Технології зміцнення деталей робочих органів сільськогосподарських машин композиційними кераміко-металевими покриттями. Аналіз етапів газопорошкового наплавлення транспорту. Вивчення структури самофлюсуючих порошків на основі заліза та карбіду хрому.
Аннотация к работе
В цьому плані особливий інтерес викликають композиційні покриття, зокрема кераміко-металеві, які складаються з металевої матриці та керамічного наповнювача. Досвід використання таких покрить для відновлення деталей машин показав значне підвищення їх зносостійкості. Створення самофлюсуючих порошків на основі заліза відкриває також широкі можливості для формування композиційних кераміко-металевих покрить ГПН з механічних сумішей таких порошків та часток кераміки. Розробити технологічний процес відновлення і зміцнення деталей сільськогосподарської техніки газопорошковим наплавленням кераміко-металевих покрить, дати практичні рекомендації по впровадженню розробленої технології у виробництво, провести її техніко-економічну оцінку. Удосконалено спосіб відновлення та зміцнення деталей машин газопорошковим наплавленням шляхом застосування нових матеріалів з механічних сумішей самофлюсуючих порошків на основі заліза і керамічних частинок (які плаковані металом або неплаковані).В рамках гідродинамічної моделі трьохфазного газопорошкового потоку при ГПН здійснений розрахунок швидкостей та температур порошкових частинок, показано, що для плакованих частинок кераміки зменшується мінімальна швидкість їх впровадження в розплав покриття, підвищується рівномірність розподілу частинок наповнювача в металевій матриці. В результаті експериментального дослідження швидкісних та температурних характеристик газопорошкового струменя визначена оптимальна дистанція напилення кераміко-металевої суміші порошків при ГПН ? 30 мм. Встановлено, що склад та структура КМП визначається ступенем міжфазної взаємодії компонентів КП. На основі вивчення структури та властивостей КМП визначені оптимальні склади порошкових сумішей для ГПН покриттів, які працюють в умовах абразивного зношування: самофлюсуючий порошок на основі заліза ПР-Х4Г2Р4С2Ф (60 %) плакований карбід хрому КХНП-20 (40 %). Технологічний процес ГПН лап культиваторів КМП пройшов виробничу перевірку на Ульянівському РТП Кіровоградської області.
Вывод
1. Одним з напрямів підвищення довговічності деталей сільськогосподарських машин при їх відновленні та виготовленні є використання композиційних кераміко-металевих покриттів. Найбільш простим та ефективним в умовах ремонтного виробництва способом формування КМП є ГПН.
2. Доказана можливість отримання КМП методом ГПН механічних сумішей порошків на базі самофлюсуючого матеріалу на основі заліза.
3. В рамках гідродинамічної моделі трьохфазного газопорошкового потоку при ГПН здійснений розрахунок швидкостей та температур порошкових частинок, показано, що для плакованих частинок кераміки зменшується мінімальна швидкість їх впровадження в розплав покриття, підвищується рівномірність розподілу частинок наповнювача в металевій матриці.
4. В результаті експериментального дослідження швидкісних та температурних характеристик газопорошкового струменя визначена оптимальна дистанція напилення кераміко-металевої суміші порошків при ГПН ? 30 мм.
5. Встановлено, що склад та структура КМП визначається ступенем міжфазної взаємодії компонентів КП. Більш сприятлива мікроструктура КМП з точки зору кількості та рівномірності розподілу наповнювача в матриці, притаманна для КМП, отриманих з суміші з плакованою керамікою.
6. На основі вивчення структури та властивостей КМП визначені оптимальні склади порошкових сумішей для ГПН покриттів, які працюють в умовах абразивного зношування: самофлюсуючий порошок на основі заліза ПР-Х4Г2Р4С2Ф (60 %) плакований карбід хрому КХНП-20 (40 %).
7. Розроблено технологічний процес ГПН КМП стрілчастих лап культиваторів. Режими наплавлення: дистанція напилення - 30 мм; дистанція оплавлення - 15…20 мм; коефіцієнт ?=(0,8…1)/1; швидкість наплавлення (швидкість напилення - 11…12 м/год; швидкість оплавлення 12,5…13,5 м/год); товщина покриття 0,4…0,6 мм.
8. Експлуатаційні випробування зміцнених деталей показали, що абразивна зносостійкість зростає в порівнянні з серійними у 2,5...4 рази.
9. Технологічний процес ГПН лап культиваторів КМП пройшов виробничу перевірку на Ульянівському РТП Кіровоградської області. Річний економічний ефект склав 4992 грн.
Список опублікованих робіт, які висвітлюють основні положення дисертації
1. Черновол М.И., Соловых Е.К., Варума Арифа Применение порошковых материалов на основе железа для получения износостойких покрытий // Проблеми підвищення надійності та довговічності машин. - Кіровоград: КІСМ. - 1996. - С.53 - 64.
2. Черновол М.И., Соловых Е.К., Варума Арифа Восстановление деталей машин керамико-металлическими покрытиями // Simpozionul de comunic?ri ?tiin?ifice cu par?icipare interna?ional? ?n domeniul repara?iilor de ma?ini. -Chi?in?u: UASM. - 1996. - С.83 - 84.
3. Варума Арифа Способы нанесения керамико-металлических покрытий на детали сельскохозяйственной техники // Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки. - Кіровоград: КІСМ. - 1997. - С.188 - 189.
4. Варума Арифа, Черновол М.И., Пошта Й. Газопорошковая наплавка керамико-металлических покрытий // Збірник наукових праць Кіровоградського інституту сільськогосподарського машинобудування (техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація). - Кіровоград: КІСМ. - 1998. - № 2. - С.3 - 6.
5. Теоретические основы газопорошковой наплавки/ Черновол М.И., Соловых А.Е., Варума Арифа и др. // Труды Международной конференции “Математика в индустрии”. - Таганрог: ТГПИ. - 1998. - С.14 - 15.
6. Варума Арифа Теоретический анализ газопорошковой наплавки керамико-металлических покрытий на поверхности деталей сельскохозяйственных машин // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. - Кіровоград: КДТУ. - 1999. - №27. - C.130 - 138
7. Черновол М.И., Соловых Е.К., Варума Арифа Способы получения композиционных покрытий на деталях машин при их восстановлении наплавкой // Труды Таврической государственной агротехнической академии. - Мелитополь: ТГАТА. - 1999. - № 2. - Т.7. - С.52-58.
8. Полевые испытания стрельчатых лап культиваторов, упрочненных газопорошковой наплавкой / М.И. Черновол, Е.К. Соловых, Ф.М. Капелюшный, Варума Арифа // Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету (техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація). - Кіровоград: КДТУ. - 1999. - № 5. - С.3-5