Введение к работе
Актуальность темы. В условиях ужесточения режимов ксплуатации узлов и механизмов современных машин и ромышленных агрегатов повышаются требования к долговечности [ надёжности деталей технологического оборудования и інструмента. Особое значение имеет проблема улучшения ілукебннх свойств прокатных валков.
Проведенный анализ условий эксплуатации инструмента "орячего деформирования и деталей металлургической оснастки юказал, что они выходят из строя при износе І...2 мм на :торону. Это предопределило применение для упрочнения и юсстановления рабочей поверхности плазменно-порошковой іаплавки, способной создать. на поверхности слой сравнительно іебольшой толшины с высокими служебными свойствами, {спользованив порошков самофлюсувдихся сплавов для нанесения юкрытия на сталь позволяет при различных режимах, отличавшихся интенсивностью величина термическоговоздействия, юлучать в наплавленном слое широкую гамму структурных состояний и, следовательно, свойств рабочей поверхности. Іозтому встабт необходимость установления закономерностей влияния режима наплавки на структуру и фазовый состав рабочего злоя. Узловым моментом является вопрос о взаимосвязи структуры и технологической стойкости изделия в конкретных условиях эксплуатации. Решение перечисленных выше вопросов для создания изделий с высокоизносостойкими покрытиями представляет большой научный и практический интерес.
Цель работы. В работе были поставлена следующие задачи : I. Исследовать влияние основных параметров плазменно-
-4-порошковой наплавки: тока, скорости, предварительного подогрева на структуру, фазовый и химический состав покрытия из самофлюсущегося сплава H73XI6C3P3 на теплоустойчивую сталь 4Х5МФС.
2.Отыскание структуры, фазового и химического состава покрытия, обладающих высокими характеристиками трещино- и износостойкости при циклических тешюсменах, и разработка на этой основе рекомендаций по оптимальным режимам наплавки.
3. Разработка специальных установок и методик для исследования структуры и служебных, свойств наплавленного металла и зоны термического влияния, позволяющих с высокой степенью достоверности моделировать условия наплавки и эксплуатации и , на основе экспериментального материала корректировать режим нанесения покрытия.
Научная новизна. Изучены структура, фазовый к химический
состав покрытий из никелевого .самофлюсувдегося сплава
Н73П6СЗРЗ на теплоустойчивую сталь, формирующихся при
различных параметрах наплавки: токе, скорости, предварительном
подогреве. '
Показана возможность Целенаправленного регулирования
режимами" 'плазменной наплавки фазового состава и строения
наносимого слоя: от структуры с .дисперсными выделениями
специальных карбоборидов к структуре с крупными частицами
вторых фаз и, наконец, к дендритно- ячеистой структуре, в
которой основной упрочняющей фазой является карбоборид
цементитного типа, что предопределяет изменение в широких
пределах свойств покрытия. ,
Установлено, что наибольшей трещино- и износостойкость!) обладает дендритно-ячеистая структура, формирующаяся при максимальном ташіовложении. На этой основе разработаны
рекомендацші по выбору оптимальных режимов наплавки.
Обоснована перспективная технология применения плазменно-порошковой наплавки, позволяющая значительно повысить надежность, прочность и долговечность инструмента горячего деформирования.
Практическая ценность. Разработаны рекомендаций по выбору режимов плазменно- порошковой наплавки, обеспечивающие получение рабочего слоя изделий, работающих в условиях циклических теплосмен, с высокими технологическими характеристиками. Подобраны режимы наплавки раскатных валков и деталей металлургического оборудования (роликов рольгангов и др.).
Внедрение технологии наплавки на Нижнетагильском металлургическом комбинате -дало годовой экономический эффект 940 тыс. рублей (1991г) при долевом участии автора 94 тыс. рублей.
Основные положения.выносимые на защиту :
I.Результаты комплексных исследований состава, структуры и свойств композиции H73H6C3F3- 4Х5МФС, полученной плазменно-порошковой наплавкой.
2. Корреляционные соотношения между параметрами плазменной наплавки, характеристиками структуры , фазовым составом и служебными свойствами наплавленного слоя.
3.Режимы, приводящие к формированию оптимальной структуры и свойств рабочего слоя.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы
доложены и обсуждены на республиканской научно-технической
конференции "Современные методы ' термической,
химико-термической обработки . и поверхностного упрочнения деталей машин и инструментов'' (Ташкент, 1990), Всесоюзной научно-технической конференции "Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической и химико-термической
обработки в машиностроении и металлургии (Новокузнецк,1991), зональных семинарах "Прогрессивные метода восстановления и упрочнения деталей" (Н. Тагил, 1989, 1990, 1991 ) "Передовая технология термической обработки" (Екатеринбург,1992).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Обьбм работы. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, 22 таблицы, состоит из введения,пяти глав, выводов, библиографического списка из 94 наименований и приложения.
