Введение к работе
-3-
Актузльность_темы. Ужесточение условий эксплуатации, зозросшие в новьаГэкономинеских-условиях-требования.к долговечности и надежности технологического оборудования диктуют необходимость восстановления и повышения эксплуатационных свойств рабочих поверхностей, деталей машин и механизмов.
Одшаї из ведущих способов восстановления и повышения служебных свойств рабочего слоя прокатных валков, ножниц горячей резки и т.п., работающих в условиях горячего износа, является плазменно порошковая наплавка сплавами систем легирования Ш. - Сг - Si - В - С и Те - Сг - С. Основным недостатком плазменно - порошковой наплавки этими сплавами, значительно сужающим область применения, является высокая склонность покрытий к образованию трещин при их нанесении. Отсюда вытекает необходимость отыскания закономерностей образования трещин в наплавленном металле, влияния на этот процесс состава и структуры наносимого слоя, целенаправленно регулируемых параметрами наплавки. Важным моментом является структура и состав области вблизи линии сплавления, свойства которой влияют на напряженное состояние покрытия. Решение перечисленных выше вопросов является актуальной проблемой и представляет большой научный и практический интерес.
Цель_работы. На основе детального исследования структуры, фазового, химического составов, твердости и горячей износостойкости рабочих слоев, полученных плазменной наплавкой порошками типа НТЗХ16СЗРЗ и ПГ - С27, отыскать параметры наплавки, обеспечивающие формирование рабочего слоя с высокими служебными характеристикам!.
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
1. Исследовать влияние основных параметров плазменно порошковой наплавки: тока, расхода порошка, тешературы
предварительного подогрева на структуру, фазовый и химический составы одно- и двухслойных покрытий на основе порошков Н73Х16СЗРЗ и ПГ - С27.
2. Установить взаимосвязь структуры и состава покрытия с
формирующимся уровнем твердости и характером ее распределения по
глубине наплавленного слоя.
-
Изучить закономерности образования горячих и холодных трещин в образцах, наплавленных по различным режимам.
-
Отыскать структуру, фазовый и химический составы покрытий, обладающих высокими характеристиками трещино- и износостойкости при циклических теплосменах, и разработать на этой основе рекомендации по оптимальным режимам наплавки.
Научная_новизна,_работы состоит в изучении структуры фазового и химического составов одно- и двухслойных покрытий на основе порошков Н73Х16СЗРЗ и ПГ - С27, формирующихся при различных режимах плазменной наплавки. Показана возможность целенаправленного регулирования в шроких пределах параметрами плазменной наплавки (силой тока, расходом порошка, температурой предварительного подогрева) структуры, химического к фазового составов покрытий.
Прослежена взаимосвязь между составом, структурой и твердостью наплавленного слоя, а также с его склонностью к образованию трещин при наплавке и в процессе горячего износа.
Разработан перспективный способ многослойной наплавки присадочными износостойкими порошками на железоуглеродистую основу изделий.
Установлено, что благодаря рационально подобранным режимам наплавки удается значительно повысить трещино- и износостойкость покрытий, особенно двухслойных.
Практическая ценность. Разработаны рекомендации по режимам двухслойной плазменно - порошковой наплавки, обеспечивающим высокие
эксплуатационные характеристики рабочего слоя изделии, работающих в услових.горячего. износа_и циклических теплсскен. На основе данных рекомендаций подобраны режимы упрочнения поверхности роликов методом двухслойной плазменной наплавки самофлюсушимися сплавами. Внедрение этой технологии на Нижнетагильском металлургическом комбинате позволило увеличить срок эксплуатации роликов рабочего рольганга стана 650 в 1.8 - 1.9 раза по сравнению с неупрочненными роликами. Основные_положешя, „выносимые.на„защгту:
-
Результаты комплексных исследований структуры химического и фазового составов, свойств наплавленных одно- и двухслойных композиций из порошков Н73Х16СЗРЗ, ИГ - С27.
-
Корреляционные соотношения между параметрами плазменно -порошковой наплавки, структурой, составом и твердостью покрытий, а также склонностью к образованию в них трещин г процессе наплавки и горячего износа, с циклическими теплосменами.
3. Режимы, приводящие к формированию состава и структуры
рабочего елся, обеспечивающего повышенный срок эксплуатации изделия.
Апробация„работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Российской конференции "Состояние и перспективы восстановления и упрочнения деталей машин" (Москва, 1994); Международной конференции "Технология ремонта машин и механизмов", (Киев, 1994); Всероссийской конференции "Современные проблемы сварочной науки и техники "Сварка - 95" (Пермь, 1995); на научно -технической конференции "Современные аспекты металлурги, получения и обработки металлических материалов", посвященной 75 - летию образования металлургического факультета УГТУ (Екатеринбург, 1995) и на 13-й Уральской школе металловедов - термистов (Киров, 1996).
Публикации. Основные положения работы отражены в 12 публикациях и защищены патентом Российской Федерации.
Объем„работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы составляет 234 страницы, включая 102 рисунка, 30 таблиц. Список литературы содержит 54 наименования отечественных и зарубежных источников.
