лапа культиватора представлена на рисунке 1. При наплавке дискретными валиками расход порошка снижается на 30 % по сравнению со сплошной наплавкой. При этом также снижается тепловложение в деталь на 15—20%. Наплавка производится валиками, расположенными перпендикулярно режущей кромке через 15-20мм. Габариты валиков: ширина 5,0-7,0мм, длина 10,0-15,0мм, высота 1,0-2,0мм. Твердость наплавленных валиков составила 58-65 при твердости основного металла 32-38 ЬЖС. За счет полученного градиента твердости (почти в два раза) в процессе эксплуатации за счет эффекта самозатачивания ожидается получение пилообразного лезвия лапы культиватора и увеличение режущего лезвия на 25-30%. I

Рисунок 1 - Дискретное упрочнение наплавкой с толщиной слоя 1-1,2 мм

Время наплавки одной лапы культиватора 25-35 мин, расход порошка 150-200 грамм.

В условиях мелких и частных фермерских хозяйств, применение газопорошковой наплавки для упрочнения лап культиваторов является приемлемой при отсутствии более рентабельного метода. Низкая производительность и высокая цена порошковых материалов, обеспечивающих вышеуказанную твердость, мешает газопламенной наплавке лап культиваторов стать оптимальным способом упрочнения.

На сахарных заводах для эффективной диффузионной экстракции сахара из свекловичной стружки, к последней предъявляются особые требования: во-первых, стружка должна быть длинной и гладкой, во-вторых, достаточно упругой, чтобы при транспортировке не происходило её измельчение.

Определенно одно, что для повышения ресурса режущей кромки свеклорезных ножей необходимо применять упрочняющие технологии.

В России особо остро стоит проблема повышения ресурса рабочих органов почвообрабатывающей техники, так как ни один из предложенных в настоящее время методов не решает эту задачу на требуемом уровне, что приводит к огромным финансовым и трудовым потерям в сфере производства и эксплуатации с/х техники. Это подтверждается следующим: в сельском хозяйстве РФ имеется около 190 тысяч плугов (1140 тыс. лемехов), около 100 тыс. культиваторов (2000 тыс. лап). При упрочнении закалкой эти детали имеют низкий ресурс: работа до заточки лемехов 8 — 10 га, лапы культиваторов — через смену. Такие частые заточки быстро приводят к полному их износу и замене их новыми деталями. Объемная закалка не обеспечивает ни высокую износостойкость деталей почвообрабатывающей техники, ни их самозатачивание. Поэтому экономическая сторона работ по упрочнению деталей заключается в увеличении срока службы деталей за счет сокращения затрат на новые запасные части.

По мере износа и затупления рабочие части деталей подвергаются заточке для придания им нормальных функциональных качеств. Для увеличения срока службы производства применяют различные упрочняющие технологии. Без этого использование техники оказывается малорентабельным из-за больших издержек на приобретение запасных частей и затрат на частые ремонтные воздействия.

Упрочнение деталей в значительной степени решает эту проблему при условии правильного выбора методов, средств и организации технологического воздействия. Например, для увеличения срока службы рабочих органов почвообрабатывающих машин венгерской фирмой «Инновелд» были разработаны целевые установки для упрочнения рабочих кромок лемехов, круглых и зубчатых дисков борон, культиваторных лап. Но все они были рассчитаны на применение индукционной наплавки, что делает их стационарными и дорогостоящими, а учитывая высокую стоимость порошковых материалов и огромное потребление электроэнергии, то и экономически неоправданными.

Повышение надежности сельскохозяйственной техники является одной из важнейших предпосылок по обеспечению нашей страны необходимыми продовольственными ресурсами.

Показатели надежности машин тесно связаны с повышением долговечности и работоспособности их рабочих органов.

Наиболее существенный вклад в изучение эксплуатационных характеристик, работоспособности и износостойкости рабочих органов почвообрабатывающей техники , внесли следующие отечественные и зарубежные ученые: Батищев А.Н., Винокуров В.Н., Горячкин В.П., Гусяцкий М.Л., Жук Я.М., Загоруйко А.Ф., Канарев Ф.М., Краснощеков Н.В., Лялякин В.П., Масюк С.К., Мацепуро М.Е., Нартов П.С, Панов И.М., Путинцева М.А., Розенбаум А.Н., Севернев М.М., Синеоков Г.Н., Стрельбицкий В.Ф., Ткачев В.Н., Черноиванов В.И., Буцолич Е., Джонстон

Р., Бетсвел Е., Гордон А., Фриберг Р., Джоне Г., Гетцлафф П., Тейлор П., Тейлор Р., Годвин Д., Сейг Д. и др. [2,63,65,66,]

Анализ работ указанных исследователей осветил ряд теоретических и практических проблем, которые не были до настоящего времени решены.

В сельском хозяйстве для обработки почвы используются машины как с лемешно-лаповыми, так и с дисковыми рабочими органами. Последние менее подвержены забиванию сорняками и стерневыми остатками, что определило их широкое применение на плугах, боронах, лущильниках, сеялках и других машинах. Аналогично лемешно-лаповым дисковые рабочие органы эксплуатируются в абразивной среде - почве и по мере наработки вследствие изнашивания, изменяют свои формы и размеры, что отрицательно влияет на агротехнические и энергетические показатели той или иной операции обработки почвы [65].

В бывшем СССР изготавливалось около 2,5 млн. дисков лущильников и борон ежегодно в запасные части, что соответствует расходу 28 тыс. тонн металлопроката. Однако номенклатура выпуска дисковых рабочих органов ограничивалось всего 4-5 модификациями для комплектации дисковых борон, лущильников и плугов. В то же время ведущими западными фирмами-производителями дисковых орудий и рабочих органов к ним - «Джон Дир» (США), «Форже де НиО» (Франция), «Ла Пина» (Испания) и др. -изготавливается по 20-35 различных модификаций сферических дисков и это количество постоянно увеличивается. Этот факт свидетельствует о том, что зарубежные фирмы идут по пути совершенствования дисковых рабочих органов в направлении более эффективного применения с точки зрения улучшения агротехнических и энергетических характеристик, исходя из конкретных агрономических требований обработки почвы [65].

Сопоставление химического состава и твердости, а также данных по обработке рабочих органов ведущих зарубежных фирм с аналогичными их показателями отечественного производства (по ГОСТ 198-75) показывает, что рабочие органы, выпускаемые фирмами США, Англии, Франции, ФРГ значительно превосходят их отечественные аналоги по прочности и имеют на 20-30 % выше износостойкость.

Очевидно, выход следует искать в применении износостойкости твердых композиционных сплавов, для упрочнения деталей почвообрабатывающей с/х техники.

Упрочнение деталей - мероприятие технически обоснованное и экономически оправданное. Экономическая сторона работ по упрочнению деталей заключается в увеличении срока службы детали за счет сокращения затрат на новые запасные части. Долговечности многих упрочненных деталей можно улучшить геометрию, повысить твердость и износостойкость рабочих поверхностей, что позволяет увеличить исходный ресурс деталей [56, 68].

При взаимодействии массы зерен абразива с поверхностью изнашивание металлов носит в основном многоцикловой характер, что наблюдается даже в таких тяжелых условиях работы, как взаимодействие рабочих органов строительной техники с грунтом.

Стойкость абразивному изнашиванию зависит также от состава и структуры поверхностных слоев металлов. Оптимальная износостойкость структуры достигается при высоком сопротивлении материала сжатию, сдвигу, значительной силе молекулярно-механического сцепления структурных составляющих, сочетанию твердости и вязкости при отсутствии хрупкости; высокой теплопроводности; при небольшом различии температурных коэффициентов расширения фаз, высокой насыщенности и равномерности микрораспределения легирующих элементов, устойчивости против коррозии.

Таким образом, рабочие органы почвообрабатывающих машин выходят из строя вследствие абразивного изнашивания, интенсивность которого зависит от механического состава почвы, влажности, соотношения твердости абразива и материала изнашиваемой детали, структуры материала рабочей поверхности детали.

В отечественном сельскохозяйственном производстве при эксплуатации с/х орудий возникают серьезные проблемы по надежности рабочих органов.

Они заключаются:

- в низкой стойкости (уменьшении диаметра, затупления лезвия), которая сказывается на качестве обработки;

- в пониженной прочности (поломках, изменениях первоначальной формы и т.д.).

В настоящее время к способам восстановления и упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин, рекомендуемых традиционными литературными источниками, относятся следующие:

-восстановление геометрической формы пластическим деформированием (оттяжка);

- замена режущей части на новую;

-нанесение износостойких твердосплавных материалов.

Для достижения заданной цели необходимо решить следующие задачи: разработать новый метод и оснастку, обеспечивающее восстановление и упрочнение изношенных деталей теоретически обосновать и экспериментально испытать подобный комплексный состав материалов с оптимизацией режимов.

Теоретическое обоснование формирования композиционных составов базируется на разъяснении современной физики металлов, причин их пластичности, прочности и ее увеличения. Данные качества композиционных материалов важны, т.к. работоспособность упрочняющего слоя зависит не только от твердости, но и от способности противостоять ударным и деформирующим нагрузкам. Причиной этому является недостаточная прочность (хрупкость) сверхтвердых компонентов. Композиционные материалы с металлической, более мягкой, а значит эластичной матрицей решают эту проблему прочности композиционного покрытия [31].

Экспериментальная задача заключается в отработке токовых режимов и производительности, обеспечивающих получение высокой микротвердости покрытия, что даст возможность приблизиться к нижнему пределу критерию Кт., что практически может решить проблему высокого ресурса деталей почвообрабатывающей и другой техники.

Важнейшее достоинство упрочнения - низкая металлоемкость. Для упрочнения деталей необходимо в несколько раз меньше металла, чем для изготовления новых.

Одним из путей повышения ресурса техники, снижения расхода запасных частей является внедрение в производство технологии упрочнения с использованием метода электродугового упрочнения с применением ' твердых композиционных порошковых материалов и различных паст.

В первой главе диссертационной работы изложен анализ применяемых в настоящее время способов упрочнения быстроизнашивающихся деталей, а также дано общее описание предлагаемого к разработке способа электродугового упрочнения, его новизны и преимущества.

Выводы:

1. В России особо остро стоит проблема повышения ресурса рабочих органов почвообрабатывающей техники, так как ни один из применяющихся в настоящее время методов упрочнения не решает эту проблему, что приводит к огромным финансовым и трудовым потерям в сфере производства и эксплуатации с/х техники. Это подтверждается следующим: в сельском хозяйстве РФ имеется около 212 тысяч борон и лущильников (4240 тыс. дисков), около 156 тыс. плугов (936 тыс.лемехов), около 188 тыс. культиваторов (3760 тыс. лап культиваторов). Эти рабочие органы и др. имеют низкий ресурс: например, работа без заточки лемехов 8. 10 га, лапы культиваторов -ежесменно. Такие частые заточки естественно быстро приводят к полному их износу и замене новыми деталями.

2. Анализ литературных источников и информации с с/х предприятий показал, что известные термодиффузионные методы упрочнения (цементация, нитроцементация, азотирование и борирование) сложны, энергоемки, непроизводительны, применяются только в заводских условиях с использованием специального оборудования, глубина упрочнения низкая (азотирование 0,6 мм в течение 40 часов, борирование 0,2 - 0,5 мм в течение 4-5 часов.

3. На практике применяются закалка или наплавочные методы, ТВЧ плазма с использованием стационарного энергоемкого оборудования и дорогостоящих порошковых материалов.

4. Из этого следует вывод, что для заводов-изготовителей почвообрабатывающей техники, для ремонтных заводов, РТП, МТС и фермерских мастерских более целесообразно исследовать и разработать метод упрочнения, который лишен указанных недостатков существующих технологий повышения износостойкости.

5. Известные термодиффузионные методы упрочнения, цементацией и нитроцементацией, используемые на заводах - изготовителях техники и запчастей, не отвечает требованиям к условиям работы деталей в абразивных условиях по причинам недостаточной глубины упрочнения и не обеспечения самозатачивание деталей из-за объемной последующей закалки.

6. Ремонт, основанный на простой замене деталей новыми, не может обеспечить ни качества, ни экономической эффективности. Как показал сделанный нами анализ: заводы, выпускающие запчасти для почвообрабатывающей техники, существенно снизили их качество, а точнее допускаются случаи отправки деталей в реализацию с грубым нарушением технологии, т.е. — без термообработки.

7. Эффективным способом повышения долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающей техники является дискретная наплавка режущей кромки износостойкими самофлюсующимися сплавами, обеспечивающими по твердости условия самозатачивания.

Однако широкому распространению такого метода упрочнения препятствуют высокие общие затраты на дорогие порошковые материалы и газы даже при использовании наиболее рационального газопламенного способа наплавки.

8. Известно, что на практике при использовании наплавки для восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся деталей дополнительно упрочнение не используется. При этом ставка делается на высокую износостойкость наплавленного покрытия.

9. Значительное снижение стоимости ремонта деталей рабочих органов техники можно достичь компенсацией износа наплавкой с применением дешевой низколегированной наплавочной проволокой с последующей химико-термической обработкой, например предлагаемым нами скоростным электродуговым методом (ЭДУ) цементации, нитроцементации, бороцементации, сульфоцианирования. Это направление отвечает требованиям новых технологий, доминирующую роль в которых играет фактор ресурсосбережения, который является одним из основных направлений научно-технического прогресса и важнейшей составляющей экономической политики.

10. Подтверждается возможность использования высокотемпера-турных условий создаваемых электрической дугой и графитовыми электродами для термодиссоциации боросодержащих веществ и термодиффузии свободных элементов с образованием боридов БеВ и РеВ2 и карбонитридных включений Ре2 (Ы, С) и Без (Ы, С) и также корунда А12Оз, что обеспечивает высокую твердость упрочненных поверхностей деталей.

11.Разработанный новый метод скоростного электротермодиффу-зионного боронитроалитирования обеспечивает повышение скорости процесса на порядок выше применяющегося в производстве, глубину упрочнения 1,9-2,0 мм, что в 3 раза и больше традиционных методов.

12.Значительное повышение методом ЭДУ твердости до 1055 кгс/мм2 стали 65Г, недостижимой (кроме борирования) закалочными способами и наплавкой, например сормайтом и другими экономически приемлемыми твердосплавными материалами.

13.Возможность использования для изготовления деталей почвообрабатывающей техники взамен ст.65Г на более дешевые и легко штампуемые, например ст.45, доводя методом ЭДУ их твердость до 940-920 кгс/мм2 (67 - 68 ЖС).

14.Возможность использования как ручного, так и механизированного способов ЭДУ в стационарных условиях крупных и мелких производств при ремонте и изготовлении новой с/х техники, а также в полевых условиях.

15.Высокая односторонняя твердость упрочненного слоя (65-70 НЯС), обеспечивающая самозатачивание рабочего лезвия детали, позволяет сократить в 4-5 раз время простоя почвообрабатывающей техники для восстановления, замены и затачивания в период сезонного использования.

16.По своим возможностям практического использования ЭДУ в направлении получения различных термодиффузионных структур упрочненного металла при высокой производительности процесса равных ему в настоящее время нет.

17.Лаборато рные испытания показали что износ упрочненных образцов ниже закаленных в 4 - 5 раз.

18. Разработан технологический процесс упрочнения стрельчатых лап культиваторов, дисков борон и лемехов, методом боронитро-алитирования. Определены оптимальные режимы упрочнения: ток, скорость процесса

Расчетная годовая экономическая эффективность от использования технологии ЭДУ и одного комплекта оборудования на участке составляет при упрочнении лап культиватора — 558 тыс. руб. дисков барон - 4224 тыс.руб.

19. Разработана компьютерная программа оптимизации технологического электротермодиффузионного процесса упрочнения деталей почвообрабатывающей техники.

20.Проведенные сравнительные испытания упрочненных ЭДУ лап культиваторов и других деталей на четырех предприятиях.

Научные труды, публикации и издания

1. Ю.Л.Рыжих, А.С.Юдников. «Электродуговое скоростное упрочнение деталей землеобробатывающей техники»., М., «МТС»., РИО ГОСНИТИ., 09.2006 г.

2. Н.Н.Литовченко, А.С.Юдников, Ю.Л.Рыжих. «Метод скоростной электродуговой цементации деталей, работающих в условиях абразивного износа»., М., «Труды ГОСНИТИ» том 98., 2006 г.

3. Ю.Л.Рыжих, А.С.Юдников. «Метод скоростной электродуговой цементации деталей»., М. «Техника в сельском хозяйстве», №1, 2007, с.39-41.

4. Ю.Л.Рыжих, В.В.Коршунов, А.С.Юдников, О.А.Пикало, В.Н.Саковцева. «Методы скоростного электродугового борирования и экзотермического металлоплакирования для упрочнение деталей»., М., «Ремонт, восстановление, модернизация» №11, 2007, с. 12-16.

5. Ю.Л.Рыжих, В.В.Коршунов, А.С.Юдников, В.Н.Саковцева. «Методы скоростной электродуговой цементации и экзотермического металлоплакирования, при упрочнении и восстановлении деталей»., М., «Ремонт, восстановление, модернизация» №2., 2008 г.

6. A.C. Юдников, «Скоростное электродуговое борирование эффективный метод упрочнения деталей машин»., М., «МТС», ГОСНИТИ, 2008г.

7. А.С.Юдников, Ю.Л.Рыжих. «Аппарат для электродугового упрочнения»., Техника в сельском хозяйстве №2, 2008.

8. А.С.Юдников ВТУ, №13, 2008.

9. А.С.Юдников, Ю.Л.Рыжих. «Эффективное упрочнение деталей почвообрабатывающей техники - актуальная проблема в сельском хозяйстве»., М., «Труды ГОСНИТИ» том 102., 12.08.2008 г.

10. Соловьев Р.Ю., Литовченко H.H., Юдников A.C., Рыжих Ю.Л. «Диполярный графитовый электрод для металлоплакирования и упрочнения» Заявка № 037718 от 18.09.07 г.

1. Петров С.А. и др. Ремонт сельскохозяйственных машин. М. «Колос», 1982.

2. Хокинг М., Васантаери В., Сидки П. Металлокерамические и керамические покрытия. М. «Мир», 2000.

3. Черноиванов В.И. Возможности газопламенного напыления для повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин. Сварочное производство №5, 1988.

4. Лялякин В.П. Современные методы восстановления и упрочнения деталей машин. М. Машиностроение. 1988.

5. Дорожкин H.H., Петюшев H.H., Елистратов А.П. Рекомендации по нанесению высоколегированных покрытий. Минск: ИНДМАШ, 1983.

6. Патон Б.Е. Технологические особенности наплавки износостойкими сплавами. Износостойкие наплавочные материалы на основе тугоплавких соединений. Киев, Наукова думка, 1977.

7. Клюенко В.П. Точечное упрочнение деталей почвообрабатывающей машие с помощью гибкого переналаживаемого модуля. «Сварочное производство» № 1, 1988.

8. Информационный листок. Дуговая точечная наплавка рабочих органов почвообрабатывающих машин. Киев, 1991.

9. Поляченко A.B. Контактная приварка перспективный метод восстановления и упрочнения деталей. Механизация и электрификация сельского хозяйства №12, 1988.

10. Юдников A.C. Скоростное электродуговое борирование — эффективный метод упрочнения деталей машин. М. «МТС» ГОСНИТИ, 2008.

11. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. М. Машиностроение, 1964.

12. Криштал М.А. «Диффузионные процессы в железных сплавах. М. Металлургиздат, 1963.

13. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. М. «Машиностроение», Москва, 1965.

14. Гуляев А.П. Металловедение. Москва. «Металлургия», 1977.

15. Лахтин Ю.М. Материаловедение. М. Машиностроение, 1980.

16. Филинов С.А., Фиргер Н.В. Справочник термиста. Машиностроение, Ленинград, 1975.

17. Атанасова И.Р., Митеев И.Н. Термодинамический анализ жидкостного бороалитирования. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Том 2, 2003.

18. Блантер М.Е. Диффузия углерода в аустените. ЖЭТФ, №17, 1947.

19. Грузин П.Л., Костоногов В.Г., Платонов H.A. О применении искусственного радиоактивного изотопа С14 для изучения диффузии углерода в стали. Проблемы металловедения и физики металлов. Металлургиздат, вып. 4, 1955.

20. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка стали. М., Матгиз, 1950.

21. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник, Т.З, кн.2, таблица 4 Термодинамических свойств. М. Наука, 1981.

22. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. Издательство Ленинградского университета, Ленинград, 1975.

23. Просвирин В.Н., ЛоцмановГ.С. Химико-термическая обработка энерговыделяющими пастами. Рига, ЛатНИТИ, 1968.

24. Ворошилов Л.Г., Борисенок Г.В., Керженцева Е.Ф. Химико-термическая обработка металлов с использованием паст. Сборник Металлургия, вып. 8, Минск, 1976.

25. Сараев Ю.Н., Полетика И.М., Козлов A.B., Перовская М.В. Влияние микроструктуры на абразивную износостойкость металла электрошлаковой наплавки. Сварочное производство, 2005.

26. Боярский В.Н. Механизм насыщения электролитного железного покрытия бором. Технологии и средства технического сервиса машин в агропромышленном комплексе. М., 2000.

27. Ерохин М.Н., Новиков B.C., Беликов И.А. Новое направление повышения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин применение технической керамики. - М., 2000.

28. Газометрическое напыление композиционных порошков./А.Я. Кулик, Ю.С. Борисов, A.C. Мнухин, М.Д. Никитин — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985.

29. Дорожкин H.H., Абрамович Т.М., Ярошева В.К. Импульсные методы нанесения порошковых покрытий. Минск: Наука и техника, 1985.

30. Ярошевич В.К., Генкин Я.С., Верещагин В.А. Электроконтактное упрочнение. Минск: Наука и техника, 1982.

31. Дорожкин H.H. Упрочнение и восстановление деталей машин металлическими порошками. Минск: Наука и техника, 1975.

32. Дорожкин H.H., Абрамович Т.М., Шорник В.И. Получение покрытий методом припекания. Минск: Наука и техника, 1980.38,Электрофезические методы получения покрытий из металлических порошков/Н.Н.Дорожкин, В.А. Миронов, В.А. Верещагин Рига: Зинатне, 1985.

33. Кондратьев Е.Т., Кондратьев В.Е. Восстановление наплавкой деталей сельскохозяйственных машин. — М.: Агропромиздат, 1989.

34. А. с. 1013100 СССР. Способ нанесения покрытий из металлического порошка/Н.Н. Дорожкин, A.M. Яркович, В.А. Верещагина, M.Ä. Белоцерковский//Б. И. 1983. №15.

35. Рыморов Е.В. Разработка способа получения тонких многослойных покрытий совместной электроконтактной наваркой порошков и паст/Твердосплавные износостойкие защитные покрытия деталей машин. Минск: 1979.

36. Верещака A.C., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойкими покрытиями. -М.: Машиностроение, 1986.

37. Демиденко Я.М. Высокоогнеупорные композиционные покрытия. М.: Металлургия, 1979.

38. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. — М.: Машиностроение, 1966.

39. Тушинский Л.И., Глохов A.B. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.

40. Reclamation work porosity problems overcome//"Finishing". 1984, Pt. 8. №8.

41. Стриганов А.И., Гоц А.Б., Дробышевский A.C. Оптимизация процесса напыления покрытий//Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. №7.

42. Амелин Д.В., Рыморов Е.В., Поляченко A.B. Износостойкость порошковых покрытий, полученных электроимпульсным спеканием и наваркой/УПорошковая металлургия. 1981. №6.

43. Бабад-Захрянин A.A. Дефекты покрытий. -М.: Энергоатомиздат, 1987.

44. Residual stresses within thermal sprayed layery. Stiesl V. "DVS-Ber", 1983. A. 80.

45. Скворцов Б.П., Сидоренко Ю.А. Расчет остаточных напряжений в газотермическом напыленном слое: Сб. науч. тр. Белорусской с.-х. акад. Минск: Наука и техника, 1984. №123.

46. Пузан С.А., Кальянов В.Н. Исследование остаточных напряжений в напыленных покрытиях//Сварочное производство. 1986. №1.

47. Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций./А.Н. Крестовников, Л.П. Владимиров, Б.С. Гуляницкий, А.Я. Фишер. -М.: Металлургиздат, 1963.

48. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учеб. пособие для хим.-техн. вузов. -М.:1. Высш. шк., 1978.7 i

49. Иванов Е.М. Инженерный расчет теплофизических процессов при плазменном напылении. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983.

50. Повышение долговечности деталей напылением на них износостойкого слоя порошков из твердых материалов/А.М. Цун, B.C. Адамчук, М.В. Чукин и др.//Черная металлургия: Бюл. НТИ. 1990. №3.

51. Рыморов Е.В. Использование контактных электросварочных машин для спекания и наварки порошковых материалов/ЛГехнология и оборудование сварочных и наплавочных работ. Тула: Изд-во Тул. политех, ин-та, 1976.

52. Дорожкин H.H., Верещагин В.А., Шорник В.И. и др. Решение тепловых задач в приложении к упрочнению деталей металлическимипорошками/ЛГвердосплавные износостойкие защитные покрытиядеталей машин. Минск: Бел. НИИНТИ, 1979.

53. Дорожкин H.H. Износостойкие порошковые покрытия //Трение и износ. 1980. Т. 1. №4.

54. Гун Г.С., Цун A.M., Чукин М.В. Анализ возможности использования порошковых отходов дробеструйной обработки как износостойкого материала изделий и покрытий. Магнитогорск, 1989.

55. Особенности формирования износостойких покрытийэлектроконтактным напеканием чугунного порошка/Цун A.M., Чукин М.В., Адамчук B.C., Тимажев В.Н.//Изв. вузов. Черная металлургия. 1990. №9.

56. Глушков Г.И. Технология покрытия твердыми сплавами быстроизнашивающихся деталей. JL: ОНТИ НКТП - СССР, 1978.

57. Морозов В.Т. Высокопроизводительный способ цементации сталей специальной пастой. М.: Металловедение и термическая обработка металлов, 1963.

58. Стрельбитский В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины. — М.: Машиностроение, 1978.

59. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. -М.: Машиностроение, 1976.

60. Курчаткин В.В. Надежность и ремонт машин. -М.: Колосс, 2000.

61. Орловский В.П. и др. Применение керамических материалов дляповышения надежности с/х техники. Известия Акад. инж. наук РФ. Н.Новгород. 2001.

62. Кислый П.С. Разработка и применение композиционных материалов на основе алмаза и тугоплавких соединений./В кн.: Композиционные сверхтвердые материалы. Киев: ИСМ АН УССР, 1979.

63. Иванов В.А., Башковец В.В. Композиционные антифрикционные материалы и покрытия. Хабаровск: ХПИ, 1981.

64. Кудинов В.В. Лазерные технологии. — М.: 1998.

65. Алимов В.И., Крымов В.Н. Химико-термическое упрочнение сплавов с использованием плазмы дугового разряда. Сварочное производство, 2002.

66. Методика «Быстрые методы статистической обработки опытных данных». 1989.

67. Дорожных H.H., Пентюшев H.H., Елистратов А.П. Рекомендации по нанесению высоколегированных покрытий. Минск: ИНДМАШ, 1983.

68. Сараев Ю.Н., Полетина Н.М., Козлов A.B., Перовская М.В. Влияние микроструктуры на абразивную износостойкость металла электрошлаковой наплавки. Сварочное производство, 2005. №5.

69. Справочник. Композиционные металлические материалы. А.Г. Туманов, К.Н. Портного М.: ОНТИ ВИАМ, 1972.

70. Пошита И., Черновол М.И. Применение комбинированных материалов при восстановлении деталей машин. Praga, VSZ, 1987.

71. Грьянов Г.В. Электроосаждение износостойких композиций. -Кишинев: Штинца, 1985.

72. Материалы будущего: перспективные материалы для народного хозяйства. Перевод с немецкого (под редакцией А.Нейман, Л.Химия),1985.

73. Торгопольский Ю.М., Жигун И.Г., Поляков В.А. Пространственно-армированные композиционные материалы. Справочник, М.: Машиностроение, 1987.

74. Кортенски Х.Г., Троплев П.В. Наплавка с термомеханической обработкой металла шва и армированием его поверхности порошковыми материалами. Сварочное оборудование, 1972. №1.

75. Данильченко Б.В. Наплавка. Киев: Наукова думка, 1983.

76. Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машин. — М.: Машиностроение. 1971.

77. Рекомендации по восстанавлению лемехов плугов М.: ГОСНИТИ.1986.

78. Поляченко A.B. Контактная приварка перспективный метод восстановления и упорядочения деталей. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1988.

79. Черновол М.И. Восстановление изношенных деталейкомпозиционными покрытиями./В кн.: Композиционные материалы в породоразрушающих инструментах. Тезисы докладов 1-й Всесоюзной научно-технической конференции. — Ивано-Франковск. 1987.

80. Доропекин H.H., Гиммельфарб В.Н. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. Минск: Урожай, 1987.

81. Доропекин H.H., Ярошевич З.К. Импульсные методы нанесения порошковых покрытий. Минск: Наука и техника, 1985.

82. Ерохин М.Н., Новиков B.C. и др. Новое направление повышения долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин -применение технической керамики. — М.: Технологии и средства технического сервиса машин в агропромышленном комплексе, 2000.

83. Application and market for nanotechnology products. M. Werner, Th. Kohles, S. Mietke et al. (Book of Alstracts of 6 International Conference on Nanostructure Materials NANO 2002).

84. Advance Fabrics (Materials Research Society Bulletin, 2003, V28, №8.

85. Андриевский P.A. Состояние разработки и перспективы в области порошковых наноструктурированных материалов. Порошковая металлургия №22. Минск. 1999.

86. Андриевский P.A. Наноструктурные материалы состояние разработок и перспективы. Перспективные материалы №6, 2001.

87. Сладкова JT.A. Технические основы создания машин. Учебное пособие, Балашиха: ВТУ при Спецстрое России, 2009.