автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Технология восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей оборудования перерабатывающих предприятий АПК плазменной наплавкой

На правах рукописи

МАВРУТЕНКОВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКОЙ

Специальность 05.20.03. - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 б НЮН 2011

Москва 2011

4850175

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет») на кафедре «Надёжность и ремонт машин им. И.С. Левитского».

Научный руководитель: кандидат технических наук

Веселовский Николай Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мороз Владимир Петрович;

кандидат технических наук Коберник Николай Владимирович

Ведущая организация:

Московский государственный агроинжеиерный университет им. В Л. Горячкина

Защита состоится « //)» 2011 г. в « /а часов на заседании

диссертационного совета Д 220.056.03 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет» по адресу: 143900, Московская область, г. Балашиха, ул. Ю. Фучика, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО РГАЗУ.

Автореферат разослан « # » . ¿{'¿IX 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

О.П. Мохова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основная задача афо промышленного комплекса заключается в обеспечении населения страны продовольствием в достаточном количестве и высокого качества, что является залогом продовольственной безопасности государства. Значительная роль в решении этой задачи принадлежит перерабатывающим предприятиям АПК.

Минимизация издержек и обеспечение требуемого качества производимой продукции возможно только при высокой надёжности технологического оборудования, поэтому остаются актуальными исследования, направленные на разработку современных технологических процессов восстановления и упроч-• нения деталей.

Основная доля быстроизнашивающихся деталей оборудования перерабатывающей промышленности изготавливается из коррозионно-стойких сталей. Техническое развитие промышленности за счёт внедрения современных технологий, оборудования и материалов приводит к появлению машин, узлов и агрегатов сложной конструкции, включающие в себя детали с высокими характеристиками рабочих поверхностей. Для перерабатывающего оборудования наблюдается тенденция в изготовлении деталей из комбинированных материалов. Например, деталей из коррозионно-стойких сталей с нанесёнными покрытиями на рабочих поверхностях, обладающих высокой износостойкостью и твёрдостью порядка НБсСэ 60.

Существующие способы восстановления таких деталей не всегда удовлетворяют современным требованиям, в частности, многие из них не обеспечивают требуемую износостойкость рабочих поверхностей деталей, имеют высокую себестоимость, восстановленные детали не соответствуют санитарным нормам.

Обеспечение требуемого качества и высокой производительности при восстановлении изношенных деталей возможно только при использовании современных способов, материалов и оборудования. Одним из прогрессивных способов восстановления деталей является плазменная наплавка, которая позволяет использовать различные наплавочные материалы с обеспечением требуемых характеристик восстановленных поверхностей.

Цель работы. Разработка технологии восстановления рабочих поверхностей высокой твёрдости деталей из коррозионно-стойких сталей плазменной наплавкой.

Объект исследования. Технология восстановления изношенных деталей оборудования перерабатывающих предприятий АПК из коррозионно-стойких сталей с рабочими поверхностями высокой твёрдости плазменной наплавкой.

Предмет исследований. Закономерности процесса наплавки деталей из коррозионно-стойких сталей, наплавочные материалы, характеристики плазменной струи, конструкция плазмотрона для порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности.

Достоверность результатов исследований подтверждается использованием стандартных, общепринятых методов исследований, современных контрольно-измерительных приборов, оборудования и инструментов, применением математической обработки информации, достаточной сходимостью и повтор-ностью экспериментов, стендовыми и эксплуатационными испытаниями.

Научную новизну работы составляют: аналитическая зависимость теп-лофизических параметров плазменной струи от интенсивности закрутки газа в плазмообразующем сопле; состав порошковых смесей на основе ПР-НХ17СР4; геометрия, структура и механические свойства наплавленных слоёв в зависимости от режимов и состава присадочного материала.

Практическая ценность. Разработана технология восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей на примере шнека сепарационного комплекта БМ 210 плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности, обеспечивающая ресурс восстановленных деталей не ниже ресурса новых. Предложена схема и комплектация установки для автоматической наплавки шнеков, позволяющая сократить время наплавки в 2...3 раза по сравнению с ручными способами наплавки.

Реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в ЗАО НПО «Техноплазма», г. Балашиха и в учебный процесс ФГОУ ВПО РГАЗУ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Аналитическая зависимость теплофизических параметров плазменной струи от интенсивности закрутки газа в плазмообразующем сопле.

2. Результаты экспериментальных исследований коррозионной стойкости, износостойкости, твёрдости, структуры, состава наплавленного металла, влияния режимов наплавки на формирование покрытия.

3. Результаты оптимизации параметров режима наплавки.

4. Технология восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности (на примере шнека сепарационного комплекта БМ 210).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на Международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 2009 г.), научно-практической конференции «Славяновские чтения» (Липецк, 2009 г.), научно-практических конференциях РГАЗУ (Балашиха, 2007...2010 г.), расширенном заседании кафедры надежности и ремонта машин им. И.С. Левитского в 2011 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 научных статей, в том числе 4 работы в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц, 50 рисунков, список использованной литературы из 102 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложена цель, определены объект и предмет исследования, сформулирована научная новизна и определена практическая значимость работы.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» на основании анализа оборудования перерабатывающих производств установлено, что основная доля быстроизнашивающихся деталей изготавливается из коррозионно-стойких сталей.

Восстановление деталей из коррозионно-стойких сталей возможно различными способами. Рассматривая применяемые детали в технологическом оборудовании перерабатывающих предприятий, характер изнашивания и значения их износов определено, что наиболее эффективным является восстановление деталей наплавкой.

Анализ трудов А.Е. Вайнермака, А.И. Сидорова, В.М. Кряжкова, Б.Б. Нефёдова, O.E. Шевченко, В. И. Астахина, И. К. Горбатенкова, С. И. Пулатова, Ю.И. Эппггейн, Гумировой Ф.И. и многих других показал эффективность применения плазменной наплавки для восстановления изношенных деталей. По сравнению с распространёнными способами наплавки плазменная наплавка имеет следующие преимущества:

• более высокая производительность;

• возможность автоматизации процесса с обеспечением стабильного качества наплавленных слоев;

• низкая степень перемешивания основного и наплавочного материалов;

в более широкая возможность по регулированию тепловой мощности.

В настоящее время разработано широкое многообразие способов плазменной наплавки. Учитывая, что при наплавке деталей из коррозионно-стойких сталей не допускается перегрев металла, приводящий к межкристаллитной коррозии и охрупчиванию зоны термического влияния, определено, что наиболее целесообразным является применение плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности. Применение порошковых материалов обусловлено широкими возможностями по регулированию легирования и геометрии наплавленного металла. Обратная полярность при наплавке позволяет:

« уменьшить тепловложение в наплавляемую деталь;

• уменьшить перемешивание основного и присадочного материалов;

• улучшить адгезию за счёт катодного распыления оксидных плёнок;

• уменьшить выгорание легирующих элементов.

Для разработки технологии восстановления выбран шнек сепарационного комплекта SM 210 производства французской фирмы АМ2С. Выбор данной детали обусловлен тем, что в настоящее время на перерабатывающих предприятиях АПК используется большое количество импортного оборудования. Восстановление деталей такого оборудования значительно усложнено по причине

отсутствия документации по конструктивным особенностям, схем сборки и применяемым материалам.

Выбранная деталь работает в составе сепаратора БМ 210. Сепаратор представляет собой одношнековый ситчатый отжимной пресс, в основном предназначенный для переработки мяса птицы. Сепаратор осуществляет механическую обвалку, т.е. отделение мясной от костной составляющих.

При эксплуатации изнашивается наружная поверхность шнека. Твёрдость рабочей поверхности составляет 58...60 Ш.С,.

Для достижения поставленной цели были определены следующие основные задачи исследования:

• выбрать порошковые материалы, позволяющие получать наплавленные слои с требуемыми физико-механическими свойствами;

• разработать установку для автоматической плазменно-порошковой наплавки шнеков на постоянном токе обратной полярности;

• определить оптимальные режимы и условия наплавки;

• провести экспериментальные исследования слоёв наплавленных плазменно-порошковой наплавкой на токе обратной полярности;

• провести эксплуатационные испытания восстановленных деталей;

• разработать технологию восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности;

• определить технико-экономическую эффективность применения новой технологии.

Во второй главе «Теоретическое обоснование плазменной наплавки на постоянном токе обратной полярности» проведён анализ выпускаемых отечественной промышленностью порошковых материалов для наплавки. Присадочным материалом, разрешённым для применения в контакте с пищевыми средами, который обеспечивает высокую твердость, является самофлюсующийся порошок марки ПР-НХ17СР4. Однако имеющийся опыт восстановления деталей с применением данного материала показал, что ресурс восстановленных деталей не превышает 60...70% ресурса новых. Для повышения ресурса восстанавливаемых деталей, за счёт увеличения износостойкости, необходимо дополнительно ввести в присадочный материал элементы, образующие твёрдые включения. Такие элементы имеют серийно выпускаемые порошки карбида хрома КХП-Н, борида хрома БХ-2 и быстрорежущей стали Р6М5ФЗ.

До настоящего времени плазменная наплавка на постоянном токе обратной полярности применялась в основном только для восстановления деталей из алюминиевых сплавов. Наплавка на токе обратной полярности ограничена воздействием высокой тепловой нагрузки на анодный узел плазмотрона. Это обусловлено физической особенностью плазменной струи, заключающейся в том, что на аноде выделяется большее количество теплоты, чем на катоде. Поэтому для наплавки на токе обратной полярности применяются достаточно сложные

конструкции плазмотронов, зачастую не обеспечивающие требуемые режимы по токовой нагрузке, либо имеющие низкий ресурс и производительность.

По результатам анализа выпускаемых плазмотронов установлено, что для плазменной сварки разработана конструкция модели «КАБ» производства ОАО «Криогенмаш», которая характеризуется высоким ресурсом работы с диапазоном токовых нагрузок от 60 до 400 А. Однако для сварки необходима высокая концентрация энергии, а для наплавки высокая концентрация плазменного потока оказывает негативное влияние (увеличивается степень перемешивания основного и наплавляемого металлов, создаются неблагоприятные условия для формирования наплавленного слоя). Качество наплавленных покрытий получается более высоким при работе на средних и мягких режимах.

Основной теплообмен между плазменной струёй и обрабатываемой поверхностью происходит в области пятна нагрева. Интенсивность теплового потока в центре пятна нагрева определяется известным выражением:

Чы=Ч~> (1)

л

где д;т — максимальная линейная интенсивность теплового потока, Вт/см; <7 - эффективная тепловая мощность источника, Вт; ¿-коэффициент сосредоточенности теплового потока, см"1.

В случае наплавки плазменной струёй эффективная тепловая мощность определяется выражением:

Ч = №пШ, (2)

где 7] - к.п.д. плазменного нагрева изделия; и - напряжение дуги, В; I—ток дуга, А.

С учётом допущений, что основной вклад в тепловой поток вносят тяжёлые частицы при постоянном статическом давлении в струе, максимальная линейная интенсивность теплового потока определяется по формуле:

(3)

где I - число степеней свободы молекулы плазмообразующего газа (для аргона г = 3); Р - статическое давление в струе, Па; 7„ - скорость истечения плазменной струи, см/с.

Переход из газообразного состояния в плазму сопровождается увеличением температуры, скорости движения, давления и плотности газа. Рассмотрим преобразование энергии одной и той же массы газа. Для этого воспользуемся обобщённым уравнением Бернулли, связывающим скорость движения газа V с его плотностью р и давлением р с учётом производимой газом технической работы Ь, изменения потенциальной энергии %(г2 - г;) и работы сил трения Ьтр.

+ (4)

I 1 р

В случае перехода газа в плазму можно использовать упрощённое уравнение Бернулли, соответствующее режиму, когда отсутствует техническая работа Ь = 0, нет гидравлических потерь Ьтр= 0 и запас потенциальной энергии не

изменяется 2/ = г2. Для этого режима уравнение Бернулли запишем в следующей форме:

2 \р 2'

(5)

где Уг - осевая скорость истечения газа в сопле, см/с; Уп - скорость плазменного потока, см/с.

Используя формулы (1), (2), (3), (5) получаем зависимость коэффициента сосредоточенности от энергетических параметров плазменной струи и скорости и истечения газа в плазмообразующем сопле:

1яР.

к=-

К2 +2|— о Р

(6)

0,48 г]1Л

В плазмотронах с тангенциальной подачей, газ подаётся в плазмообра-зующее сопло по винтовой траектории (рис. 1).

Рис. 1 - Траектория движения газа в канале плазмотрона V- скорость истечения газа, Уг - осевая составляющая скорости истечения газа, а - угол наклона винтовых канавок

По результатам ранее проведённых исследований определено, что скорость истечения газа ¡^зависит от объёмного расхода газа <2:

Г=тО. (7)

где 0 - расход газа, л/с; т - постоянный коэффициент, см/л, (для аргона от = 2,6).

Тогда, для аргоновой плазмы, выражение (6) можно записать в виде: '

к = -

19.625Р ,¡6,76(Г соэ2 а + 2 ]—

11 о р

Т]Ш

(8)

Коэффициент сосредоточенности определяет скорость нагрева поверхности детали за счёт концентрации, давления, температуры и скорости плазменного потока. Таким образом, полученная зависимость свидетельствует, что на теплофизические характеристики плазменного потока, помимо энергетических

параметров и количественного расхода газа, оказывает влияние и интенсивность закрутки плазмообразующего газа.

Конструкция плазмотрона «КАБ» не предусматривает возможность наплавки с введением порошковых материалов в плазменную струю. Рассматривая возможные способы введения порошковых материалов в плазменную струю, определено, что наиболее эффективным является тангенциальная подача порошка, которая приводит к его хорошему перемешиванию в плазме.

Плазмотрон «КАБ» используется для сварки с использованием двух плазмообразующих газов. Для этого в конструкции плазмотрона используется двухпоточная подача газов с закруткой в противоположных направлениях. Противозакрутка необходима для уменьшения степени смешивания газов.

В модернизированном плазмотроне для наплавки использовали двухпо-точную подачу газов в противоположных направлениях для регулирования интенсивности закрутки газа в плазмообразующем сопле. Для этого углы наклона винтовых канавок истечения газов на поверхности изолятора и анодного узла увеличены с 60° до 75°.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» для проведения экспериментальных исследований разработана схема и комплектация установки для плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности. В состав установки входят серийно выпускаемое оборудование с разработанной нами конструкцией плазмотрона. Контроль параметров режима осуществлялся по поверенным приборам класса точности до 0,5.

В качестве основного материала для наплавки образцов использовали сталь 304 А1Б1 (аналог 08Х18Н10 по ГОСТ 5632-72).

Для определения эффективности газовой защиты разработанной конструкции плазмотрона использовали электротермографический метод. Указанный метод заключается в подаче защитного газа через сопло плазмотрона на разогретую до 500...600 °С титановую проволоку. Известно, что титан при нагреве свыше 400 °С интенсивно окисляется в атмосфере воздуха, и поверхность его приобретает желтоватый цвет, а защищенный инертным газом участок имеет серебристый цвет. Длина защищенного участка характеризует эффективность газовой защиты плазмотрона. Замеренная длина неокислённой поверхности прутка была принята за диаметр площади защищенной зоны Отношение этой величины к площади выходного сечения защитного сопла плазмотрона (по внутреннему диаметру плазмообразующего сопла) условно обозначается коэффициентом газовой защиты Кэз:

(9)

**сз

Практические исследования влияния двухпоточной подачи плазмообразующего газа с закруткой его в противоположных направлениях на теплофизи-ческие параметры плазменной струи проводили при наплавке порошка марки ПР-НХ17СР4 фракции 160...280 мкм. Наплавку образцов осуществляли на постоянных режимах с различным соотношением расхода плазмообразующего га-

за по винтовым канавкам изолятора и анода. В дальнейшем регистрировали геометрические размеры плазменного потока и проводили исследования макроструктуры наплавленных слоёв.

Для установления зависимости ширины и высоты наплавленного металла от силы тока наплавки, расхода присадочного материала и скорости наплавки был выбран полный факторный эксперимент. Для определения границ интервалов варьирования независимых переменных проводилась наплавка образцов на возможных режимах, что позволило определить диапазоны режимов, обеспечивающих наилучшее качество наплавки. В дальнейшем по результатам экспериментов устанавливалась значимость факторов, оказывающих наибольшее влияние на высоту и ширину наплавленных слоёв с расчётом уравнений регрессии.

Исследование структуры образцов наплавленного металла производили при увеличении до 750 крат на металлографическом микроскопе Olympus 6Х-51 с программным обеспечением DP-3.1.

Измерение твёрдости поверхностей проводили по методу Роквеяла на приборах ТН-134, 2142-ТРМ. Микротвёрдость наплавленных слоёв определяли на приборе HVS-1000 с нагрузкой 25 и 50 г в соответствии с требованиями ГОСТ 9450-76.

Определение коррозионной стойкости наплавленного металла производили химическим методом ускоренных испытаний в соответствии с ГОСТ 9.908-85 и ГОСТ 9.912-89. Химический метод заключается в выдерживании образцов в растворе трихлорида железа (FeCl3«6H20) с последующим определением потери массы образцов.

Лабораторные испытания образцов наплавленного металла на изнашивание проводили по схеме диск-колодка на машине трения ИИ-5018. В качестве контр-тела использовали колодку, которую изготавливали из стали 40X13 с последующей термообработкой до твёрдости 50...55 HRC3. Основные условия испытаний:

• частота вращения диска - 500 мин"1;

• нормальная нагрузка-20 Н;

• ширина рабочей поверхности - 6 мм;

• шероховатость сопряженных поверхностей -Ra = 0,63... 1,25 мкм.

Каждую пару испытывали до 100000 оборотов диска. До испытаний и через каждые 10000 оборотов диска проводили промывку в ацетоне и взвешивание образцов на аналитических весах BJIA-200 (точность измерений 0,0001 г). Методика испытаний и оценка результатов испытаний по определению среднего износа соответствуют ГОСТ 23.224-86.

Эксплуатационные испытания проводили для определения работоспособности восстановленных деталей и оценки относительной износостойкости наплавленных слоёв.

Для испытаний было восстановлено 9 сепарационных комплектов SM 210 в соответствии с разработанным технологическим процессом. Наплавку шнеков производили на постоянных режимах тремя композициями наплавочных сме-

сей, которые имеют лучшие показатели по результатам лабораторных испытаний на изнашивание.

Износы шнека и рубашки определяли при поступлении комплектов на очередной ремонт после переработки каждым комплектом 250 тыс. кг сырья.

В четвёртой главе «Результаты исследований и их анализ» приведены результаты исследований и испытаний с их анализом по этапам.

Эффективность газовой защиты плазмотрона. По результатам исследований построены графики зависимости коэффициента газовой защиты К» от расхода защитного газа (рис. 2а), расстояния между плазмотроном и наплавляемой деталью Я (рис. 26).

О 2 4 6 8 10 12 14 16 [8 га 22 24 26

& 2 4 I < 1» 12 14 1« 1« 22 24 2Ь 2« 30

о.., л/мин ----- ---------------------- н^мм

а) б)

Рис. 2 - Зависимости коэффициента газовой защиты Кэз:

а) - от расхода защитного газа Ох\

б) - от расстояния Н между плазмотроном и изделием.

Полученные графики имеют одинаковую тенденциию. При увеличении аргументов Н коэффициент газовой защиты К^ увеличивается, достигает максимума и затем уменьшается. Это объясняется тем, что при увеличении расхода защитного газа более 18 л/мин К33 уменьшается, вследствие, перехода ламинарного потока защитного газа в турбулентный и его рассеивания из зоны наплавки. Увеличение расстояние между плазмотроном и изделием свыше 20 мм не обеспечивает качественную защиту зоны наплавки из-за значительного рассеивания защитного газа.

Полученные по результатам исследования значения режима наплавки использовались при наплавке порошка на титановую пластину, что позволило оценить эффективность газовой защиты в динамике, характерной для реального процесса порошковой наплавки. О качестве защиты судили по цвету и ширине неокисленной зоны. Установлено, что наиболее эффективным является значение расхода защитного газа (¿х = 12...20 л/мин, расстояние между плазмотроном и наплавляемой деталью Н = 12... 18 мм.

Влияние интенсивности закрутки плазмообразующего газа на тепло-физические параметры плазменной струи. При наплавке образцов с различ-

ным соотношение расходов плазмообразующих газов наблюдается значительное изменение формы истечения плазменной струи. Исследования макроструктуры размеров наплавленных слоев показало, что с изменением соотношения расходов газа по винтовым канавкам изолятора Q¡ и наружной поверхности анода О2 происходит изменение геометрии наплавленного валика по высоте и ширине (рис. 3).

0.15 аз 0,25 0.3 0,К 0.4 0,*5 0.9 0,55

аоб 0.1 0,15 С.2 ДО 0.3 0,35 0.4 0,45 0.5 0.55

а) б)

Рис. 3 - Влияние соотношения расхода газов на геометрию наплавленных слоёв: а) - на высоту наплавки; б) - на ширину наплавки

При наплавке образуются покрытия без пор и трещин. С увеличением соотношения б/б^ свыше 0,5 наблюдается нестабильность распределения плазменной струи по поверхности металла и неудовлетворительное формирование наплавленных слоёв. Применение предложенной комбинированной подачи плазмообразующего газа уменьшает потери порошковых материалов на 20...30%.Таким образом, изменение интенсивности закрутки плазмообразующего газа непосредственно влияет на концентрацию, скорость истечения, давление, температуру и тепловую плотность плазменного потока, что подтверждает ранее полученную зависимость (8).

Оптимизация режимов наплавки. Результаты исследования влияния режимов на формирование наплавленного металла свидетельствуют о широких технологических возможностях плазменной наплавки на постоянном токе обратной полярности по регулированию геометрии наплавленного слоя (рис. 4).

В, ИИ

0 1,а 1,84 1,93 1,96 2,03

(2, кДж/ш

0 1,8 1,84 1,93

кДж/см

а)

б)

Рис. 4 - Влияние режимов на формирование наплавленных слоёв:

а) - зависимость ширины валика от погонной энергии наплавки;

б) - зависимость высоты валика от погонной энергии наплавки.

По результатам проведённых опытов, определено, что в дальнейших экспериментах варьирование силы тока необходимо осуществлять в пределах I = 110...130 А, скорости наплавки V„ = 11... 14 м/ч, расхода порошка Qn = 80... 120 г/мин. После математической обработки экспериментальных данных и перехода от кодированных значений к натуральным, уравнения регрессии имеют вид:

- для высоты наплавленного металла

Н = 1,664 - 0,417- 0,95К + 2,25а + 0,3IIV,, + 0,291Q» - 0,81 VHQ„ -1,01/ VH Оп;

- для ширины наплавленного металла

В = 13,054-2,02/-1,95К + 1,76Qa+ 1,02/ V„ +1,59/Qn + 0,25VHQn- 1,021 VHQ„

Уравнения можно использовать при решении прямой и обратной задач, т.е. определять высоту и ширину наплавленного слоя в зависимости от заданных режимов наплавки, либо устанавливать режимы в зависимости от требуемой геометрии наплавленного металла.

Структура и твёрдость наплавленных слоев. Структура наплавленного слоя порошком ПР-НХ17СР4 свидетельствует о наличии твёрдого раствора Сг и Fe в Ni, твердых растворов на основе a-Fe и y-Fe, карбидов CrFe^Cy и боридов CrFe3B, Сг2В, карбоборидов CrFe^BC)^ и оксидов сложного состава различных форм и размеров. Микротвёрдость матрицы лежит в пределах 3670.. .5540 МПа, включений - 7800.. .9800 МПа.

Микроструктура наплавленных слоев смесью порошков ПР-НХ17СР4 и КХП-П, аналогично предыдущёму материалу, содержит включения боридов и карбидов аналогичного состава, но в большем количестве. Микротвёрдость матрицы достигает 6400 МПа при содержании 18% порошка КХП-П в наплавочной смеси. Микротвёрдость твёрдых включений не изменяется.

Наплавленный металл смесью порошков ПР-НХ17СР4 и БХ-2 имеет заэв-тектические и доэвтектические структуры, располагающиеся вблизи предположительно существующей «эвтектической впадины» системы Ni-B-Si. Введение в сплав бора снижает точку плавления сплавов в связи с образованием боридов хрома, боридов никеля и карбоборидов.

Микротвёрдость матрицы данного покрытия с 18% содержанием порошка БХ-2 лежит в пределах 6600...6800 МПа, твёрдых включений - 8100...11400 МПа.

Микроструктура наплавленных слоёв смесью порошков ПР-НХ17СР4 и Р6М5ФЗ состоит из дендритов, представляющих собой механическую смесь твёрдого раствора никеля в железе, бороцементита (CrFe^BQ^bC с карбидами хрома сложного состава (Cr, V, Fe)3C, а также зёрен карбидов вольфрама WC, W2C и карбида ванадия VC.

Микротвёрдостъ эвтектики составляет 5200...5800 МПа, карбидов -9100...15700 МПа, боридов - 6800...9000 МПа.

Измерения твёрдости по высоте наплавленных слоёв показало достаточно равномерное распределение значений, что свидетельствуют о низкой степени перемешивания основного и присадочного материалов. Глубина диффузии ле-

гирующих элементов из наплавленного слоя в основной металл составляет 0.2...0,4 мм.

Оценка коррозионной стойкости. Результаты исследования коррозионной стойкости наплавленных слоев подтверждают возможность применения предложенных композиций наплавочных материалов для восстановления деталей оборудования перерабатывающих предприятий. Средняя условная скорость коррозии образцов колеблется в пределах порядка 7,5.. что не

превышает показателей, регламентируемых для коррозионно-стойких сталей, применяемых в пищевой промышленности.

Результаты испытаний на изнашивание. Результаты испытаний образцов с наплавленным металлом на изнашивание представлены показателем интенсивности изнашивания (рис. 5), который определяется отношением весового значения износа к пути трения.

ШПР-НХ17СР4,ЕКХП11,ЯБХ-2,ЯРБМ5ФЗ

Рис. 5 - Влияние состава наплавочной смеси на интенсивность изнашивания

наплавленног о металла

Увеличение в структуре основы карбидов и боридов обеспечивает повышение износостойкости наплавленного металла. По результатам испытаний лучшие показатели по износостойкости наплавленных слоев и контр-тел имеют образцы, наплавленные смесью с 10% содержанием порошка КХПII, 14% БХ-2 и 10% порошка Р6М5ФЗ. Их износостойкость в 1,5...2 раза выше износостойкости металла, наплавленного порошком ПР-НХ17СР4.

Результаты эксплуатационных испытаний. Во время проведения эксплуатационных испытаний не зарегистрировано аварийных поломок сепаратора по причине выхода из строя восстановленных наплавкой шнеков. Восстановленные детали имеют износостойкость на уровне новых деталей. Лучшие эксплуатационные свойства имеют шнеки, наплавленные порошковой смесью 90%ПР-НХ 17СР4 + 10%Р6М5ФЗ, износ деталей на 7...10% ниже, чем у новых шнеков.

В пятой главе «Производственные рекомендации и их технико-экономическая эффективность» на основании проведённых исследований и ис-

пытаний разработан технологический процесс восстановления шнека сегараци-оиного комплекта БМ 210 плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности. Технология включает в себя следующие основные операции: очистку, дефектацию, предварительное шлифование изношенного шнека, наплавку и шлифование под размер рубашки. Также определены режимы наплавки для восстановления рабочих поверхностей с высокой твёрдостью деталей из коррозионно-стойких сталей (таблица). Разработанная технология может применяться для восстановления кромок режущего инструмента, уплот-нительных поверхностей запорной арматуры и других деталей из коррозионно-стойких сталей с твёрдостью рабочих поверхностей от 50 до 62 НЯС3.

Таблица — Режимы плазмепно-порошковой наплавки на постоянном токе

обратной полярности

Высота наплавки ЬщММ Сила тока, А Скорость наплавки, м/ч Расход газов, л/мин Расход порошковой смеси, г/мин

шшмообразующего* транспортирующего защитного

до 2,0 90-100 13,3-15,6 4-6 4-6 8-10 80-90

2,0-2,5 12,2-13,4 90-100

2,5-3,0 100-110 100-110

3,0-3,5 11,0-12,5

3,5-4,0 110-140 110-120

* - расход шшмообразующего газа по винтовым канавкам изолятора и расход газа по винтовым канавкам анода устанавливается 1 : 5

Для наплавки шнеков предложена схема установки копировального типа (рис. 6). Она позволяет значительно упростить наплавку, снизить её трудоёмкость и автоматизировать процесс.

Рис. 6 - Установка для плазменной наплавки деталей типа шнек 1 - станина, 2 - патрон, 3 - копир, 4 - наплавляемая деталь, 5 - муфта, 6 - задняя бабка, 7 - кронштейны, 8 - штанга, 9 - опорпая каретка, 10—рабочая каретка, 11 - опорный элемент, 12 - плазмотрон, 13 - планка, 14 - стойка, 15 - порошковый питатель.

Экономический эффект для перерабатывающих предприятий АПК при выпуске продукции порядка 1 млн. кг в год, замена изношенных шнеков на восстановленные, позволит снизить издержки производства на обслуживание и ремонт оборудования в пределах 1,5.. .2,0 млн. руб. в год.

Экономическая эффективность внедрения в ремонтном предприятии технологии плазменно-порошковой наплавки на токе обратной полярности взамен технологии газопорошковой наплавки составит 582408 руб. в год при годовой программе 135 шт.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Детали импортного оборудования в основном изготавливаются из коррозионно-стойких сталей с высокими механическими свойствами рабочих поверхностей по твёрдости и износостойкости. Значения предельных износов деталей составляют 0,5...2,5 мм. Для восстановления размеров таких деталей наиболее целесообразным является применение плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности. Плазменная наплавка на токе обратной полярности характеризуется широкими возможностями по регулированию тепловой мощности, наличием эффекта катодного распыления оксидных плёнок, меньшей степенью перемешивания основного и присадочного материалов, меньшим тепловым воздействие на наплавляемую деталь.

2. Аналитически установлено влияние интенсивности закрутки плазмооб-разующего газа на теплофизические характеристики плазменной струи. Это позволило предложить использование двухпоточной подачи газа в плазмообра-зующее сопло в противоположных направлениях закрутки для регулирования параметров плазменной струи. Двухпоточная подача плазмообразующего газа с закруткой в противоположных направлениях обеспечивает высокое качество наплавленных слоев, позволяет регулировать распределение тепловой плотности по пятну контакта, что в свою очередь приводит к изменению геометрии наплавленного валика (увеличению ширины валика на 20...25%), снижению глубины проплавления основного металла с 0,5 до 0,2...0,4 мм, а также позволяет сократить потери порошкового материала при наплавке до 30%.

3. Установлено, что плазменно-порошковая наплавка на постоянном токе обратной полярности позволяет получать за один рабочий ход высококачественные наплавленные слои высотой от 1,2 до 4 мм, с шириной от 8 до 15 мм при наплавке с погонной энергией от 1,6 до 2,4 кДж/см, при следующих диапазонах режимов: - сила тока наплавки - 90... 140 А; - скорость наплавки -11... 15,6 м/ч; - расход присадочного порошка - 50... 180 г/мин.

4. Экспериментально подтверждено повышение твёрдости наплавленного металла (с 52 до 64 ЖС,) и износостойкости в 1,5...2 раза при введении порошков Р6М5ФЗ, карбида и борида хрома (КХП-П и БХ-2) в наплавочный порошок ПР-НХ17СР4.

5. Установлено, что плазменно-порошковая наплавка на токе обратной полярности смесью порошков 90%ПР-НХ17СР4 + 10%Р6М5ФЗ обеспечивает наилучшие показатели по качеству и износостойкости наплавленного слоя

применительно к восстановлению шнека сепарационного комплекта SM 210. Ресурс восстановленных деталей на 7.. .10% выше ресурса новых.

6. Разработан технологический процесс восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности на примере шнека сепарационного комплекта SM 210. Разработана установка копировального типа, обеспечивающая повышение производительности наплавки на винтовую поверхность шнека в 2...3 раза по сравнению с ранее применявшейся ручной наплавкой. Технология вместе с установкой принята к внедрению на ремонтном предприятии ЗАО НПО «Техно-плазма».

7. Результаты расчетов ожидаемого экономического эффекта для перерабатывающих предприятий АПК подтверждают целесообразность применения плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности для восстановления шнеков сепарационного комплекта SM 210. Для предприятий, использующих один сепаратор SM 210, замена деталей на восстановленные позволит снизить издержки производства на обслуживание и ремонт оборудования в пределах 1,5...2,0 млн. руб. в год.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии в ЗАО НПО «Техноплазма» взамен ранее применявшейся газопорошковой наплавки составит 582408 руб. в год при годовой программе 135 нпук.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ

1. Маврутенков, A.A. Плазмотрон для плазменно-порошковой наплавки на токе обратной полярности [Текст] / A.A. Маврутенков // Естественные и технические науки. - 2011. № 1 (51) : Процессы и машины агроинженерных систем. - С. 265 - 267. - ISSN 1684-2626.

2. Веселовский, Н.И. Оценка эффективности газовой защиты плазмотрона [Текст] / Н.И. Веселовский, A.A. Маврутенков // Труды ГОСНИТИ. - 2011. -Том 107, часть 2 : Восстановление и упрочнение деталей. - С. 118 - 120.

3. Маврутенков, A.A. Исследование влияния подачи плазмообразующего газа на технологические характеристики плазменно-порошковой наплавки на токе обратной полярности [Текст] / A.A. Маврутенков, Н.И. Веселовский // Техника и оборудование для села. - 2011. - № 4. - С. 44 - 45. - ISSN 2072-9642.

4. Маврутенков, A.A. Применение плазменно-порошковой наплавки на токе обратной полярности для нанесения покрытий высокой твёрдости на детали из коррозионно-стойких сталей [Текст] / А.А Маврутенков // Сварка и диагностика. - 2011. №2. - С. 48 - 50. - ISSN 2071 -5234.

Публикации в других изданиях

5. Киселев, Г.С. К расчетному определению ВАХ плазменного потока с использованием теории теплообмена Навье-Стокса, Славяновские чтения «Сварка - XXI век» [Текст] / Г.С. Киселёв, A.A. Маврутенков, Е.А. Татаринов // Сборник научных трудов. - 2009. - книга 1. - С. 130-135.

6. Татаринов, Е.А. Плазмотроны для сварки и наплавки алюминиевых сплавов [Текст] / Е.А. Татаринов, Г.С. Киселёв, A.A. Маврутенков // Сборник научных и научно-методических работ кафедры «Сварка, литье и технология конструкционных материалов» Тульского государственного университета. -[Тула], 2009.-С. 57-61.

7. Веселовский, Н.И. Влияние режимов на формирование наплавленных слоев при плазменно-порошковой наплавке на токе обратной полярности [Текст] / Н.И. Веселовский, A.A. Маврутенков // Мир транспорта и технологических машин - 2010. - № 4 : Эксплуатация, ремонт, восстановление. -С. 7-11.-ISSN 2073-7432.

8. Веселовский, Н.И. Установка для плазменно-порошковой наплавки на токе обратной полярности [Текст] / Н.И. Веселовский, A.A. Маврутенков // Вестник РГАЗУ - 2011. - № 9 (14): Механизация производственных процессов в АПК, эксплуатация машинно-тракторного парка. - С. 87 - 90. - ISSN 20753556.

Подписано в печать 12.05.2011 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ 43?. Тираж 100 экз.

Издательство ФГОУ ВПО РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Применяемые в перерабатывающей промышленности коррозионно-стойкие стали и их характеристики

1.2 Способы восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей

1.3 Характеристика низкотемпературной плазмы и плазменных способов наплавки

1.4 Анализ условий работы деталей из коррозионно-стойких сталей на примере шнека сепарационного комплекта ЯМ

1:5 Выводы, цели и задачи исследования "

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ ОБРАТНОЙ ПОЛЯРНОСТИ

2.1 Обоснование выбора наплавочных материалов

2.2 Обоснование модернизации установки плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности

2.3 Обоснование конструкции плазмотрона

2.4 Расчёт параметров режима плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности

2.5 Выводы

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Общая методика исследований

3.2 Исследование износа шнеков сепарационного комплекта 8М

3.3 Экспериментальная установка

3.4 Образцы для проведения исследований

3.5 Методика оценки эффективности газовой защиты плазмотрона

3.6 Методика оценки влияния интенсивности закрутки плазмообразуюгцего газа на теплофизические параметры плазменной струи

3.7 Определение влияния режимов наплавки на формирование наплавленного металла методом планирования эксперимента

3.8 Радиографический анализ

3.9 Металлографический анализ 68 ЗЛО Дюрометрический анализ

3.11 Испытания на коррозионную стойкость

3.12 Испытания на изнашивание

3.13 Проведение эксплуатационных испытаний

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Анализ износа шнека сепарационного комплекта БМ

4.2 Исследование эффективности газовой защиты плазмотрона

4.3 Исследование влияния интенсивности закрутки плазмообразующего газа на теплофизические параметры плазменной струи

4.4 Оптимизация режимов плазменной наплавки

4.5 Результаты радиографического анализа

4.6 Структура и твёрдость наплавленных слоев

4.7 Оценка коррозионной стойкости

4.8 Результаты износных испытаний

4.9 Результаты эксплуатационных испытаний

4.10 Выводы

5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ИХ ТЕХНИКО' ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

5.1 Установка для плазменной наплавки шнеков

5.2 Технологические рекомендации

5.3 Технико - экономическая эффективность восстановления шнека сепарационного комплекта БМ

Одним из наиболее важных направлений политики нашего государства является развитие агропромышленного комплекса. Проводится целенаправленная работа по техническому перевооружению сельского хозяйства, ведутся работы по модернизации сложных машин, эксплуатируемых за пределами амортизационных сроков их службы. Ежегодно увеличиваются объёмы продаж сельскохозяйственной техники и оборудования, внедряются передовые технологии и т.д. Стратегическим направлением технического сервиса на период до 2015 г. является обеспечение работоспособности и продления сроков службы техники за счёт повышения ресурса машин и агрегатов на основе освоения прогрессивных технологий их обслуживания и ремонта [1,2].

Значительная роль в становлении агропромышленного комплекса принадлежит перерабатывающим предприятиям АПК. Применение современного оборудования, энергосберегающих технологий, улучшение технического сервиса оборудования позволит повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции, что повлияет на увеличение доли рынка отечественных продовольственных товаров.

В настоящее время из 6621 наименований машин и оборудования, необходимых в соответствии с системами технологий и машин для обеспечения современного уровня и конкурентоспособности предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности, в России производится только 2307, то есть за счет отечественного машиностроения предприятия могут оснаститься, даже не самым современным оборудованием, только на 35% [3]. По этой причине перерабатывающие предприятия АПК широко используют оборудование импортного производства, что влечёт за собой зависимость в поставках запасных частей зарубежных производителей. Значительные сроки поставок запасных часитей и их высокая стоимость приводит к простоям оборудования, работе на изношенном оборудовании, что влечёт за собой значительные убытки по 5 причине аварийных отказов и, как следствие, к повышению себестоимости и снижению качества производимой продукции.

Оборудование перерабатывающих предприятий работает в тяжелых условиях: при высоких температурах и влажности, при значительных скоростях относительного перемещения трущихся деталей. В ряде случаев рабочие среды содержат абразивные примеси [4].

Анализ конструкторско-технологической документации оборудования перерабатывающих предприятий показывает, что большая часть быстроизнашивающихся деталей оборудования изготавливается из коррозионно-стойких сталей, из которых до 70% можно восстанавливать [4]. Для современного технологического оборудования наблюдается тенденция в применении комбинированных материалов. Например, детали из коррозионно-стойких сталей с нанесёнными покрытиями на рабочих поверхностях, обладающие высокой износостойкостью и твёрдостью порядка ШСЭ 60.

Широко распространенные способы восстановления таких деталей не всегда удовлетворяют современным требованиям, в частности, многие из них не позволяют обеспечить требуемую износостойкость рабочих поверхностей деталей, экономическую целесообразность восстановления либо восстановленные детали не соответствуют санитарным нормам.

Таким образом, необходимость комплексного системного подхода по разработке, совершенствованию и внедрению технологических процессов восстановления изношенных деталей из коррозионно-стойких сталей оборудования перерабатывающих предприятий АПК является весьма актуальной проблемой.

Среди широкого многообразия способов восстановления изношенных деталей ведущая роль принадлежит наплавке. Наплавочные процессы в общем объёме восстановления деталей составляют 75.80%. В ремонтном производстве наиболее широкое распространение получили методы дуговой наплавки благодаря универсальности и достаточной простоте наладки оборудования [5.7].

Проведённые исследования [8. 11] в области восстановления деталей показали высокую эффективность способов плазменной наплавки, которые позволяют получать наплавленные слои высокого качества с необходимыми физико-механическими свойствами, обеспечивать высокую производительность и высокую степень автоматизации. Струя низкотемпературной плазмы всё больше находит применение в ремонтном производстве сельского хозяйства как концентратор источника теплоты при восстановлении деталей, при этом отмечается высокая технологичность процесса [7].

В связи с этим, целью настоящей работы явилось разработка технологии восстановления рабочих поверхностей высокой твёрдости деталей из коррозионно-стойких сталей плазменной наплавкой. Объектом исследований является технология восстановления изношенных деталей оборудования перерабатывающих предприятий АПК из коррозионно-стойких сталей с рабочими поверхностями высокой твёрдости плазменной наплавкой. Предмет исследований — закономерности процесса наплавки деталей из коррозионно-стойких сталей, наплавочные материалы, характеристики плазменной струи, конструкция плазмотрона для порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Детали импортного оборудования в основном изготавливаются из коррозионно-стойких сталей с высокими механическими свойствами рабочих поверхностей по твёрдости и износостойкости. Значения предельных износов деталей составляют 0,5.2,5 мм. Для восстановления размеров таких деталей наиболее целесообразным является применение плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности. Плазменная наплавка на токе обратной полярности характеризуется широкими возможностями по регулированию тепловой мощности, наличием эффекта катодного распыления оксидных плёнок, меньшей степенью перемешивания основного и присадочного материалов, меньшим тепловым воздействие на наплавляемую деталь.

2. Аналитически установлено влияние интенсивности закрутки плазмообразующего газа на теплофизические характеристики плазменной струи. Это позволило предложить использование двухпоточной подачи газа в плазмообразующее сопло в противоположных направлениях закрутки для регулирования параметров плазменной струи. Двухпоточная подача плазмообразующего газа с закруткой в противоположных направлениях обеспечивает высокое качество наплавленных слоёв, позволяет регулировать распределение тепловой плотности по пятну контакта, что в свою очередь приводит к изменению геометрии наплавленного валика (увеличению ширины валика на 20.25%), снижению глубины проплавления основного металла с 0,5 до 0,2.0,4 мм, а также позволяет сократить потери порошкового материала при наплавке до 30%.

3. Установлено, что плазменно-порошковая наплавка на постоянном токе обратной полярности позволяет получать за один рабочий ход высококачественные наплавленные слои высотой от 1,2 до 4 мм, с шириной от

8 до 15 мм при наплавке с погонной энергией от 1,6 до 2,4 кДж/см, при следующих диапазонах режимов: - сила тока наплавки - 90. 140 А; - скорость наплавки — 11. 15,6 м/ч; - расход присадочного порошка - 50. .180 г/мин.

4. Экспериментально подтверждено повышение твёрдости наплавленного металла (с 52 до 64 НБ1СЭ) и износостойкости в 1,5.2 раза при введении порошков Р6М5ФЗ, карбида и борида хрома (КХП-П и БХ-2) в наплавочный порошок ПР-НХ17СР4.

5. Установлено, что плазменно-порошковая наплавка на токе обратной полярности смесью порошков 90%ПР-НХ17СР4 + 10%Р6М5ФЗ обеспечивает наилучшие показатели по качеству и износостойкости наплавленного слоя применительно к восстановлению шнека сепарационного комплекта 8М 210. Ресурс восстановленных деталей на 7. .10% выше ресурса новых.

6. Разработан технологический процесс восстановления деталей из коррозионно-стойких сталей плазменно-порошковой наплавкой на постоянном токе обратной полярности на примере шнека сепарационного комплекта 8М 210. Разработана установка копировального типа, обеспечивающая повышение производительности наплавки на винтовую поверхность шнека в 2.3 раза по сравнению с ранее применявшейся ручной наплавкой. Технология вместе с установкой принята к внедрению на ремонтном предприятии ЗАО НПО «Техноплазма».

7. Результаты расчетов ожидаемого экономического эффекта для перерабатывающих предприятий АПК подтверждают целесообразность применения плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности для восстановления шнеков сепарационного комплекта 8М 210. Для предприятий, использующих один сепаратор 8М 210, замена деталей на восстановленные позволит снизить издержки производства на обслуживание и ремонт оборудования в пределах 1,5.2,0 млн. руб. в год.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии в ЗАО НПО «Техноплазма» взамен ранее применявшейся газопорошковой наплавки составит 582408 руб. в год при годовой программе 135 штук.

111

8. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности плазменно-порошковой наплавки на постоянном токе обратной полярности для восстановления деталей. Для более широкого внедрения этой технологии в ремонтное производство необходимо продолжить исследования в следующих направлениях:

- разработка специализированных автоматизированных установок для восстановления деталей;

- расширение номенклатуры наплавочных материалов;

- разработка конструкций малогабаритных плазмотронов для наплавки внутренних поверхностей и ручной наплавки;

- подбор и расширение номенклатуры деталей, восстанавливаемых плазменной наплавкой

1. Эффективные технологии для села Текст. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», [2006]. 148 с.

2. Научные проблемы и перспективы развития, ремонта, обслуживания машин и восстановления деталей Текст. М.: ГНУ ГОСНИТИ// Материалы международной научно-технической конференции. 2006. — 155 с.

3. Концепция создания нового технологического оборудования для пищевых и перерабатывающих отраслей АПК Текст. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», [2008]. — 38 с.

4. Восстановленипе и упрочнение деталей оборудования перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса /обзорная информация/ Текст. -М.; АгроНИИТЭИИТО, 1989- 49с.

5. Кряжков, В.М. Пути совершенствования методов восстановления и упрочнения деталей наплавкой Текст. / В.М. Кряжков, Н.М. Ожегов // Сварочное производство. 1985. — №1. - С. 2-4.

6. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением Текст. / Под. ред. акад. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. - 768 е., ил.

7. Воловик, E.JI. Справочник по восстановлению деталей / E.JI. Воловик. -М.: Колос, 1981.-351 с.

8. Астахин, В.И. Исследование процесса восстановления поршней из сплавов алюминия тракторных двигателей: дис., канд. техн. наук: 05.20.03/ Владимир Иванович Астахин. М., 1982. - 212 л.

9. Плазменная технология: Опыт разработки и внедрения Текст. JL: Лениздат, 1980. 152 с.

10. Сютьев, А. Н., Плазменная наплавка на изделия цилиндрической формы Текст. / А.Н. Сютьев, А. Е. Вайнерман. Л. : ЛДНТП, 1970. - 19 с.

11. Щицын, Ю.Д. Возможности плазменной обработки током обратной полярности Текст. / Ю.Д. Щицын, O.A. Ковалапов, В.Ю. Щицын // Сварка и диагностика. 2009. - № 2. - С. 42 - 45. - ISSN 2071-5234.113

12. Солнцев, Ю.П., Специальные материалы в машиностроении: Учебник для вузов Текст. / Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин, В.Ю. Пирайнен. -СПб. : ХИМИЗДАТ, 2004. 640 е.: ил.

13. Восстановление деталей машин Текст. : справочник / Ф.И. Пантелеенко, В.П. Лялякин, В.П. Иванов, В.М. Константинов; Под. ред. В.П. Иванова. -М.: Машиностроение, 2003. 672 е., ил.

14. Молодык, И.В. Восстановление деталей машин. Текст. : справочник / И.В. Молодык, A.C. Зенин. М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.

15. Сидоров, А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. Текст. / А.И. Сидоров. М. : Машиностроение, 1987. - 192 с.

16. Кряжков, В.М. Пути совершенствования методов восстановления и упрочнения деталей наплавкой Текст. / В.М. Кряжков, Н.М. Ожегов // Сварочное производство. 1985. - №1. - С. 2-4.

17. Патон, Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением Текст. : справочник / Б.Е. Патон [и др.]. М. : Машиностроение, 1974.-768 с.

18. Сварка. Резка. Контроль Текст. : справочник. В 2-х томах / Под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышова. — М.: Машиностроение, 2004. Т 2/Н.П. Алешин, Г.Г. Чернышова, А.И. Акулов и др. 480 е.: ил.

19. Кузнецов, С.А. Технология ремонта автотранспортных средств Текст. : учеб. пособие / С.А. Кузнецов. Кемерово.: КузГТУ, 2006. - 148 с.

20. Хасуи, А. Наплавка и напыление Текст. : пер. с яп., / Хасуй А., Моригаки О. — М. : Машиностроение, 1985.

21. Ремонт машин Текст. / И.Е. Ульман, Г.А. Тонн, И.М. Герштейн и др.; [под. общ. ред. И.Е. Ульмана]. 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос, 1982. - 446 е., ил.

22. Колганов, JI.A. Сварочные работы. Сварка, резка, пайка, наплавка Текст. : учеб. пособие. / JI.A. Колганов М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К0», 2003. — 408 е.; ил.

23. Поляченко, A.B. Контактная приварка — прогрессивный универсальный способ восстановления и упрочнения деталей. — В кн.: Восстановление изношенных деталей: Тезисы докладов Всесоюзного семинара-совещания. Текст. / A.B. Поляченко М., 1981, с. 33-35.

24. Амелин Д.В. Исследование и разработка способов восстановления чугунных базисных деталей с/х машин контактной наваркой металлических порошков Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.20.03. -М., 1981. 21 с.

25. Сварка в машиностроении Текст. : справочник. В 4-х т. / Ред-кол.: Г. А. Николаев (пред.) и др., [под общ. ред. А. И. Акулова] т. 2. - М. : Машиностроение, 1978. - 462 с, ил.

26. Биргер Е.М. Технология восстановления деталей сельскохозяйственной техники лазерной наплавкой Текст. : дис., канд. техн. наук: 05.20.03 / Евгений Михайлович Биргер. М., 1985. - 228 л.

27. Кайдалов, A.A. Электронно-лучевая сварка и смежные технологии Текст. / А. А. Кайдалов. Изд. 2-е, перераб. и доп . - Киев : Экотехнология, 2004 . - 260 с.

28. Антошкин, Е.В. Газотермическое напыление покрытий Текст. / Е.В. Антошкин. М. : Машиностроение, 1974. - 96 с.

29. Линник, В.А. Современная техника газотермического нанесения покрытий Текст. / В.А. Линник, П.Ю. Пекшев. М. : Машиностроение, 1983. -165 с.

30. Хасуй, А. Техника напыления Текст. : пер. с яп., / Хасуй А. М. : Машиностроение, 1975. - 287 с.

31. Людаговский, A.B. Газотермическое напыление покрытий Текст. / A.B. Людаговский. М. : РГОТУПС, 2006.

32. Шиповалов А.Н. Технология восстановления кулачков распределительных валов плазменной наплавкой Текст. : дис., канд. техн. наук: 05.20.03 / Шиповалов Александр Николаевич. -М., 2010. 155 с.

33. Гологорский, Е.Г. Механизированные способы наплавки и напыления деталей строительных, дорожных и коммунальных машин Текст. : учеб. пособие / Е.Г. Гологорский. М. : МИКХиС, 1998.

34. Мустафаев, И.М. Восстановление ответственных деталей механизированной наплавкой Текст. / И.М. Мустафаев, И.А. Утин, Ю.Д. Насибов // Химическое и нефтяное машиностроение. 1971. - №2. - С. 27 - 29.

35. Плазменная наплавка металлов Текст. / А. Е. Вайнерман, M. X. Шоршоров, В. Д. Веселков, В. С. Новосадов. JI. : Машиностроение, 1969. -192 с.

36. Каленский, В.К., Исследование и разработка способа автоматической наплавки выпускных клапанов автомобилей Текст. / В.К. Каленский, П.В. Гладкий, И.И. Фрумин // Автоматическая сварка. 1963. -№1.-С. 15-23.

37. Zuchowski R. S. Plasma arc weld surfacing / Zuchowski R. S., Culbertson R. P.// Welding Journal. 1962. Vol. 41. N 6. P. 548 555.

38. Witting E. Grundlagtn und Anwendun-gen der Plasma-Verfahren / Witting E. // Schweissen und Schneiden. 1962. Bd. 14. N 5. P. 193 200.

39. Переплетчиков, E. Ф. Способы плазменной наплавки, применяемые в странах СНГ Текст. / Е.Ф. Переплетчиков // Сварщик. 2004. № 3. - С. 9 - 14.

40. Smars Е. Backstrom. Gas-metal-plasma arc welding, a new method for weld cladding / Smars E. Backstrom // Exploiting welding in production technology. Abington 1975. Vol. I. P. 179 - 187.

41. Garrabrant E. S. Plasma-arc hot-wire surfacing a new high deposition process / Garrabrant E. S. // Weldung journal. - 1969. Vol. 48. N 5. P. 85 - 395.

42. Swarf J. D. Plasma-MIG suited to cladding oil delivery system / Swarf J. D. // Welding and Metal Fabrication. 1982. Vol. 50. N 10. P. 477 - 480.

43. Гладкий, П.В. Плазменная наплавка Текст. / П.В. Гладкий, Е.Ф. Переплетчиков, И.А. Рябцев // Сварочное производство — 2007. №2. С. 32 - 40.

44. Распыление твёрдых тел ионной бомбардировкой. Физическое распыление одноэлементных твёрдых тел Текст. : пер. с англ. под ред. Р. Берша. М. : Мир, 1984. - 336 с.

45. Вакуумные дуги. Теория и приложения Текст. : пер. с англ. под ред. Дж. Лафферти. М.: Мир, 1982. - 432 с.

46. Фурсов В.А. Катодное распыление в сварочной дуге Текст. / В.А. Фурсов, М.С. Самотрясов, И.М. Цехмистер // Автоматическая сварка. 1970. №2.-С.4-7.

47. Гапченко, М.Н. Очистка наплавляемых поверхностей катодным распылением Текст. / М.Н. Гапченко, В.А. Фурсов, H.A. Баранов. // Сварочное производство. 1973. №2. - С. 1-2.

48. Герман X. Шнековые машины в технологии Текст. : пер. с немецкого Л.Г. Ведняпиной под. ред. к.т.н. М.Л. Фидмана / X. Герман. Л. : ХИМИЯ, 1975. -228с.

49. Страхова, Е.А. Физико-математическое моделирование процесса широкослойной наплавки с поперечными колебаниями плазмотрона Текст. / Е.А. Стахова, В.А. Ерофеев, В.А. Судник // Сварка и диагностика. — 2009. №3. -С. 32-38.

50. Горячева, И.Г. Механика фрикционного взаимодействия Текст. / И.Г. Горячева. М.: Наука, 2001. - 478 с.

51. Методы испытания на трение и износ Текст. : справ, изд. / Л.И. Куксёнова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбакова М. : «Интермет инжиниринг», 2001. — 152 е.: ил.

52. Солнцев, Ю.П. Оборудование пищевых производств. Материаловедение Текст. / Ю.П Солнцев, В.Л. Жавнер, С.А. Вологжанина. -М. : Профессия, 2003. 525 с.

53. Самсонов, Г.В. Тугоплавкие соединения Текст. : справочник . Г.В. Самсонов, Винницкий И.М. 2-е изд. - М. : «Металлургия», 1976. - 560 с.

54. Пулатов С.И. Исследование и разработка способов повышения восстановления автотракторных деталей плазменной наплавкой с использованием газовой и газопорошковой сред Текст. : дис., канд. техн. наук: 05.20.03 / Сергей Иванович Пулатов М., 1977. - 200 с.

55. Эпштейн Ю.И. Исследование процесса восстановления деталей сельскохозяйственных машин плазменной наплавкой с использованием самофлюсующихся композиций Текст. : дис., канд. техн. наук: 05.20.03 / Юрий Иванович Эпштейн M., 1977 - 150 с.

56. Гордиенко, В.Н. Износостойкие материалы для защиты лопаток асфальтосмесителей Текст. / В.Н. Гордиенко, С.Н. Попов и др. // Строительные и дорожные машины. 1988. № 8. - С 14 - 18.

57. Монтик C.B. Долговечность комбинированных твёрдых сплав-сталь зубков сложной формы и разработка критерия её оценки Текст. : автореф. дисс. . канд. тех. наук. М., 1995. — 20 с.

58. Ивахненко Е.И. Разработка и внедрение коррозионно-износостойких сплавов для деталей горно металлургического оборудования Текст. : автореф. дисс. . канд. тех. наук. - Запорожье., 1994. - 25 с.

59. Электронный каталог Онлайн Энциклопедия Кругосвет Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.krugosvet.ru -Загл. с экрана.

60. Электронный каталог Техническая энциклопедия Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ai08.org -Загл. с экрана.

61. Наплавочные сплавы Текст. : учеб. пособие. / колл. авторов, под научной редакцией В.К. Афанасьева. — Кемерово : «Полиграф», 2005 — 243с.

62. Шевченко О.И. Управление структурой, составом и свойствами покрытий при плазменной наплавке за счет технологических воздействий Текст. : дисс. . доктора техн. наук: 05.02.01 / Шевченко Олег Игоревич -Екатеринбург, 2006 355 с.

63. Электронный каталог ООО «Плазма-мастер» Электронный ресурс. Режим доступа: http://plazma-master.kiev.ua -Загл. с экрана.118

64. Электронный каталог НПФ «Плазмацентр» Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.plasmacentre.ru -Загл. с экрана.

65. Электронный каталог ЦНИИ «Технологии судостроения» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.sstc.spb.ru -Загл. с экрана.

66. Электронный каталог Commersald Impianti S.R.I. Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.commersald.it -Загл. с экрана.

67. Электронный каталог Castolin Eutectic Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.mec-castolin.ru -Загл. с экрана.

68. Астахин, В.И. Плазмотрон для сварки алюминиевых сплавов постоянным током обратной полярности Текст. / В.И. Астахин // Сварочное производство. 1976. - №6. - С. 43.

69. Киселев, Г.С. Опыт применения плазменных технологий в производстве криогенной техники Текст. / Г.С. Киселев, В.В. Лихман, Ю.В. Грачев, В.И. Астахин // Сварочное производство. 2004. - №12. - С. 34 - 35.

70. Коротеев, A.C. Плазмотроны конструкции, характеристики, расчёт Текст. / A.C. Коротеев, В.М. Миронов, A.C. Свирчук. М. : Машиностроение, 1993. - 295 с.

71. Балановский, А.Е. Плазменное поверхностное упрочнение металлов Текст. : монография / А. Е. Балановский. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. техн. ун-та, 2006. - 180 с.: ил.

72. Намитоков К.К. Математическое моделирование в газоразрядной плазме Текст. / К.К. Намитоков, П.Л. Пахомов, С.Н. Харин Алма-Ата : Наука, 1988.-208с.

73. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика Текст. : в 2 ч. ч. Г. Учеб. руководство: Для втузов. 5-е изд. перераб. и доп. - М. : Наука. Гл. ред. физ-мат. лит, 1991. - 600 с.

74. Киселёв Г.С. Разработка технологии плазменной сварки алюминиевого сплава АМг5 с импульсной подачей плазмообразующих газов Текст. : дис. . канд. техн. наук: 05.02.10 / Глеб Сергеевич Киселёв. М., 2010. - 192 с.

75. Грибченко A.B. Совершенствование технологии восстановления деталей машин сельскохозяйственного назначения плазменной наплавкой Текст. : дисс. . канд. техн. наук : 05.20.03 /Грибченко Алексей Викторович. — М., 2006. 125 с.

76. Надежность и ремонт машин Текст.: учебник для студ. вузов по агроинж. спец. / В. В. Курчаткин, Н. Ф. Тельнов, К. А. Ачкасов; Ред. В. В. Курчаткин. М.: Колос, 2000. - 776 с. : ил.

77. Щицын В. Ю. Совершенствование конструкций плазмотронов и технологии плазменной обработки металлов на обратной полярности Текст. : дис. ., канд. техн. наук : 05.03.06 / Владислав Юрьевич Щицын. Пермь, 2005.- 161 с.

78. Столбов, В.И. Технологические характеристики двух электродных горелок Текст. / В.И. Столбов, В.А. Иевлев // Технология производства сварных и паяных конструкций. - 1973. №1. - С. 28 - 34.

79. Барелко, В.В. Термографический метод исследования кинетики газофазных гетерогенно каталитических реакций Текст. /В.В. Барелко, В.Г. Абрамов, А.Г. Мержанов // Журнал физической химии. - 1969. — T.XLIII, №11. -С. 2828-2829.

80. Черненко, Е.В. Изучение закономерностей воспламенения циркония в кислороде под давлением Текст. / Е.В. Черненко, В.И. Розенбанд, В.В. Барзыкин // ФГВ. - 1979. - Т.15, №4. - С. 66 - 69.

81. Харатян, С.JI. Закономерности тепловыделения при силицировании вольфрама в волне безгазового горения Текст. / С. Л. Харатян, В.Ф. Чатилян // ФГВ. 2000. - Т.36, №3. - С. 65 - 71.

82. Горский, В. Г. Планирование промышленных экспериментов. Модели статики. Текст. / В.Г. Горский, Ю.П. Адлер. М. : Металлургия, 1974. -264 с.

83. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов Текст. / А.А. Спиридонов. М. : Машиностроение, 1981.- 184 с.

84. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента текст. / Н. Джонсон, Ф Лион М. : Мир, 1981.-520 с.

85. Явровский, В.А. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных Текст. : методические указанная к лабораторным работам МФТИ / В.А. Явровский. М., 2006.

86. Радиографический контроль сварных соединений Текст. / В.М. Зуев, Р.Л. Табакман, Ю.И. Удралов СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2001. - 148 е.; ил.

87. Хорн Ф. Атлас структур сварных соединений Текст. : пер. с нем. / Ф. Хорн М., «Металлургия», 1977 - 288 с.

88. Зайдель, А.Н. Ошибки измерений физических величин Текст. /

89. A.Н. Зайдель. Л.: Наука, 1974. - 108 с.

90. Кудинов, В Л. Плазменные покрытия Текст. / В. Л. Кудинов М. : Наука, 1977. - 184 с.

91. Максимович, Г.Г., Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытиями Текст. / Г.Г. Мксимович,

92. B.Ф. Шапшнсккй, В.И. Копылов. Киев; Наука думка, 1983. - 263 с.

93. Энциклопедия низкотемпературной плазмы Текст. : энциклопедическая серия. / В.Е. Фортов [и др.]. М. : Физико-математическая литература, 2004. - 541 с.

94. Степанов, B.B. Справочник сварщика Текст. : справочник / под ред. В. В. Степанова. изд. 3-е. - М. : Машиностроение, 1974. - 520 с.

95. Мальцева, Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии Текст. : учеб. пособие. / под ред. С. Н. Виноградова. Пенза. : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. - 211 е.; ил.

96. Технология восстановления деталей сельскохозяйственных машин, имеющих форму тел вращения, плазменной наплавкой Текст. : рекомендации / ЦНИИМЭСХ; Руководитель работы М.М. Севернёв. Минск, 1979. - 26 с.

97. Кудинов, B.JL, Нанесение плазмой тугоплавких покрытий Текст. / B.JI. Кудинов, В.Т. Иванов. М. : Машиностроение, 1981. - 192 с.

98. Молодык, Н.В. Восстановление деталей машин Текст. : справочник / Н.В. Молодык, A.C. Зенкин. М. : Машиностроение, 1989. — 480 е.: ил. .

99. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники Текст. : часть 1, [Утверждена 23 июля 1997 Министерством сельского хозяйства и продовольствия]. М — 1998.

100. Грищенко, О.В. Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности предприятия Текст. : учеб. пособие / О.В. Грищенко. Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2000. - 112 с.

101. Ткачёв, В.Н. Индукционная наплавка твёрдых сплавов Текст. / В.Н. Ткачёв, Б.М. Фиштейн, Н.В. Казинцев. М. : Машиностроение, 1970 - 186 с.