автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Восстановление автотракторных деталей самосмазывающимися железо-никелевыми покрытиями

Г7 0 9 9 2

министерство науки И образования республики молдова

кишиневский политехнический институт им.с.яазо

На правам рукописи

Р О ш К О В А Н Георгии Васильевич

восстановление авт01ракт0рш детален самосшыващимисп .нелезо-никелевывд покрытиями

Специальность 05.20.03,- Эксплуатация, восстановление и ремонт

сельскохозяйственно»

техник«

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кишинев - 1992 г.

Работа выполнена в лаборатории кафедры "Технология и оборудование автоматизированных производств н робототехники" Кишиневского.политехнического института им.С.Лазо

Научные руководители:

Доктор технических наук, профессор B.C. Кал м у ц к н й Каццццат технических доцент П.Н. С т о II ч е в

О ф и ц н а л ь н u е о п п о н е н т и:

Доктор технических наук, профессор D.П. К о с о в

Кандидат технических наук, доцент В.К. Андреи ч у к

. 1

Еедушее предприятие: "Научно-исследовательский " коиструкторско-технологический институт механизации и электрофикации ЛШС Республики Молдова".

Автореферат разослан .. У-f nibb'l^f'j?j ¿у^р.

Зашита диссертации состоится " ^ " ^г.

на'заседании специализированного Совета Д 120.14.02 Киаиневскоро. сельскохозяйственного института им.М.О.Фрунзе в _часов по ул.Грибова, В/1 (ауд.409).

С диссертацией можно ознакоынтьсп в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просьба направлять по адресу: 277012, р.Кишинев, ул.Грибова, 0/1, КСХИ, ученому секретари.

Учений секретарь совета профессор

Л.И.Дехтярь

. - - Ус'-

аннотация

Выполнены исследования, направленные на разработку гипотезы возможности получения самоемазывадаихся покрытий на основе (ектролитичеекого сплава железо-никель. Дана оценка сушеству-1их способов восстановления деталей машин на основе использо -шил однокомпонентных осадкоз и износостойких гальванических шпзов.

Приводятся теоретические предпосылки к использованию кап->лактама для получения самосмазывавшихся железо--николевых пок-!ТИЙ.

Установлены некоторые закономерности влияния концентрации тролактама в электролите и режимов электролиза на кинетику юцесса осаждения, выход по току и микроструктуру осадков.

Найдено, «'¿о существует область концентрации калролактаыа режимов электролиза, позволявшие получать самосм'азивашиесп ¡лезо-никелевые покрытия с улучшенными физико-механическими, 1тифрикцисннши и э к с п лу ат ац н о I яшм;! свойствами.

В результате Еыпвлешгых закономерностей, оптимизирован сос-1в железо-никелевого электролита, режимы электролиза и разрабо-1н технологический процесс восстановления изношенных поверхнос-:й ряда автотракторных деталей. Эксплуатационные испытания ьос-•ановлегашх ав?отрактор;шх деталей подтвердили результаты лабо-1Торных исследований и .послужили основой для внедрения разрабо-ишоро технологического процесса в ремонтном производстве.

Работа выполнялась в соответствии с научно-технической про-1Сммой Госкомитета по науке и технике 0.51.11 по разделу совер-тствования технологии восстановления деталей гальваническими жрцтикми, а такке Республиканской межотраслевой научно-техни-;ской проблемой 09. - "Разработать и внедрить новые.уехнологибкие процессы росстановления деталей машин, обеспечивавши шипение их износостойкости в 1,5...2 раза".

АВТОР ЗАИЩАВГ

1. Теоретические предпосылки к использраш» каг.ролакгама для получения самосмазывакРлхся железо-никелевкх покрытий,

2. Теоретически обоснованные и экспериментально проверенные зависимости влияния концентрации капролактама в электролите на условия получения сомосмазывашихся железо-никелевых покрытий, 1« напряженное состояние, физико-механические и эксплуатационные свойства.

3. Предполагаемую физическую модель самосмазывания восстановленных поверхностей железо-никелевым сплавом.

4. Технологический процесс для восстановления изношенных автотракторных деталей саыосмазывашимисл железо-никелевыми покрытиями, позволявший повысить их работоспособность до уровня новых и выше.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вопроси восста -новления и упрочнения деталей мавин сегодня приобретают особую актуальность в связи с более интенсивным насыщением сельского хозяйства новым)высокопроизводительными машинами и современными средствами механизации, узлы и детали которых несут повышенные нагрузки.

Довольно больиая часть автотракторных деталей (около 60 %), в результате отработки сроков слунбы, изнаяиваптся в пределах 0,1...0,3 мм. Для деталей с таким износом наиболее подходящи».! способом восстановления является - гальванический способ нанесения покрытий, отличающийся от других рядом известных преимуществ.

Самое широкое распространение в ремонтном производстве получили железные покрытия, полученные из одинарных электролитов. Однако, эти электролиты обладают высокой окисляемостью и нестабильностью в работе. Для исключения этих недостатков в эти электролиты начали добавлять различные добаБки, которые несколько улучшили и антифрикционные свойства покрытий.

Однако, диапазон регулирования эксплуатационных характо-ристик покрытий был невелик. Поэтому вгаеприведенные сведения свидетельствуют о том, что разработанное и рекомендованные ре-яонтному производству электролиты и, покрытия, наращение из них, об падают о'сльяими ограничения»™ и возникают общеизвестные трудности при их эксплуатации.

«Довольно существенно б последние годы увеличило.! объем исследований по использованию нестационарных условий осаздекил покрытий на изношенные поверхности деталей сельскохозяйственно!! техники. Разработка новых форм полляркзуютерз тока и устройства для ;:х реализации - он более перспективен, но требует услс:;'н~~ мия источников питания, использования дефицитных деталей и узлов, и поэтому этот способ очень широкого распространения в ремонтном производств не получил. Тогда исследователи пошли по пут» электролитического легирования железа различными металлами, с целью получения износостойких покрытий с требуемыми фил;;. •> -механическими и антифрикционными свойствами. Наиболее положи -тельные результаты в этом плане били получены для делезнкх пок-' рытий легированное никелем. Однако, и детали восстановленные этими покрытиями но были застрахованы от интенсивного нанаиива-¡¡;;л в начальник период их запуска п работе и в момент юс останова, когда практически смазка отсутствует, или недостаточно покается в зону трекия. Поятому исследователи стали искать новые способы получения покрытий со свойствами самосмазынания.

Б связи с тем, что практически отсутствуют данные о технологических процессах нанесения самосмазыэаэшкхся гальвани'.еских покрытий, те.;а настояхе!! работы представляется акту а л ъ -н о й.

ЦЕЛЬ РАШШ. Обосновать и о к сп ер ¡ментально проверить предпосылки получения самоемазывашихсл железо-никелевых полритий и на ятей основе усовершенствовать электрохимическую технологии постановления изноаенных автотракторных деталей, позволявшей повысить их работоспособность и ресурс восстанавливаемых сопряжений до уровня нознх и превыа"лшпй их.

НАУЧНАЯ Н0В1!ЗН4. . Теоретически обоснована и практически подтверждена гипотеза о возможности нанесения самосмазкваюших-ся келезогникелевых покрытий за счет включения в электролит калролактгша. Найдены закономерности влияния концентрации кал-ролактама в электролите на кинетику процесса, выход по току, микроструктуру, физико-механические свойства, износостойкость и антифрикционные свойства покрытий..

Разработала предполагаемая физическая модель процесса самосмазывания »елезо-никелевых покрытий.

Установлен оптимальный состав электролита (полож.решение о вьщаче патента по заявке Те 4925905/26 от 05.04.91) и режимы электролиза для нанесения самосмазываюшихся аелезо-никелевых покрытий.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Получега для восстановления деталей самосмазывсшиеся келезо-никелевые покрытия за счет включения в электролит капролактама и даны рекомендации по их применению в ремонтном производстве сельскохозяйственной техники и промыш -ленностл.

Разработан и предложен ремонтному проноводстьу технологический процесс восстановления автотракторных деталей. Технологический процесс апробирован на примере восстановления самосмаз] ваглшмися келезо-никелевьтми покрытиями пжворней автогрейдеров $ 99, зеркала цилиндров компрессоров автобусов "Икарус" и ряда ва лов тракторов. ■ .

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Технологический процесс восстановления шкворней автогрейдеров ДЗ-99 и различных валов тракторов само-кмазываютимися железо-никелевыми покрытиями внедрен по Минавто-дору республики Молдова ("Дормаш". и.г.т. Страпены).

Технологический процесс восстановления зеркал цилиндров компрессоров автобусов "Икарус" принят к внедрению научно-производственным центром "БИНАР" (г.Кишинев).

ДОСТОВЕРНОСТЬ результатов исследований обеспечена применением современных, теоретически обоснованных и апробированных методик исследований, использованием проверенных приборов и обо рудования.иовторностью опытов (5...15-кратная), применением мат

.ттеской статистики при обработке результатов экспериментов, юведением лабораторных и эксплуатационно испытаний образцов восстановленных натур!шх деталей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результат исследований и оснсвные поженил диссертационной работы докладывались и обсуждались в •ченни I985-IS92 г.г. на едноП международной, 2 псесоазют и республиканских научно-технических конференциях и семинарах г.р. Яссы (Румыния), Москва, Казань, Иркутск, Пенза, Уфэ, ¡шнев. Материалы диссертационной работы обсуяд&гись на гтос-►янно дс:!стзуше>/ объединенном семинаре кафедр механического 1культета Кишиневского политехнлческого института им.С.Лазо.

ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертационной работы |убликоваиы в 12 научных работах.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, глав, обтих выводов, списка использованной литературы (146 именований) i приложений,, изложена на 164 страницах маотпго-1сного текста, содержит 38 рисунков и II таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В перчой главе "Состояние и постановка задачи ¡следования" приводятся критический анализ и особенности вос-•ановления деталей папин износостойкими гальйаническими покрыли, сравнительная оценка получения износостойких гальваничос-dc сплавов из различных электролитов и теоретические предпосыл-[ к использования капролактаиа для получения самосммывияшкхсл !лезо-никелевж покрытий.

Обзор показал, что используя однокомпонеитныо, смешанные [и с различного рода добавками электролиты келезнения нз в пол-itt мере отвечают сегодняшним требованиям ремонтного производст-1 (высокая ояисляемость электролитов, их агрессивность, низ!сая ¡епляемость покрытий с основой, малый диапазон регулирования г.г'го-механических свойств осадков, интенсивный износ покрытий начальный период запуска деталей d работу или во время их основа и др.)

Наиболее перспективным способом нанесения износостойких покрытий представляется нестационарный, но для его реализации требуется усложнение конструкций источников питания, использование. дефицитных деталей и узлов и поэтому особо юирокого применения он не получил в ремонтном производстве.

В ластояиее время наиболее иирокое применение получил способ нанесения электролитических сплавов на изношенные поверхности деталей, так как имеется возможность широкого варьирования процентным содержанием легирующих элементов в покрытиях, а последние оказывают реиаюшее влияние на физико-механические и ан -тифрикционные свойства осадков. С этой.точки зрения, как показывает анализ литературных данных, наиболее целесообразным представляется использование электролитического сплава железо-никель Однако, следует отметить, что и эти покрыт« не всегда выдерживают жесткие нагрузочные воздействия в трупихся парах, особенно в начальный период работы (при запуске), когда практически отсутствует смазочная среда или подается ограниченно, что приводи к интенсивному изнашиванию. И, как показывает литературный анализ, для решения этой проблемы наиболее перспективным представляется использование покрытий со свойства!,'.и самосмазывания.

Исходя из выюеизлоиенного и изучая свойства самосмаэывания разлитие материалов обоснованно сделан выбор капролактама для ввода его в состав железо-никелевого электролита.

высказана гипотеза о возможности получения самосмазыеаюших-'ся железо-никелевых покрытий, так как капролактам обладает низкой ташературой плавление (341...342 К) и при трении ювенильных поверхностей, под воздействием температурного градиента, он должен освобождаться из структурных комплексов и выйти на поверхности трения, образуя тонкую смазочную пленку, которая должна предохранять контактные поверхности от интенсивного изнашивания.

На основе анализа литературных данных и теоретических предпосылок к разработке технологии восстановления автотракторных деталей самосмазывающимися железо-никелевыми покрытиями, определены задачи исследования:

I. Разработать электролит и исследовать условия получения саыоемасьщак'пшхся железо-никелевых покрытий с использованием капролактама,

2. Изучить влияние концентрации калролактсга и условий шктролиза на кинетику процесса, микроструктуру, некоторые фи-псо-моханические свойства и напряженное состояние покрытий.

3. Оценить антифрикционные и протиаозадирные свойства ло-штиЯ.

4. Разработать технологический процесс восстановления мз-этракторных деталей самосмазкваюаимися желсзо-ггмелс.итп ПОНЯТИЯМИ .

5. Выполнить опытно-производственное испытание процесса эсстановления деталей мазин» внедрить в производство и дать лу технихо-эяономическуо оценку.

Представленная прогр«Л!а послужила основой для изложения Зией методики исследования я разработки отдельных ее частей.

3 о второй г л ?. з е "Обпад методика исследования" зависимости от порядка выполнения технологических операций в грвуи очередь последовал?! условия получения состава олекгролн-а. для нанесения самосмазывагаихсл иелезо-никелевих покрытий, а базовый - был принят хоросо изученный сульфатко-хлоридний нектролгт следующего состава (г/л):

ГеСг^)Н2С ............. 450 - 500

Ш304'7И20 .............40

ИагС4Нц0в-2Н20 .............2

Гццроксклвмин ............. 0,3 - 0,5

НИ' ............. I

В базовый электролит дополнительно добавляли капролактам т I до 20 г/л, в зависимости от условий исследования.

Для проведения лабораторных исследований раствор» прягото-лялись иэ реактивов ;;валификации,'ХЧ" и "ЧДА", Корректировку аствороа проводили на основании качественного "химического ана-иза по апробированным стандартным методикам.

Была разработана методика определения концентрация капро-ахтама и железо-никелевсм электролите по его оптической плот-:ости и построен калибровочный график.

Дано описание экспериментальной установки, обоснован выбор азового электролита и материалов образцов, рассмотрен истод

математикс-статистической обработки данных.

В исследованиях использовали образцы из стели 45, а в качестве коьтртел были выбраны алюминиевый сплав АСМ, антифрикционная бронза ОЦС-5-5-5, легированный чугун (С(^=3,75 %, Ссвязх0,75%, Л-2,45%, Р -0,15 С? »

=0,25 %, А/с -0,11 %, Си =0,25%, 5 =0,11 Мо-0,45 и чугун СЧ18. Перед нанесением покрытий образцы из стали подвергались анодной обработке в 30 % растворе серной кислоты. Выход по току определяли весовым методом с помощью медного ку-лономегра. Поляризационные измерения проводились на вращающемся дисковом электроде в термостатированной ячейке по известной методике, с использованием потенциостата П5827-М.

Микротвердость покрытий определяли с помочью микротвердомера ПМТ-3 по ГОСТ 9450-76 как среднее из 10...15 измерений. Твердость в макрообъеме определяли на твердомере ТКС-1М, оснащенном индуктивно-дифференциальным датчиком БВ-864 и самописцем БВ-662 со встроенным усилителем, позволяющим записывать диаграы ыу вдавливания индентора под нагрузкой, по которой определяли упругие и пластические свойства исследуемых покрытий. Остаточ -ные напряжения в покрытиях определяли на установке "ПИОН" методом послойного электролитического стравливания кольцевых образцов. Микроструктура, количественное и качественное распредело -ние никеля в переходной зоне и несущих слоях покрытий изучались на сканирующем электронном микроскопе "СКАН-150" .(Великобритания). Испытания на износ проводили на маыине трения СЫЦ-2. Оценка антифрикционных свойств граничных смазочных слоев масла Ш2В, консистентной смазки УС-2 и самогенерируюиейся смазочной пленки капролактама оценивали температурным методом на маыине МАСТ-1 по схеме "конус-кольцевой" обрязец. При этом усовершенствована схема записи момента трения и температуры смазываемой среды, которая позволила одновременно, непрерывно фиксировать момент трения и температуру в любой момент времени. Использование такой схемы позволило сократить время проведения экспериментов в 5-6 раз, по сравнению с известной.

В третьей главе "Разработка электролита к исследование условий получения самосмазывашихся железо-никелевых покрытий" обоснован выбор базового хлорцдно-сульфатмго электролита, как наиболее изученного и нашедшего лирокое применение в практике ремонтного производства.

Показано, что получение покрытий с заранее заданный* свойствами не мояет быть обеспечено без знания механизма процесса олектрокристаллизации и воздействия на него, В связи с этим разработан метод количественного описания и анализа процесса совместного соосаздения железа л никеля, который позволил использовать экспериментальные результата, полученные в лабораторных условиях (например, на вракашемся дискозом электроде - ВДЭ ) для оптггшзации технологических режимов электролиза и получать электролитический сплав с требуемым процентным содержанием никеля в нем.

Изучено влияние концентрации капролактама в электролите н режимов электролиза на кинетику процесса осаздения и выход по току сплава. Показано, что добавка капролактама в электролит сдвигает потенциал совместного соосалде.чия железа и никеля в сторону более отрицательного значения. Тако!1 сдвиг особенно заметен при концентрации капролактама до б г/л. Дальнейшее увеличен но концентрации капролактама практически не сдвигает потен -ннал осаэденип сплава. Такое распределение поляризации вероятно связано с присутствием Капролактама в электролите. Исследование влияния температуры электролита на потенциал выделения сплава железо-никель в присутствии капролактама показало, что с увеличением температуры раствора от 293 до 333 К поляризация катода смещается в сторону более положительных потенциалов, что соответствует общеизвестным представлениям.

Добавление капролактама в электролит не оказало заметного влияния на выход по току сплава ре-М • Установлено, что максимальное смещение выхода по току для каддой плотности тока, наблюдается при содержании в электролите 4...б р/л капролактама. Изменение температуры электролита (293-333 К) но привело к существенному увеличению выхода по току сплава (от 0,55 до I % ) по сравнению с базовым. Однако, добавле1ше капролактама с элек-

тролит от 2 до 6 г/л,при одной и той ке плотности тока, привело к снижению содержания никеля в сплаве от 3,2 до 1,96 %. Дальнейшее обогащение электролита капролактамои (до 12 г/л) привело к незначительному знижения содеряанпя никеля в несущих слота сплава (от 1,9 до 1,22 %). Такая закономерность количественного распределения никеля в сплаве хороио коррелирует с изменением поляризации катода. Микрсреитгеноспектральный анализ показал, что распределение никеля в осадок равномерное, г,я исключением зоы>: выхода на рабочий режим осаздения, где его содержание находится в пределах 4 %. По всей вероятности, это связано с тем, ч'^о п]эн . выходе ка рабочий режим, плотность тока очечь мала (до I А/дм") и условия соосавдеиия Никеля с железом облегчаются. Согласно литературным источникам, покрытия с содержанием никеля до 4 % в несущих слоях долган обладать больней износостойкостью и лучшими антифрикционными'свойствами, по сравнению с чистым электролитическим железом. Исходя из этсго следует о-.идать, что железо-никелевыё покрытия будут наиболее работоспособными, если они будут получены из электролита с содержанием капролактама в нем до б г/л, что приводит к 2 % содержанию никеля в осадках сплава.

Показано, что добавление капролактама в электролит (до б г/л) приводит к увеличению трециноватостк железо-никелевого сплава (при прочих равных условиях) и его микроструктура из волокнистой становится слоистой с яркоакрачсенной переходной зоной, обогащенной никелем сваье 4 %. ¿»та закономерность наблюдается во веем диапазоне исследуемых плотностей тока (5...80 А/дм^)

В четвертой главе "Влияние условий осакдения на физико-механические свойства и напряженное состояние покрытия" установлено, что добавление капролактама (2...20 г/л) в базовый электролит не привело к изменению закономерности распределения микротвердости по.плотностям тока, но в то ке. время снижает верхний предел значений этой характеристики на 5...7 %, Однако, следует отметить, что при всех плотностях тока начиная с концентрации капролактама свыше 6 г/л, уменькенис микротпердости покрытий незначительна.

В то же время, несмотря на то, что микротвердость является одной из важных характеристик гальванопокрытий, в производствен-

них условиях трудно ее определить. Поэтому о работе было исследовано влияние концентрации капролактама и режимов электролиза на твердость в макрообъеме, по величине которой можно судить об упруго-пластнческцх свойствах и склонности покрытий к хрупкому разрушению.

Экспериментально установлено, что при оптимальной концентрации капролактама в электролите (4...6 г/л) никаких изменений в характере распределения прочности л упруго-пластических свойств осадков не произошло. Б то же вргмя, микротэердость, твердость в макрообъеме, модуль упругости и критические нагрузки шщентирования в среднзм на 7...12 % ниже соответсвуюшнх характеристик келезо-шшелвБнх покрытий, полученных из базового электролита. Это, по-видимому, следовало бы и ожидать, поскольку добавление капролактама до б г/л привело к изменении поляризации и микроструктуры этих осадков (см*гл.3)е Не обнаружена корреляция между мякроч'вердостью и твердостью в макросбъеме покрытий. Установлено, что с увеличением плотности тока до 50 А/дм*% твердость в макрообъеме повышается до 4250 МПа. Дальнейшее увеличение плотности тока (свыше 50 А/дм^} приводит к незначительному снижению этой величины и при = 70 А/дм*" она дос тигает = 4000 Ш1а. Показано, что при = 50 А/дм** и концентрации капролактама в области 4...б г/л твердость в иокрообъ-еме покрытий носит экстремальный характер. Выявлено, что келезо-никелевые покрытия с содержанием капролактама более пластичны, по сравнению с теми ке покрытиями, наращенными нз базового электролита.

Исследованиями установлено, что добавление капролактама в пределах 5 г/л приводит к незначительному изменению максимальных значений остаточных напряжений растяжения по сравнению с Ге - Ш осадками, полученными базового электролита при

тех же плотностях тока. Однако, следует отметить, чао несколько ниже остаточные напряжения в несущих слоях покрытий, что и следовало бы н ожидать, так как осадки в присутствии капролактама (4...б г/л) более трешиноваты.

Выявлено, что максимальные остаточные иалряжения растяжения располагаются на границе раздела двух фаз (независимо -

присутствует к.чпролактам или нет), ток как еьгход на рабочий режим осаздзнкя сплава осуществляется в одинакоьмх условиях. Такое распределение напряжений на границе раздала, вероятно, связано и с более высоким процентньпл содержанием никеля (4 %) в с^оз. зоьг (создакиа демпфирующего слоя).

В пятой главе "Эксплуатационные свойства покрытий" изучено влияние концентрации кгпролокто'*а в электролите и режимов электролиза, на антифрикционные свойства, температурную стойкость самогенерирующихся смазочных слоев капролактама при сухо«/ трении келезо-нкиелевых покрытий и. их износостойкость при т^онии по легированному чугуну.

Выявлено, что на температурную стойкость смазочных слоев оказывает влияние не только вид смазки но и природа материала . контактируешь пар. Установлено, что при трении лелезо-никеле-вых покрытий (с содержанием капропактг-ма) по бронзе 0Ц11-5-5-5 не обнаружена критическая температура масла М1РВ, в то время как при трении- ио стали 45 с нагрева ТВЧ она проявилась при ТКр® 528 К. Изменение концентрации капролактама свыие г/л но приводит в дальнейшем к значительному понижению коэффициента тргмия для этой пары.

Установлено, что измененле материала контртела (на алюминиевый сплав - АС!.!) приводит к снижению температурной стойкости смазочных слоев масла М12В до 335 К. Таким образом! наиболее работоспособными оказались железо-никелевые покрытия с содержанием капролактама при трении по бронзе ОСЦ-5-5-5, где среднее значение коэффициента трения достигало 0,1...О,12.

Показано, что при трении исследуемых покрытий по чугуну СЧ18 и легированному чугуну в присутствии масла М12В лучтиш антифрикционными свойствами обладала последняя пара. В обоих случаях определена оптимальная плотность тока {50 А/дм^), при которой наблюдалась наивысшая температурная стойкость смазочных . слоев масла М223. Однако, в области плавкого скольжения и по критерию ТКр, предпочтение следует отдавать легированному чугуну. Выявлено, что температурная стойкость смазочных слоев зависит и от природы смазываемого материала. Так, при трении железо-никелевых покрытий по бронзе ОЦС-5-5-5 и СЧ18 в присутствии консистентной смазки УС-2 не обнаружены критические температуры,

в то яе время лучшими антифрикционными свойствами обладали покрытия, раЗотаюиие в паре с бронзой ОЦЕ-5-5-5. Высказано предположение, что в этом и предцдупих случаях сказывается влияние эффекта смазывания покрытий за счет термогенерированич на поверхностях трепня тонкой смазочной пленки капролактама.

Экспериментально подтверждена гипотеза о самосмазывании келезо-никелевых покрытий за счет выделения капролактама в зону контакта при их трении в сухую по легированному чугуну. Приводится описан;-з предполагаемой физической модели самосмагаванил железо-микелепых покрытий, которая заключается в следующем: в начале процесса трения мгновенно попытается локальная температура на ювенилыгых поверхностях контакта и под вс-»действием ?см-пературного градиента капродактач, ноходяпгйся в сложной химической связи с ионами жолеза и никеля (пли их комплексов), тср-модиструктируетси (те?шература его плавления - 341...¿42 К), отделяется от них и выходит на поверхности трения, разделяя 1эс от чистого металлического контакта и гш самым предохраняя те от интенсивного износа д начальный период запуска.

Показано, что при оптимальной плотности тока (-50 Л/дм^) скорость из/гагакания л:слсоо-1';:колепых' покрытий (+ 5 г/л "К"; тр.ч трении по лзгиропашому чугуну г, 1,7.,Л,С раза ниже, чем тех кэ покрытий в отсутствии капролшетпка.

В я е. с т о й главе "Промышленное применение розуль • татов научных исследований и опенка эффективности" представлены результаты эксялуатащтапллс испытаний восстановленных пяво-. рней аатогройдера блоков компрессоров автобусов "Икарус"

самссмазывашимисл жолезо-николевйлн покрытиями и технология восстановления автотракторных деталей самосмазывашнмися железо-никелевыми покрытиями•

Было установлено, что в среднем у восстпиовлспштх пкворней самосмазцвавакмися железо-никелевыми покрытиями (наработка грей— дерой составила 1440 часов), скорость иэнаштвания в 1,7...1,9 раза ттв, по сравнении со шкворнями, восстановленными томи же покрытиями в отсутствии капролактама. При этом, коэффициент долговечности самосмазываотихся железо-никелевых покрытий составил 1,87.

Проведенные эксплуатационные испытания показали, что семо-смазываюпиеся железо-никелевые покрытия увеличивают износостойкость парь: "кольго-эевкало цилиндров" компрессоров автобусов "Икарус" в 1,9...2,2 раза по сравнению с заводской парой. Зо время технического осмотра зеркал цилиндров компрессоров не было обнаружено сколов покрытий, царапин, следов задироп и других дефектов.

Таким образом, эксплуатационные испытания шкворней, зеркал цилиндров компрессоров, восстановленных са^осмас^вакдимися железо-никелевыми покрытиями из разработанного электролита, подтвердили результаты лабораторных исследований и показали, что восстановленные таким технологически?!! способом автотракторные детали не уступают по износостойкости новым, ко даже превосходят их по этому показателя.

На основании теоретических предпосылок скслериментальных и эксплуатационных исследований определена оптшальная концентрация капролактама (3-5 г/л) в электролите и установлены рационал1 нке режимы электролиза, которые логин в осьопу промышледаои технологии и позволили разработать технологический процесс восстановления автотракторных деталей самосмазнвашимися железо-никелевыми покрытиями.

Расчет технико-экономической эффективности разработанной технологии показал, что эффект ст внедрения самосмазчваюшихся железо-нккелевых покрытий для восстановления автотракторных деталей 2 сопоставлении с базовым вариантом составит 73590 руб в год при программе восстановления 1500С0 дм^ покрываемой пло-шади.

ощйе вывода

1.Теоретически обоснована и экспериментально подтверздена гилотеза "о возможности нанесения салосмазываюкихся :«елезо-нике-левых покрытий" на ионопенныо поверхности деталей сельскохозяйственной техники.

2. Установлено, что процесс осаждения покрытий из электролита с содержанием капролактама протекает без концентрационных ограничений и?независимо от плотности тока, макси-

мымй выход по соку железо-никелевых осадков наблюдается при онцентрации капролактама в интервале 4~Ь р/л.

Выявлено, что микроструктура покрытий с содержанием капро-актама более трешиновата и носит слоистый характер.

3. Усовершенствована методика определения температурной тойкостн смазочных слоев при граничном и сухом трении гальэано-окрытий за счет изменения схемы записи момента трения и темпе-атуру смазываемой среды, которая позволила одновременно и неп-арывно фиксировать момент трения при плавном изменении темпера-урн в зоне контакта и сократить время экспериментов в 5-6 раз.

4. Экспериментально установлено, что микротпердость покрк-ий с содержанием капролактаиа на 5-7 % нюхе тех же покрытий, щученных в его отсутствии. В то же время показано, что в Пре-.елах 4-6 г/л капролактама в электролите наблюдается экстремаль-юе значение твердости в макрообъеме при плотности тока 50 А/дм'ч

5. Еыявлено, что вад материала контртела, смазочная среда, 1ектш электролиза и концентрация капролактама суаественно влия-1Т на упруго-пластические свойства и критическую температуру сма-ючкых слоев при трении исследуемых покрытий. Установлено, что 1учвими антифрикционными свойствами обладает железо-никелевые юкрытия, нараненше из хлоридно-сулъфатного электролита с доба-)Леяием капролактама 3-5 г/л.

6. Экспериментально подтверждена гипотеза "о самосмазывании шлезо-никелевых покрытий", за счет термогенерирования пленки ка-фолактама в зоне трения в отсутствии внешней смазки.

Показано, что скорость изнашивания Ре-ГЛ покрытий с со-»ерлшлием капролактама в 1,7...1,9 раза ниже, чем у тех же покрытий в его отсутствии.

7. В результате проведенных исследований и эксплуатационных юпытаний определены оптимальный ссстав электролита и рациональ-ше реаиш электролиза, при которых получаются самосмазываюшиеся ¡селезо-никелевые покрытия с улучшенными антифрикционными и про-ривозадирными свойствами.

Усовершенствована технология нанесения железо-никелевых покрытий, отличавшаяся от базовой - контролем и корректировкой электролита по капролактаму.

8. Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной теулологии в ремонтное производство составит 73590 руб в год при программе восстановления 150000 дм^ покрываемой плои •

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Рошкован Г.В., Антосяк В.Г., Стойчев П.Н., Жавгуряну В.Н. Определение температурной стойкости смазочных слоев масла MI2B при контактном взаимодействии сплава железо-никель с чугуном // Тез.докл.Всесоюзн.конф. "Технологическое управление триботехни-ческиии характеристиками узлов машин". - Кишинев, 1985

2. Роикован Г.В., Стойчев П.Н., Е!авгуряну В.Н., Кулев М.Н., Пашкова В.Л. Влияние твердости электролитического сплава железо-никель на температурную стойкость смазочных слоев при трении по легированному чугуну // Тез.докл.регион.семинара "Современные проблемы механики и управления в машиностроении". - Иркутск,I9S8

3. Роиковаи Г.В., Стойчев П.Н., Иавгуряну В.Н., Доменте Г.С. Исследование физико-механических свойств самосмазываотихся железных покрытий // Тез.докл. Республиканской НТК,- Кишинев, 1989.

4. Роскован Р.В., Стойчев П.Н., Шавруряну В.Н..Доменте,Г.С. Катодное ос&'адение сплава железо-никель в интенсивном режиме// Тез.докл. Республиканской НТК. - Кишинев, 1989.

5. Рошкован Г.В., Стойчев П.Н., Жавцуряну В.Н., Фрунза В.Д. Исследование закономерностей упруго-пластического деформирования самосмазывающихся железо-никелевых покрытий. // Тез.докл.Республиканской НТК. - Кииинев, 1989.

6. Рошкован Г.В., Стойчев П.Н., Жавгуряну В.Н., Пашкова В.Л. Исследование кинетики электролитического осавдения железа. // Тез.докл.Республиканской НТК. - Кииинев, 1989.

7. Рошкован Г.В., Стойчев П.Н., Жавгуряну.В.Н., Пашкова В.Л. Новая технология электролитического осаждения самосмазыва-юшихся к-злезо-никелеЕых покрытий. /Дез.докл.Всесоюзн.сем. "Новые электролитические процессы в машиностроении". - Кишинев,1990.

8. Энгельгардт Г.Р., Рошкован Г.В., Стойчев П.Ч., Жавгуряну В.Н., Доменте Г.С. Электрохимическое осаждение металлов при вы-

сих плотностях тска.// Зон,научн.техн.сем. "Современные пробил зашиты металлов от коррозии в народном хозяйстве". - Уфа,

9. Рсикован Г.В., Стойчев П.Н., Навгуряну В.Н., Папкова [. Трибологические возможности сзмпсмазываюпихся покрытий*

t трении, по чугуну СЧЮ в присутствии масла Ml2d.// Зон.науч. :н. семинар "Современные проблемы закати металлов от коррозии шродном хозяйстве". - Уфа, 1990.

10. Стоичеа П.П., даогуряну В.П., Роккован P.O., Пашкова

I. , Фрунза Б.Д. Исследование и разработка технологии воеста-;лення изношенных деталей дорожных машин самосыазывайщимкся ;вао-никелевым» пок^мти.тан.// Отчет по н/работе, Ш!С, КПЛ ]<м. азо, Гр fc 725/91 - Клпинев, 1991.

11. Калмуцкий B.C., Рошкован Г.В., Стойчев П.Н., :лавгуря-В.Н. Электролит для осаждения сплава железо-никель // Поло-ельное решение Ш1ИГПЗ о выдача патента по заяпке M925S65/ 029503 от 05.0-1.91. .

12. P.If.Stoicev, V.S.Javgureanu, G.S.Dcraente, G.V.Ho^covaxi. ипргеа electrochiaica a netalelor la deaaitati de curenl: Inalt. ¡esiunea de coouiiicari ¡jtiintifice: "Ccmcep^ie, telmologie Bi ngscKint in constructia de aasini". sec$ia 2: Tehnologii пясоп-.$ionale". Iaiji,

Ю.

дписайо в печать 18.03.92 г. Формат бумаги 60x84 I/I6. шга писчая. Печать ротапринтная. Печ.л. '1,0. кйз Jp 101. Бесплатно. Тираж 100 энз.

«Мпринт ]{ПИ им. С.Лазо. Кишинев, ул. Студенческая, II