Введение к работе
Актуальность данной проблемы подтверждается постановлением Со
вета Министров СССР за . 1035 от 04.10.84 г. "О мерах по дальнейше
му расширению производства и восстановления деталей и'изделий с уп
рочняющими покрытия?.!!! к автомобилям, тракторам и с.-м.машинам на
1985-1930 гг."- -
Цель работы. Повышение послеремонтного ресурса деталей посредством рационального легирования и согласования временных параметров технологического процесса восстановления с его кинетикой внутренних фазовых превращений.
Объектом исследований- служили детали движителей тракторов Т-54В, Т-54С, Т-70С, МТС "Беларусь", автомобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53, леыехи плугов, лаш культиваторов, ножи силосоуборочных, зерноуборочных комбайнов, косилок икаток,, изготовленные из различных конструкционных сталей и чугунов.
Научная новизна. В результате выполненных исследований и про
веденных экспериментально-прикладных работ к новым можно отнести
следующие положения -диссертации: '
- предложена модель процесса формирования металлопокрытий, оп
ределена структурная схема управления кинетикой' образования 'физико-
механических свойств восстановленных деталей, конгролирущим звеном
которой является отноигение карОидо образу щих элементов к углероду
[82, 86]; ,
-.- разработаны технологические приемы формирования структуры металлопокрытий с высокими триботехннческими свойствами на изношенных поверхностях деталей узлов трения [82, 86, 114];
' - разработана «"экспериментально подтверждена система параметров оценки эффективности технология металлопокрытий,включающая микроструктуру и фазовый состав, строение карбидных, боридных фаз,степень легирования, отношение карбидообразующих элементов и их сродство к углероду, оптимальные пределы раскислигельных и шлакообра-зующих элементов [1-42];
установлена и описана в-критериальной форме в соответствии с физической сущностью процесса взаимосвязь энергетических и технологических его параметров со'свойствами металлопокрытий [II, 14,15, 19,-29, 32, 39, 43-45, 48-49, 51, 53, 61, 71, 76, 80, 82, 85,86,93, 94]; -
разработаны математические модели комплекса взаимодействий входных факторов, определяющих технологический процесс для 'оптимизации выходных свойств металлопокрытий [49,54, 55, 72-74,76,88,89];
разработаны основные положения рационального легирования металлопокрытий, позволяющие получать-гашу износостойких- электродных материалов, флюсов, новизна которых защищена 20 авторскими свидетельствами; -установлено рациональное отношение карбидообразующих элементов к углероду с точки зрения создания износостойкости структуры- покрытий; показано, что при формировании структур на основе таких карбидообразующих элементов,как хром, вольфрам, титан, ванадий, молибден, величина отих отношений-должна быть в пределах 2,2-4,5; 0,5-1,5; 0,3-0,95; 0,3-1,2; 0,3-1,3 txf.% соответственно [80,82, 86, 87, 90-УЗ, 102-109];
установлены закономерности формирования высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита на стально;; поверхности детали при
повышенной ударной вязкости, износостойкости и стойкости к поротре-
щинообразованию [97, 107];-
на основании решения уравнения теплопроводности получено выражение для определения глубины проплавлення основного металла, которые используется для определения зоны термического влияния и-количества легирующего материала на единицу длины металлопокрытия,что позволило разработать ряд'способов и устройств дія формирования износостойких покрытий [86, 115];
предложена двумерная'функция распределения частиц по массе и высоте в межэлекГродном пространстве для образования легирующих смесей с однородным гранулометрическим составом [73];
установлены закономерности формирования износостойких металлопокрытий для знакопеременных нагрузок в условиях абразивного изнашивания, показано, что оптимальный состав структуры покрытий состоит из 30-35$ карбидной фазы, или смеси карбидной и боридной' фаз карбидообразующих элементов, равномерно распределенной в аустенит-но-мартенситной структуре [80, 82,"86, 114];
-установлено, что повышение производительности- технологичес
кого процесса металлопокрытий изношенных деталей в 1,5-2,0 раза "И
получение однородной по удельному и- фазовому составу структуры при
использовании ультразвука обусловлено стабилизацией строго опреде--
ленных параметров ультразвуковых колебаний в сварочной ванне [84,88,
99, 122]; - -
установлено, что' ударостойкие~и износостойкие покрытия в зависимости от условий эксплуатации могут иметь, разные то составу "" ' структуры: аустенитно-маргенситную, троосто-бейнитную, бейнито-фер-' ритную и соответственно-20, 25 и 35 карбидов карбидообразующих элементов [86, 91, 92, 95]; ' -. у- '
определены закономерности" изменения физико-механических
'свойств металлопокрытий от"условий~их формирования. Показано, что влияние энергии импульса при электроискровом наращивании -(ЭНН)на величину роста и распределение растягивающих напряжений по глубине наращиваемого'слоя значительно меньше пс сравнению с длительностью обработки, которые имеют тенденцию к затуханию по глубине и переходу из растягивающих в сжимающие [19, 26,, 29, 52,-85];
- установлены особенности образования карбидов иборидов пере
ходных металлов при формировании упрочняющих покрытий. Показано,что
содержание углерода и бора в покрытии после электрогазопорсшковой
наплавки (ЭГПН) и автоматической элекгродуговой широкослойной нал-,
лавки (АЭШН) должно быть таким, чтобы обеспечить требуемое количе
ство карбидов, боридов, а количество переходных металлов в покрыти
ях таково, чтобы весь углерод и бор был связан в наиболее износо
стойкий карбид или карбоборид данного элемента [91,92,95];
предложен критерий дяя оценки износостойкости металлопокрытий в условиях абразивно-ударного изнашивания, позволяющий определить работоспособность нанесенного слоя по отношению карбидообра-зущих элементов к углероду и степени легированности [86];
впервые сформулированы и определены услов>ія формирования покрытий при мелкокашлыюм и струйной переносе металла на поверхность детали [62, 102].
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и ре
комендаций подтверждаются не только положительными результатами
стендовых, промышленных испытаний, но и непосредственно эксплуата
цией на крупных ремонтно-воостановительных предприятиях республики
и за ее пределами (Дубэсарь, Криулень, Хынчешть, Яловенъ, Новомос
ковский завод по ремонту дороано-строителышх машин.Тульской облас
ти, п/я М-5093 и др.). "
Практическая"ценность работы состоят в создании базы для эф
фективных технологий по восстановлению изношенных деталей узлов тре
ния автотракторной к сельскохозяйственной техники упрочняющими ме
таллопокрытиями. "
Полученные научные результаты и обобщения об электрофизических процессах,- происходящих при покрытиях,.износостойких материалов, послужили основой для разработки:
методики эксплуатационных испытаний 'восстановленных деталей узлов трения сельскохозяйственной техники при разных почвенных и рельефных условиях [86];
методики расчета глубины проплавлення основного металла с учетом предельно допустимой величины присадочного материала [112] ;
методики расчета движения заряЗкенных частиц в переменном электрическом поле [73];
способа стабилизации ультразвуковых колебаний в сварочной ванне [99];
- способа соединения конструктивных элементов склеиванием [ИЗ];
- оригинального электрохимического способа очистки .технических
вод в ремонтном производстве [123]; -
установки ОКС-26284 для комбинированного металлопокрытия поверхностей деталей с разными водами износа [III, 112];
установки ОКС-26254 для процесса восстановления изношенных крупногабаритных деталей автотракторной и сельскохозяйственной техники [59, 60, 64, 100];
установки ОКС-26266 для АЗШ с использованием ультразвукового поля [95, 119];
оригинальных составоз для покрытий, оСеспечиваэдпх увеличение износостойкости восстановленных деталей в 2-8 раз по сравнению
с существующей технологией восстановления [96 - 98, 103, 105-107, 109, 112];
оригинальной шахты порошковой проволоки для восстановления деталей, работающих в абразивной среде [104, 118];
оригинальных керамических флюсов для металлопокрытий Гі02, I05J.'
Полученные результаты представлены в диссертации как научно
обоснованные технические и технологические решения по разработке
комплексных технологий по формированию металлопокрытий с высокими
грибогехническими свойствам», отвечающими условиям эксплуатации,вне
дрение которых имеют важное значение для народного хозяйства ҐІ -
86]. Материалы, диссертации могут служить основой для широкого ис
пользования не только в ремонтном производстве, но и'в промышленно
сти при изготовлении деталей узлов трения с высокой износостойкостью
[44].
Реализация результатов работ в ремонтном производстве заключа
лась в производственной отработке технологии, широкой опытно-про
мышленной проверке и испытаниях упрочненных it восстановительных де
талей, создании проектной, технической документации и внедрении раз-,
работок на предприятиях АПК ІЬсагропрома СССР и других отраслей.Спо
собы металлопокрытий, оборудование, устройства и электродные мате
риалы, разработанные автором, использованы на авторемонтном заводе
}і I, заводе "Молдгидромаш", центральной базе технического- обслужи
вания "Кишиневтранс", ремонтном филиале Ун 1-"Молдавторемонт", фили
але 'ЇЬ. 3 "Кишиневтранс", в колхозах Кэприяна, Пэнэшец/л- Стрэшенско-
го района, Суручень Яловенского района, XX партсъезд Хынчештского
района, Дубэсарской, Криуленской, Орхейской, Яловенокой РСХТ,заводе
"Молдавкабель", Новомосковском заводе но ремонту дороаио-отрои-
гельных машин Тульской области, предприятии п/я М-5093,- 643 СПИРО я
на других предприятиях. В народном хозяйстве нашли-применения 5 ав
торских изобретений на способы', устройства и электродные материалы,
флкюы и порошковые-легирующие составы.
К настоящему времени годовой экономический'эффект от внедрения результатов работ составляет 2 млн 304 гас.руб.
В учебном процессе Кишиневского сельскохозяйственного институ
та и Кишиневского политехнического института при изучении технсло-
гии металлов используются методические пособия,посвященные упрочня
ющим покрыгиятл и формированию износостойких сплавов.'
Апробация работы. Основные полонення и результаты научных исследований докладывались начиная с 1964 г. на 30 всесоюзных, республиканских и международных конференциях, научно-технических совещаниях, научных семинарах, в том числе: на НТК сельскохозяйственно-
го 'и политехнического чнстигутов (г.Кишинев, 1964-1985 тґ.)» Уфимского (г.Уфа, 1977-1980 гг.) авиационного филиала' московского технологического института ; на Международной конференции стран-членов СЭВ "Ремдеталь-83" (г.Киев); Всесоюзном научно-техническом' семинаре Киевского (г.Киев, 1985, 1986 гг.) института проблем литья АН УССР и'-Всесоюзного научно-исследовательского института восстановления изношенных деталей (ВНИИВИД).
Результаты работы докладывались и получили одобрение) на объе
диненном научно-техническом семинаре лаборатории '- электроискровой
обработки материалов, лаборатории электрохимической размерной обра
ботки металлов, лаборатории гальванических покрытий ШІФ АН ССРМ; на'
заседании научно-технического совета НПО "Мздцсельхозтехремонг"; на
объединенном научно-техническом семинаре кафедры ремонта и долго
вечности машин и кафедры материаловедения Московского ордена Трудо
вого Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного про-
изводства-ш.В.П.Горячкина; ВНИИВИД "Ремдеталь". , -
Публикации. Основные положения диссертации в форме научного доклада^опубликованы в 3 монографиях» двух брошюрах, 166 статьях, 25 авторских-.свидетельствах, в 7 заключительных отчетах. - -
Структура и объем работы. Диссертация в форме научного доклада
состоит из '5 разделов и содержит 33 страницы машинописного " текста,
в том числе 15 рисунков, 4 таблицы,- списка основных опубликованных
работ 123-наименований." '
Похожие диссертации на Технологические принципы формирования высоких триботехнических свойств восстановленных деталей металлопокрытиями
