автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Восстановление и упрочнение деталей сельскохозяйственной техники газопламенным напылением керамико-металлических порошков (на примере дисков сошников зерновой сеялки)

иэсковс.чип сг'f.liд т^дйоого явного знажя институт

шене?оз сЕ/.ьскохозяаствыиаого аршводшл

Ий.В.П.ГОРЯЧКИНА

Но просох рукописи

Сало ti Аль Соедини СОССГАКОЗЮ!У.£ И УПРОЧВЕВкЕ ДЕТАЛЕЙ

сельскохозяйственной техники гдзоплайьиным

НАПУДЕНГ.ЕУ КЕРАИйКО-КЕТАЛЛИЧЕСНИл ПОГОЗШ («А ПРИ»EPE ДКСКС5 СОКЧЙНОВ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ)

Специальность 05.20.(13 - Эксплуатация, аосстснозлсниа н ракокт сельскохозяйственной 1ахнкки

Авто?в?еэат диссертация на соискание учгной степени кандидата технических ноуч

¡'сскзо, 1СС3> Г -

о

О, <

' Работи выполнена е ^осксзскск ордена Трудового Красного Зногини институте инкенсров сельскохозяйственного производства «к. В.И.Горяч кккс и Кнровогралскоа институте сельскохозяйственного иаш'инострос^ия

Научнее руководители -

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие -

дон гор технических наук, профессор Тельноз Н.Ф. доктор технических ноу

Черновол И.И. доктор технических наук, профессор Потапов Г.К. кандидат технических нау старший ниучиыИ сотрудни Голубев И.Г.

Институт наденности маши АН Беларуси

Защита состоится "Я/ " Об 1933 г. 8 )? часов

не заседали специализированного совета К 120.12.03 Московского орде на Трудового Кроеного Зиоиени института инженеров сельскохозяйственного про»53водстзо ьиени З.П.Горячкина по адресу: 127550, г.Иоскза, И-55С, ул.Тимирязевская, 58.

С диссертацией г^оано ознакомиться в библиотеке 1'ИИСПа.

Автореферат разослан " ¡3 "__ 1993 г.

Отзмьы иц автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, проспи исправлять ученоау секретера специализированного совета НИШ

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат экономических наук, у

доцент £ / В.И.Осинов

/

ОБЕ!ЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Основной причиной потери работоспособности де-алей является их изнашивание. Отказы из-за износа могут достигать О... 90% от общего количества отказов. Ведущим видом изнашивания для сто/,си сельскохозяйственной техники является абразивное, составляю -ое около 42/о. В связи с этим, разработка нозых методов и технологии овыиения износостойкости деталей машин, как при их изготовлении так и ри ремонте, является важной научно-технической задачей.

Большинство ученых, работающих в области трения и износа, придер-ивомтся концепции, что идеальным износостойким материалом или покры -йе« комет быть тольно гетерогенный, т.е. композиционный материал., зносостоикие композиционные покрытия (КП) получают на поверхности де-алей машин путем сочетания в объеме покрытия разнородных материалов, первую очередь металла и керамики.

3 последнее время создано ряд новых композиционных порошковых ма-ериалов, которые открывают широкие возможности для получения КП. Это, рейде всего, плакированные порошки, представляющие собоЯ керамичес -се ядро, понрытое тонким слоем металла. Проведен ряд исследовании, оказавший перспективность использования этих материалов при плазмен-ом и детонационном напылении покрытий.

Вместе с те:.:, следует отметить, что в настоящее время, практичес-и отсутствуют исследования, касающиеся газопламенного напыления (ГПН) ерамико-металлических порошков, что сдерживает применение этого спо-оба для. восстановления и упрочнения деталей машин.

Работа выполнялась в ремких следующих комплексно-целевых прег -а мм: республиканская программа "Материалоемкость" РН.Ц.ООЗ (подпрог-амг/а PH.S2.01.Ц, задание 03.03); мемвузовская программа "Разработать внедрить материалы и технологические процессы изготовления детален ашин и оборудования с повышенно!!, износостойкостью, эксплуатационной ' одежностью и долговечностью" (задание 1.09).

1е^га^_боть1 является повышение долговечности восстановленных де-алей сашин газопламенным напылением композиционных кера:.!ико-металли-еских покрытии.

Задачи исследования:

1. Обосновать выбор композиционных порошков для восстановления еталей машин, работающих з условиях абразивного изнашивания.

2. Иссдедозать кинетические и температурные параметры газопорои-овой струи при ГПН композиционных порошков, обосновать режимы напы -

ления.

3. Исследовать структуру и основные физико-механические свойства КП, полученных Г ПН.

4. Провести стендовые и эксплуатационные испытания восстанов -ленных и упрочненных деталей с целью оценки их работоспособности.

5. Разработать технологический процесс восстановления и упрочнения деталей Г ПН композиционных порошков.

6. Внедрить новую технологию в производство и дать технико-ькономическое обоснование применения разработанных мероприятий.

Объектом1/ исследований служили плакированные керсмико-метал -лические порошки систем карбид-металл и оксид-металл, а такие процесс их газопламенного напыления на поверхность деталей.

Научная новизна^ Доказана возможность напыления композиционных керамико-иеталлических покрытий газопламенным термораспылителем. Предложена теоретическая модель процесса газопламенного напыления планированных композиционных порошков с применением воздуш -ного активатора.

Изучены закономерности влияния количественного соотношения ком понентов различной природы в КП на структуру и свойства покрытий. Установлены пути управления структурой и оснозными свойствами КП на основе регулирования мелфозного взаимодействия компонентов КП при ГГШ.

Разработан новый способ нанесения керамико-металлических покрытий на поверхность деталей машин - газопламенное напыление керамико-металлических порошков с использованием воздушного аитивиро -вания процесса.

Практическая ценность работы: 1) разработан технологический процесс нанесения керамико-металлических покрытий Г ПН на детали,работающие в условиях абразивного изнашивания (диск сошника зерновой сеялки); 2) доказана высокая абразивная износостойкость деталей, упрочненных ГПН керамико-металлических покрытий.

Реализация результатов исследований. Технологический процесс . упрочнения диенов сошников зерновых сеялок ГПН керамико-металлических покрытий принят к внедрению на Кировоградском ПО по сеялкам "Красная звезда".

Апробация работы. Отдельные результаты исследований доложены ш научно-технических конференциях профессорско-преподава -тельского состава Московского института инженеров сельскохозяйст -венного производства в 1990, 1992 гг.;

2

псучно-технячесних конференциях профессорсио-прсподава-ельского состави Кировоградского института сельскохозяйственного авиастроения в 1989-1993 гг.;

региональной научно-практической конференции "Энергию олодых - перестройке" (г.Кировоград,1989 г.);

республиканской научно-технической конференции "Проб -емы конструирования и технологии производства сельснохозяйствен-ых машин" (г.Киросоград, 1991 г.);

всесоюзной научной конференции "Использование, надеж -ость и ремонт машин, электронизация процессов и технических средств сельскохозяйственном производстве аридной зоны" (г.Ашгабод , 991 г.);

республиканской научно-технической конференции "Совре -енные технологические процессы упрочнения и восстановления дета-ей" (г.Новогюлоцк, 1991 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ обедим бьем ом 1,5 п.л.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 143 стра-ицох машинописного тенета, содержит 43 рисунков, 14 таблиц библиографию из 109 наименований. Диссертация состоит из введе-ия, пяти глав, выводов и рекомендаций, сиисна литературы и нрило-ений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

. Разработан ряд спосао'ов нанесения керамино-металлических пок-ытий на поверхности деталей машин. Это. прежде всего, различные иды наплавок, новарна, припенание, литейные технологии, электро-итическое осаждение. Обцей тенденцией в развитии технологий зос -тановления деталей является применение более низкотемпературных роцессов нанесения покрытий, при которых наблюдается тоердо^аз -ое или твердомидкофазноз взаимодействие компонентов КП.

Наиболее универсальным методом нанесения покрытий является азотерническое напыление'. Отдельные способы гозотермического апыления (газопламенное, плазменное, детонационное и дугозое) огут исп;льзоваться лля образования матричных керамико-металли-еских покрытий, а точке для получения многослойных покрытий из

3

металла и керамики.

С точки зрения качества получаемых КЛ более предпочтительны способ« плазменного и детонационного напыления. Однако их осущест -вление связано с дорогостоящим оборудованием, повышенным шумом, высокой энергоемкостью. Наиболее простой и доступный для ремонтного производства метод напыления - газопламенный. Однако, напыление ту-гсплавних керамических частиц этим способом весьма проблематично чз-за недостаточной температуры газового пламени и низкой скорости полета частиц.

Обра-зование керамико-металлических КП на поверхности деталей машин ГПН макет происходить по следующим основным технологическим 'вариантам: последовательное нанесение отдельных компонентов КП из различных классов материалов; нанесение КП из механических смесей металлических и керамических порошков; использование заранее сформированных композиционных материалов в. качестве исходных.

Композиционные порошки представляют собой интегрированные комплексы исходных компонентов в каждой поровновой-частице. Применение композиционных порошков, в частности планированных,- по сравне -нию с традиционными одно- или многокомпонентными порошками, смесями и.агломопатами позволяет достичь следующего: защитить ядро порошка от воздействия газовой струей; повысить сыпучесть несферо-дизированних порошков; снизить температуру размягчения частиц за счет применения легкоплавкой оболочки; получить равномерное распределение компонентов в покрытии; повысить когезионную и адгезионную прочность покрытия с тугоплавкими керамическими частицами. Опыт применения таких материалов для восстановления и упрочнения деталей машин показал их высокую эффективность в условиях, прежде всего,абразивного изнаиивания.

Существующий уровень разработок в области оборудования для ГПН позволяет использовать отдельные распылители для нанесения тугоплавких порошкообразных материалов.

8 настоящее время вопросы ГПН композиционных керамико-металлических порошков практически не исследованы. Не изучены кинетические и температурные параметры газапорашковой струи при ГПН композиционных порошков, отсутствуют сведения о межфаэном взаимодействии компонентов напыляемых материалов, структуре получаемых покрытий, их основным эксплуатационным свойствам.

А

2. Теоретические предпосылки процесса газопламенного напыления керамико-металлических покрытий

Нанесение тугоплавких нерамических порошков с достаточно высокой прочность» сцепления является сломноП задачей для любого способа формирования покрытий. Проанализировав существующие термические и физико-химические методы интенсификации процесса напыления, в наших исследованиях для активирования процесса ГПН керамических частиц мы используем, в основном,- два приема: напмлеиие твердых порошков в легкоплавкой оболочке и увеличение скорости частиц. Первая задачо в работе решалась путем применения для ГПН плакированных керамико-металлических порошков, вторая - за счет конструктивного усовершенст -вования газопламенного распылителя путем применения воздушного ускорителя частиц.

Кроме этих двух основных методов антивирования процесса образования КП при ГПН дополнительно использовались другие физико-химические приемы: образование эвтектин за счет ^определенного подбора компонентов напыляемого порошка; инициирование межфазного взаимодействия путем образования промежуточных соединений (например шпинелей); использование в качестве планирующей оболочки металлов, имеющих высокоактивную ультрадисперсную структуру и др.

Используя известные уравнения движения фаз для газопорошковой струи и учитывая воздействие но основную струю дополнительного воз -душного потока из активатора,получили уравнение для расчета скорости частиц по дистанции напыления

у зг

¿Ж - УУч

¿2 яд^л у* '

где МЛ , т скорости газа и частиц; 2. - дистанция налы -

ления; р^ , - плотности газа и частиц; ^ вязкость га -

за; диаметр частиц; - сила взаимодействия частиц.

8 работе разработан алгоритм и программа дгя пасчета скорости полета частиц с применением ЭВМ СШМ РСХТ .

3. Методики исследования. •

Основными критериями выбора композиционных порошков для ГПН износостойких покрытий являлись: высокая износостойкость; возможность распыления газопламенным распылителем; иеди{ицитность и невысокая стоимость; наличие освоенного производства порошков. Наиболее часто в качестве износостойких керамических материалов используют карбиды и окс'иды металлом. Среди первых для наших исследований был выбран карбид хрома, а из группы оксидной керамики - оксид алюминия.

Исходя из вышесказанного, а также учитывая существующий уровень освоения промышленного производства композиционных порошков, в работе использовались плакированные порошки, полученные гидрометаллургическим методом (НПО '"Композиционные системы") состава Сг3Сг-Мо ; (содержсние никеля, масс.Я: 15, 20, 25., 30) и Мг03-М1 (содер -канне никеля, массД: 30, АО, 50, 60). Размер порошков не превышал 100,мкм.

Гранулометрический состае порошков определяли с помощью счетчика "ТА-П" £ирмы "Нультер" (Франция). Текучесть и насыпная плотность частиц оценивалась по стандартным методикам (ГОСТ 20899-75 - для текучести и ГОСТ 1944074 - для насыпной плотности). Для измерения удельной поверхности Порошков применяли метод адсорбции с использова -нием универсального анализатора "Акусор-Б 2100" фирмы "Культроникс".

Результаты измерений технологических свойств композиционных порошков приведены е табл.1.

Таблица 1

Технологические свойства композиционных порошков

Состав порошка Удельная поверхность, 1» г / г 1екучесть, с Посыпная плотность 10э, кг/м»

15 Ш-СгзСг 0,52 38,45 2,34

20 №- Сгз Сг 0,35 35,93 2,49

25 №-Сг3 С г 0,16 33,40 2,64

30 Ш-Сг3Сг 0,09 30,87 2,82

30 Ш-ЖгО* 0,1 97,36 1,12

40 Ш~Жг0з 0,08 78,93 1,15

50 /\icMz03 ) 0,07 62,74 1,19

60 Ш-МяОл. 0,06 46,55 1,29

В результате плакирования керамических порошков металлом по -верхность' их сглаживается и текучесть улучшоется. Величина удельной поверхности проходит через максимум, что связано с условиями плакирования гидрометаллургичесним методом.

Исходя из анализа существующего оборудования для ГПН в качестве базовой распылительной установки для проведения исследований была выбрана установка УПТР-1-85 (конструкция 1"НД"АШ АН Беларуси).С целью повышения скорости полета частиц она дополнялась специальным воздушным активатором- устройством для подачи воздуха под давлением 0,6 -0,7 МПа.

Измерение скорости полета частиц производилось прибором ИССО-1, конструкции Института физини АН Беларуси, а для температурных исследований применялся четырехканальный спектрометр Ш,М.

Микроскопические исследования композиционных порошков, а такме полученных из них покрытий проводили методами световой (микроскопы "Неофот-ЗО" и МИМ-8) и растропой ("Камебакс микробим") микроскопии. Пористость покрытия изучалась с помощью прибора фирмы "Квантимет" (Англия) на участках микрошлифа размером 150 х 120 мкм путем усреднения результатов измерения с 10 различных полей.

Содержание углерода в порошках до и после напыления определяли кулонометрическим способом в соответствии с ГОСТ 25599.1-S3. 3 ка -честве экспресс-анализатора использовался прибор АН-7529.

Фазовый анализ исследуемых порошков и КП проводили на реитге -новском дифрактометре ДРОН-ЗМ с использованием трубки с медным излучением.

Микротасрдость покрытий измеряли но приборе "Шимадзу" (Япония) в соответствии с ГОСТ 9450-76. Для определения прочности сцепления КП использовали штифтОвый метод. Образцы помещались в специальную оправку, позволяющую производить напыление сразу 20 образцов. Отрыв штифтов осуществляли на разрывной машине 2055 Р-05.

Внутренние напряжения покрытий изучали на плоских образцах из низкоуглерадистой стали с размерами 1,5 х 10 х 130 мм по их прогибу после напыления. Для измерений прогиба образцов использовали вертикальный оптиметр.

Для испытания КП в условиях изнашивания свободным абразивом была разработана специальная установка, работающая по классической схеме "изнашивающей чаши". В качестве эталона ¡шюльзоволась зака -ленная сталь 45. Износ измеряли весовым методом на весах ВЛР-200.

4. Знспеоичзнтальныо исследования процесса газопламенного

, ■ напыления кеоамико-металлических порошков, структуры и свойств полученных покрытий

Основными параметрами, определяющими процесс Г ПН порошковых материалов являются скорость полета частиц и температура разогрева их поверхности. Результаты измерений этих параметров представлены на рис. 1 и 2. Используя полученные данные,мы можем определить важнейший технологический параметр - дистанцию напыления, которая выбирается исходя из максимальной скорости полета частиц и достаточно высокой температуры ногрева их поверхности, например, для частиц СгьС3-Мс (размер 63 мкм) эта дистанция будет ровна 110

...140 мм, т.е. деталь размещается сразу-же за точкой с-хождения воздушных струЧ активатора.

О процесса ГПН происходит взаимодействие композиционных частиц с газочыч пламенем, в результате которого наблюдается изменение исходного состава частиц, возникновение новых соединений, образование эвтектик и т;д. Матрица напыленных КП представляет собой сплав, образованный в результате взаимодействия исходных компонентов частиц. При этом, следует отметить, что более активно взаимодействуют компоненты а системе CzbC¡.-N¿ , причем с повышением металличесной Составляющей это взаимодействие усиливается.

Из результатов фазового анализа повышенный интерес вызывают данные об образовании шпинели M¿ Оц и ai -форм

причем эти }азы наблюдаются только в покрытиях, напыленных с участием ,активатора.; Дело в том, что и шпинель fl/¿J/¿2 Оц и ¿¿--/<£¡¿2, относятся н износостойким структурном составляющим. Таким образом, воздушное активирование процесса ГПН, кроме ускорения полета чостиц, способствует образованию промежуточных фаз и обеспечивает необходи-. мые полиморфные превращения ( j. ~*■ oí ) оксидной керамики. Для композиционных чостиц Сг5Сг~№ выгорание углерода после распыления составляло не более 12i исходного состава.

Изучение микроструктуры КП показало: наполнитель равномерно распределен в' матрице; количество свободных карбидов и их размер определяются гранулометрическим составом порошков и количеством плакирующего металла - чем его больше, тем в результате взаимодействия (растворения карбидов) уменьшается размер наполнителя.

Степенью мешфазного взаимодействия определяется и уровень пори-

80

X)

1 60

1 60

Ь

40

1 30

-о

В го

10

0

Рис . I

|

§ 1500

§ то

I

У 1300

1

Ш

N 8' 1100

1 юоо

Г дх>

Й

Рис. 2

А

1 г у/

/1 Ж

Л { /4

¿О ЮО НО ¿О О ¿¿о

Дистанция напыления, мм

зоо

Изменение скорости полета частиц по дистанции напыления: 1,3 -№£03-№ ; 2,4 -СгэСг-№ ; 1,2 - 40-63 мни; 3,4 - 63-100 мни. Содеряание Ш - 25 обЛ

50

■ТОО 15 о гоо 250

Диетанцш напыления, мм Изменение температуры поверхности частиц по дистанции напыления: 1 -СгАС£-М (25 об.Я); 2 ~ЖгОз-№ (25 об.Х); разизр. частиц 40-63 ыкм

эоо

стости ногшяешшх КП (рис.З). Чем активнее взаимодействуют керамическое ядоо и п/юкиоукдай металл, тем полученное покрытие плотнее. С повышением металлической состввляющеП в ноылоэиционных порошнах пористость покрытий уменьшается нсн для системы »

ток и для системы Лёг03-//с-

Содержание № £ частице С£ -М, масс./, а

28

** 24

л го

е

о 16

о

8 12

а

в

;

___

Содержание № & частице ЖгОз-Ус,насс. %

Рис. 3. Зависимость пористости КП от состава

композиционных порошков: а - система Сг3Сл-М1 б - система ; 1 - размер частиц

63-100 инк; 2 -- размер частиц 40-53 мкм

Уровень внутренних напряжений КП сравнительно невелик (40 ... 100 МПа), причем как для !!!! с СззСг ¿ тан и для КП с ЛС^ 03 наблюдались.напряжения растяжения. Прочность сцепления покрытий с повышением количества металла в композиционной частице возрастает. Более активно взаимодействующая система СглС~!Z-N¿ сильнее

связана с основой, чем менее активная система ЛвиОз-Мс -

Испытания на абразивную и'зносостойчость показали, что сущест -вует пг]Т'.г-ал|,ное соотношение между компонентами керамико-металличес-иогг- понрытия^при нотором наблюдается наименьший износ КП. Для системы Сг3Сг-Л/с : это соотношение составляет (rio объему) 85Х

CibCi ' 15% Ni ; для системы Лё2Оь -Ni - 1Ъ% Л£хОь * 25% Mi . Уровень износостойкости КП тесно связан со степенью мешфазного взаимодействия компонентов. Чем последняя выше, тем прочнее закреплен наполнитель в матрице и тем лучше покрытие способно сопротивляться воздействию абразивных частиц. Этим и объясняется тот факт, что КП состава Cz - Mí обладает более высокой изно -состойкостыо, чем НП состава ЛО.з.Оз-11/t .

5. Разработка технологического процесса восстановления и упрочнсння деталей ГПН керамико-металлических покрытий. Стендовые и эксплуатационные испытания деталей. Технико-экономическая эффективность разработанных мероприятий

В-качестве основного объекта для ГПН керамико-металлических по-нрытий, работающих в условиях абразивного изнашивания,был выбран диск сошника зерновой сеялни - одна из наиболее массовых деталей, требующих повышения износостойкости при их восстановлении или изготовлении.

Упрочняющая операция ГПН КП выполняется на завершающем этапе технологического процесса восстановления (изготовления) диска. В качестве напыляемых материалов, но основании лабораторных исследова -ний, рекомендуются композиционные порошки составов- Сга Сг - Ni (20% масс.) и ЛЧг.Оъ -NL (40 % масс.). Для получения подслоя

использовался порошок ПТ-НА-01, толщина подслоя 0,01...0,05 мм.

Режимы напыления: дистанция - 110...120 ми; коэг/^-циент fi -- 1,7...1,8 (для Сг^С2 ) и 1,9...2,б (для 03 ); скорость fращения диска - 1,7 ; расход порошка 12...25 г на дтк; толщина покрытия 0,15...0,20 мм.

Одним из основных критериев качества напыления дисков является величина его коробления. Результаты измерения последнего, понизали (рис.4); что. деформация диска мосле ГПН не превышает допустимых пределов, т.е. • <■ 3 мм.

2Д

2,0

5

Г.5

^

^ ю

-о

л ■

о 0,5 £

А >

Г * У

0,15 0.20 0,25 0,30

Толщина покрытия, мп

Рис. 4 Зависимость величины коробления диска от толщины КП (ширина покрытия - 10 им): 1 - покрытие с А£г. Оз ; 2 - покрытие с Сг3

Стендовые ресурсные испытания сошников с экспериментальными дисками проводили^ в отделе испытаний Кировоградского ПКИ "Почво.по-сезиа:'," на специальном стенде. Наработна сошников соответствовала 9-ти летнему сроку :лукбы сеялки и составляла 1000 часов (2700 га). Интенсивность- изна:.ьания дисков составила:для серийных-1,3 мм/100 га; для дисков с покрытием СгЛСЛ -/14' (20% масс.) - 0,7 мм/100 га; для дисков с покрытием Мг0з-М (40% масс.) - 0,8 мм/100 га. Таким образом, "износостойкость дисков с КП .повышается по сравнению с серийными в 1,ь ... 1,8 раза и кап видно из рис. 5 и б этого достаточно, чуобы сделать диски равнопрочными по отношению к другим элемента?.; .сея/ш*.

Полевые испытания дисков сошников, упрочненных керамико-метал -лическими п срытиями проводились в колхозе "Зори Кремля" Арбузинско-

3 Тс 1 Тк

1 Тп

II 11~1 Тдс

/////// /////////// А Тду

\> / j / j /)/)/)/)?/// /\ Тдуб

TÜ0

Гц* Tmj_ilft

Т*ь 7*>? Тмм

AJБ 12 Ы) tsbo 1вЬо ?lbo 2Ю0 г?Ьо

О Jbo EÖO

Нсхрсхботна/ -?

га

3 Я i I Т

Срок службы, еоды

т-ä

Рис. 5 Диаграммы средних ресурсов конструктивных элементов сеялки: Тс - сеялки в целой; Тк - корпуса сошника; Тп - подлинника; Тдс - диска серийного; Тду - диска, упрочненного на заводе-изготовителе; Тдув - диска, упрочненного при восстановлении; Тдр, - ДО -

ремонтный и «еиремонтные сроки слуяби серийного диена

350

I

I

I

4

3W -

350

320

3 24-----

Г

*Ьо äöo soä iebo 1500 -твое гюо гчЪо ¿i'OO И а р а ö~o m к <х , г ос_

т

X

е

Рис.

"7—

Срок службы, годы

Изиенение диаметра дисков сошников ъ течение срока слуаби: 1 - упрочненный на заводе-изготовителе; 2 - упрочненный при восстановлении; 3 - серийный диск. Вертикальные линии - припусн на иехскическую обработку под ремонтный разыер 13

го ротона Николаевской области на зер.чових сеялках СЗ-З.бЛ. Износо-сто7ки;.ть упрочненных дисков оказалось в 1,8...2,1 раз выше чем серийных.

Технология упрочнения дисков сошников ГГЖ керамико-нетолличес -них порошков принята к внедрении на Производственном объединении по сеялкам "Красная звезда" (г.Кировоград). Окидаемый экономический эМент составил 928 тыс.руб. ( в ценах 1991 г.).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате анализа литературных источников'показано, что одним з основных направлений повышения долговечности деталей машин, работающих в условиях абразивного изнашивания, является нанесение на их поверхность в процессе восстановления или изготовления композици -онных. мокры гий системы металл-керамика..

2. Доказана всзк'ошность получения композиционных керсмико-метал-лических покрытии методом газопламенного напыления с применением воздушного антивпрозания» При этом скорость ползто частиц при ГПН увеличивается приторно в л во раза (с 35...40 м/с до G5...80 а/с). Плоки -ро (такие ко&а'-чсчссних частиц аетоллоы иовишоег текучесть порошков

в 1,5 разч, Мх03 - в 1,2...2,6 раза); защищает карбиды от выгорания углерода; усиливает ке«$озное взаимодействие компонентов.

3. На основании изучения /иномических и температурных характе -ристик га.-опорешково." струи тсрморо'спылительно'й усгонояки установлена оити-ипиная дистанция напыления КС: для частиц Сг3Сг'А/й - 110... 140 им; для частиц Adi Оз - № - 123. ..150 мм.

4. Установлено, что состав и структура напыленных КП определяется степенью '-смазного взаимодействия компонентов покрытия. Для сис-tcmlj СглС\ - А/С нсблгадается активное взсимодействие с сбразо -ванис;' твердых растеорог, эвтектики, карбидов других модификаций

( Сг7 Ci ) и т.д. Взаимодействие в нереагирую^ей системе удалось инициировать путем создания промежуточных соединений типа шпинели MiAdi О4 . Пористость керамико-металлических покрытий состава ¿¿3 Сг ~ /Vi находится в пределах 5-20$, состава /Vi - -¡0-272.

5. Показана вешоьность управления уровнем основных свойств КП-(микротвердость, внутренние напряжения, сцепляемость, изнсссстсй -кость) за счет регулирования гранулометрического состава порошков,-изменения соотношения компонентов з композиционной чсстице, нспраз -

ленного логировония матрицы КП, образования промежуточных структур на границе раздела фаз.

6. На основе изучения структуры и свойств КП определены оптимальные составы композиционных порошков для ГПН покрытии, предназно -ченных для работы з условиях абразивного изнашивания: Cs¿ Сг. ~ ¿Ve 2Q% масс, и JCzOb - Ni 40% масс.

7. Разработан технологический процесс упрочнения дисков сошников зерновых сеялок ГПН керамико-металлических покрытий. Режимы напыления: дистанция 110...120 мм; коэффициент fi = 1,7...1,8 (для Сг^Сг ~ ) и 1,9...2,6 (для М*Ол - Ш ); скорость вращения диска и 1,7 с""'; толщина покрытия 0,15...0,^0 мм.

3. Стендовые и эксплуатационные испытания упрочненных деталей показали, что их абразивная износостойкость возрастает по сравнению с серийными дисками в 1,6 - 2,1 раза.

9. Технологический процесс упрочнения' дисков соиникоз ГПН КП принят к внедрению на Кировоградском ПО по сеялкам "Красная звезда". Онидаемый годовой экономический эффект составил 928 тыс.руб. (в ценах 1991 года).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Салем A.C. Газопламенное напыление композиционных покрытий.- В сб.: Региональная научно-практическая конференция "Энергия молодых - перестройке".- Кировоград: ЦНТИ, 1989.- С.25-26.

2. Черновол М.И., Салем A.C., Соколовский М.Ф. Упрочнение деталей сельскохозяйственной тсхнини композиционными покрытиями.- В сб.: Проблемы разработки и производства сельскохозяйственных машин.-К.: У К К ВО, 19S0.- С.40-46.

3. Черновол М.И., Салем A.C. Изучение параметров процесса газопла -менного напыления порошков на детали сельскохозяйственных машин.-В сб.: Повышение технического уровня сельскохозяйственных ма -шин.- К.: УМК ВО, 1991.- С.42-47.

4. Тельнов Н.Ф., Салем A.C., Черновол М.И. Получение композиционных покрытий газопламенным напылением.- В сб.: Способы повышения долговечности сельскохозяйственной техники.- М.: МИИСП, 1991.-С.27-32

,5. Салеи A.C., Черновол !.!.'Л. .Нанесение керамико-металлических покрытий нg летали сельскохозяйственных машин газопламенным распы-

ства сельскохозяйственных машин,- Кировоград: КЦНТИ, 1991.-С.63. 6. Тельнов Н.Ф., Черновол М.И., Солем A.C. Газопламенное напыление композиционных покрытии.- В сб.: Тезисы докладов всесоюзной научной конференции "Использование, надежность и ремонт машин, электронизация процессов и технических средств в сельскохозяйственном производстве аридной зоны",- Ашгабад: ТСХИ,1991,-С.55-56.

'7. Белоцерновский М.А., Черновол '«.П., Салем A.C. Упрочнение деталей сельскохозяйственной техники газопламенным напылением компо-. 'заданных порошков.- В сб.: Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Современные технологические процессы •упрочнения и- восстановления деталей".- Новополоцк: НИИ, 1991.

3. Салем A.C., Черновол М.И. Повышение долговечности дисков сошни -ков зерновых сеялок.- 3 сб.: Проблемы надежности и долговечное -ти сельскохозяйственных машин.- К.: УМК ВС, 1992,- С.80-84.

лителем.- В сб.: Проблемы конструирования и технологии производ-

С.Э6.

Подписано в печать

3aic.g/é Тир.¡00

лише'П ИМ. В,П. Гореткака"