Повышение эффективности использования сплавов на основе релита при наплавке комбинированных твердых покрытий Замулина, Ирина Николаевна

Введение к работе

Актуальность работы. Преимущественным направлением преду-превдения хрупкого разрушения твердых износостойкие наплавленных покрытий является создание слознолегированных наплавочных сплавов с повышенной вязкость¹!) разруиеяия. При это?.; приходится использовать дорогие легирующие элементы. Однако высокое содержанке в структуре наплавленного износостойкого металла твердых фаз з виде карбидов, карбоборидов и интерметаллвдов, отрицательно влнявщех на аязкость разрушения, делает эту задачу технически трудноразрешимой. Особенно сложно повысить путем легирования вязкость разрушения какронооднородных наплавленных покрытий па осново гранулированного карбида волхфрака (релита), который 2КЄОТ игроков приайНОЕИэ при производства породорззру-павздго инструмента, в чзстностг, гзроззк суровкг долот.

Поэтому разработка новых тэхяологгчэсг-пх процессов наплавки, обоспечигззіцпг достаточно высог-иэ цзяоссстоЬмсть з влзкость разругения ва бгзэ суцествувцгх твэркаг сплавов яглязтея гагзсЗ паучпо-тохнитесг.сЭ задачей.

В етои направлении перспективно геполъзст-зть прикажи построения слоистых кенструкцгэнных кзгериалов.

Получение дассипатязнкх макроструктур наплззлояЕнх яопра-Ї2Й, обеспочлЕЗвптгг эффективное рассэивааие энергии при Еагрузо-ягн за счет локально! пластической деформации а иянроразрушгнгн позволяет существенно снизить требования к дзформационноЗ способности износостойких сплазоз в упростить технология их наплавил.

Дзль -работы - разработать технологические процессы получения наплавленного релитса слоя с введением в него упрочняющих прослоек, оозыгвчпвапзих попхпензв згеплуатационяей надегяоета пгареззк буровых долот, работавших в условиях абразивного взна-пеезепя, зяачитэльннх динамических н контактних нагрузках, тор-социкягчвекого воздействия.

f/етога веследордния. претвЕгтазв в работе, вклвчагн: испытания на трєїияостсЗкость при статстэском нагруганип; испытания ва стойкость з зарставяга треигн при диваетле-сксм пагруканст; испытания иа вглоддклозоа дннгическое яагруг<знпо; оценка прочности сплавления твврдах сплавов с основой при статическом я дЕПЕКЕчеспоя нггругенияз; испытания па нззосостоЗ-

кость ж истирающую способность наплавленных покрытий; определение температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) твердых наплавленных сплавов ж стойкость их к термоцшигаческому воздействии; металлографические исследования; определение твердости наплавленных покрытий и михротвердостя структурных составляющих твердых сплавов. На защиту выносятся:

1. Введение в наплавленный хрупкий сплав упрочняющих прослоек с повыибнпоЗ вязкостью разрушения как способ радикального повышения эксплуатационной надежности твердых износостойких покрытий.

2. Методика оценки трещяностойкости твердых наплавленных покрытий при статическом и динамическом нагрузеюш.

3. Состав упрочняющих прослоек для наплавленного релитом слоя и их ориентация относительно действующих внешних нагрузок а направления перемещения абразивной среды.

4. Эффективный объем упрочняющих прослоек, обеспечивающий высокув хрупкую протность наплавленного релитом слоя, достаточную износостойкость и разрушающую способность.

Научная нонизна

5. Установлена принципиальная возможность значительного улучшения эксплуатационных свойств твердых износостойких хрупких наплавочных сплавов (в частности - ролпта) путём введения в них на всю толщину слоя прослоек из сплавов с повышенной вязкостью разрушения.

6. Определены коэффициента трециностойкости и прочность группы широко применяемых твердых наплавленных сплавов. Установлена зависимость трещкностойкости от эквивалента угларода С . Показано, что предварительный подогрев при наплавко отрицательно влияет на трещзностойкость.

7. Уста^- ->влепо, что введение упрочняющих прослоек с повы-сонпой гязкостьа разрушения в хрупкие износостойкие наплавленные сплавы влияет на стойкость к динамическому нагруяою», абразив-кув износостойкость, теркаческуа усталость и истирающую способность.

8. Установлено, что оптимальный объеи упрочняятах прослоек при равномерном расположении их в наплавленной износостойком хрупком сплаве составляет 30-50 %. При объеме прослоек более

50 % значительно снижается абразивная износостойкость покрытия

и его истирающая способность. При объеме прослоек менее 30 %

происходит значительное снижение стойкости твердого покрытия к динамическим нагрузкам.

5. Установлена предпочтительная ориентация прослоек относительно действующих на покрытие нагрузок. При динамической на-груяешга прослойки необходимо располагать вдоль направления действия нагрузки. При воздействии абразивной среда прослойки необходимо располагать по нормали к траектории перемещения абразива.

Практическая ценность. Результаты исследований позволили дополнить банк данных по механическим характеристикам твердых наплавленных покрытий.

Показана значительная эффективность введения упрочнякцкх прослоек с повяленной вязкостьэ разрушения э износостойкие хрупкие наплавленные покрытия с целю поеывсндя эксплуатационной надежности наплавленных деталей. Это позволяет во многих случаях отказаться от р-ээработох и прЕгенгнкя дорогих слазголе-гирозянкых иапляво^ЕИЕ сплавов.

Разработсгп; тзхнологические процесса получения твердых ггэ-яоеостс'хгх пскрзтиЗ на основа релитз s других хрупких сплавов, обеспзчззап^иэ значительное поветакиэ эксплуатационной вадекіо-стя бурового инструмента л узлов машин. Годовой экономический эффект от внедрения новых технологических процаееоз износостойкой наплззки составил более 300 тис.руб. (по ценам 1991 г.).

Анробагуя работы. Основные полозения и результаты работа докладывались я обсуздались на ІУ Украинской республиканской Езучно-г'зхнзчеокоа конференции "Современные методы наплавки, упрочплхдив зас^тЕКэ покрытия я используемые материалы" (г. Харьков, 1990 г.); Всесовзной конференции "Восстановительная обработка сталзя и сплавов" (г. Москва, 1991 г.); Республиканской конференции "Компознцгонннэ покрытия" (г. Хитомир, І99І г.); Республиканской научно—технической конференции "Материалы и упрочшэодзэ технологія - 92" (г. Курск, 1992 Г.), Международной нзучяо-тэхннч9сгся г.окфаренции "Соврекеннкэ проблеглі сварочнсЗ науки и техника" (г. Ростсз-нз-Дону, IS93 г.), па научном еэгги-нарэ кафедр "Оборудование и технология сварочного производства" Курского политехнического института и Липецкого политехнического института.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введеная, пяти разделов, списка использованной литературы к приложений. Общий обгеа работы составляет 243 страницы машинописного текста, включая 88 рисунков е 20 таблиц. Список литература содержит 115 наименований.