Введение к работе
Актуальность работы. Прогресс в развитии современного оборудования легкой промышленности во многом определяется способностью материала деталей машин противостоять в процессе эксплуатации с минимальной степенью износа все более возрастающим по мере совершенствования изделий нагрузкам и скоростям скольжения. В связи с тем, что около 90% машин и агрегатов выходит из строя по причине износа, а расходы на ремонт постоянно увеличиваются, решению проблемы упрочнения и восстановления рабочих поверхностей деталей придается огромное значение. Особенностью эксплуатации высокоскоростного оборудования легкой промышленности является водородный износ поверхностей трения в результате контакта с полимерными материалами. Это вызывает необходимость нанесения защитных покрытий с высокой прочностью сцепления и твердостью. Незначительные габариты деталей оборудования швейного, обувного, трикотажного и текстильного производства и довольно высокая точность их изготовления существенно ограничивают применение газопламенного, плазменного, высокоскоростного методов напыления или наплавки из-за значительной степени нагрева и возникающих при этом деформаций, структурных изменений в материале.
Одним из перспективных путей увеличения срока службы наиболее нагруженных деталей и узлов может быть использование покрытий различного назначения, наносимых детонационным методом. Благодаря весьма высокому уровню скоростей частиц напыляемого материала, а также дискретности процесса данный метод позволяет получать покрытия с наиболее высокими характеристиками без существенного нагрева деталей. Детонационные покрытия одинаково успешно могут применяться как для упрочнения вновь изготавливаемых деталей, так и для восстановления изношенных. Таким образом, использование детонационного напыления для увеличения срока службы
оборудования легкой промышленности <гвгтш*тга негода актуальной пробле-
рС НАЦИОНАЛ*. ^? мой. Настоящая работа посвящена решеї ию зздЯМ йВЯЗВМшх процесса детонационного напыления к специфике изготовления, эксплуатации и ремонта деталей оборудования легкой промышленности. Дель и задачи исследования. Цель работы состоит в увеличении срока службы деталей и узлов оборудования легкой промышленности, а также их ремонтном восстановлении методом детонационного напыления. Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи: Анализ условий работы и причин потери работоспособности деталей оборудования легкой промышленности, выбор и обоснование метода упрочнения и восстановления. Теоретическое обоснование основных направлений исследований: определение основных путей повышения качества покрытий; изучение и выбор наиболее приемлемых методов расчета энергетических характеристик частиц напыляемого материала; изучение возможностей целенаправленного влияния на структурно-фазовые изменения, протекающие при формировании покрытий из композиционных материалов. 3. Экспериментальные исследования по изучению влияния энергетических выбор методики и экспериментальное исследование процесса разгона и разогрева частиц в стволе детонационной установки; исследование возможности использования пересжатых детонационных волн для повышения скорости частиц. 4. Экспериментальные исследования по изучению влияния структурно- исследование влияния способа получения порошка на фазовый состав покрытий и определение основных требований к исходным материалам; исследование зависимости структуры покрытия и его эксплуатационных свойств от основных параметров процесса; разработка методов управления структурно-фазовыми процессами при напылении покрытий. 5 Адаптация процесса детонационного напыления к особенностям оборудования легкой промышленности, его эксплуатации и ремонта: выбор альтернативных порошковых материалов и разработка технологии их нанесения; разработка методологии внедрения серийного упрочнения и восстановления деталей. Научная новизна заключается в следующем: Впервые предложена методика разработки технологических процессов детонационного напыления для упрочнения деталей оборудования лёгкой про-мышленности, контактирующих с полимерными материалами при высоких скоростях скольжения. Методика основана на предварительном анализе энергетического состояния частиц порошка во время разгона и разогрева с помощью численного и аналитического методов расчета. С помощью метода быстродействующей лазерной визуализации и многолучевой пирометрии изучено влияние скорости и температуры частиц на качество получаемых покрытий. Получены покрытия с повышенной прочностью сцепления с подложкой и плотностью за счет использования пересжатых детонационных волн. Предложен способ управления фазовым составом напыляемого слоя. Разработана и внедрена технология нанесения дешевых чугунно-стальных композиций с высокими эксплуатационными характеристиками. Практическая значимость работы. Разработан метод упрочнения и восстановления наиболее изнашиваемых деталей и узлов оборудования легкой промышленности. Предложены способы повышения характеристик покрытий за счет увеличения скорости частиц напыляемого материала и упраатения структурно-фазовыми процессами, происходящими в нем. Прочность сцепления достигает 250-280 МПа. Определены основные принципы выбора исходных порошковых материалов, а также режимов технологического процесса напыления. Разработана технология получения покрытий из недорогих и недефицитных материалов, практически не уступающих по характеристикам покрытиям типа WC-Co, WC-Ni, Cr3C2-Ni (прочность сцепления - до 200-250МПа, твердость-HRC55-60). Решена также задача удешевления процесса в целом. Разработана методология внедрения способа упрочнения с учетом специфики оборудования легкой промышленности с минимальными затратами средств и времени. Достоверность результатов исследования. Достоверность полученных результатов подтверждается практической реализацией и внедрением разработанных научных и технических решений, использованием современных приборов и контрольно-измерительной аппаратуры, одобрением научной общественности. Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научно-технических конференциях и семинарах. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ и получено три авторских свидетельства на изобретение.
характеристик частиц на качество покрытий:
фазовых изменений в напыляемом материале на качество покрытий:
Похожие диссертации на Разработка метода упрочнения и восстановления деталей оборудования легкой промышленности детонационным напылением покрытий
