Підвищення ресурсу робочих органів ґрунтообробних машин наплавленням композиційних покриттів на основі сплава ПГ-10Н-01

Abstract

Для зміцнення робочих органів ґрунтообробних машин розроблено композиційній матеріал на основі самофлюсуючого сплаву (порошок марки ПГ-10Н-01), модифікований матеріалом який містіть диборид титану, борид нікелю, оксид титану та заліза. Унікальність бору полягає в тому, що при такому малому вмісті в сталі, він здатний надавати на її властивості вплив, еквівалентний дії значно більшої кількості таких легуючих елементів, як Cr, Mo, Ni та інші. Традиційним матеріалом, який використовується для борного легування сталі, є ферробор. Багаторічна практика застосування ферробору показала, що здійснити мікролегування сталі бором з його допомогою досить складно. Пов'язано це, в першу чергу, з високими реакційними властивостями бору в сталевому розплаві і його високою хімічною спорідненістю по відношенню до кисню і азоту. Крім того, в більшості випадків потрібно забезпечити в металі вкрай малу концентрацію розчиненого бору. В даний час досить активно розвивається метод отримання порошкових матеріалів шляхом самопоширюючогося високотемпературного синтезу (СВС) з попередньою механоактивуючою обробкою складових компонентів. Розроблено багатокарбідні СВС-механокомпозіти, що представляють собою нові композиційні матеріали зі структурою типу «зміцнююча фаза – матриця», які застосовуються для модифікування і зміцнення відновлювальних покриттів для деталей грунтообробних машин.В роботі представлені результати дослідження триботехнічних характеристик, структури та фазового складу наплавлених покриттів на основі сплаву ПГ-10Н-01, модифікованих розробленим композиційним матеріалом, що містить диборид титану, борид нікелю, оксид титану та заліза. Дослідження наплавлених покриттів показали більш високу зносостійкість композиційних покриттів в порівнянні зі сплавом ПГ-10Н-01 в процесі нормального тертя, а також в абразивному середовищі.

Для упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин разработан композиционный материал на основе самофлюсующегося сплава (порошок марки ПГ-10Н-01), модифицированный материалом который содержит диборид титана, борид никеля, оксид титана и железа. Уникальность бора заключается в том, что при таком малом содержании в стали, он способен оказывать на ее свойства воздействие, эквивалентное воздействию значительно большего количества таких легирующих элементов, как Cr, Mo, Ni и другие. Традиционным материалом, который используется для борного легирования стали является ферробор. Многолетняя практика применения ферробора показала, что осуществить микролегирование стали бором с его помощью довольно сложно. Связано это, в первую очередь, с высокими реакционными свойствами бора в стальном расплаве и его высоким химическим сродством по отношению к кислороду и азоту. Кроме того, в большинстве случаев нужно обеспечить в металле крайне малую концентрацию растворенного бора. В настоящее время достаточно активно развивается метод получения порошковых материалов путем самораспросраняющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с предварительной механоактивирующей обработкой составляющих компонентов. Разработаны многокарбидные СВСмеханокомпозиты, представляющие собой новые композиционные материалы со структурой типа "упрочняющая фаза – матрица", которые применяются для модифицирования и упрочнения восстановительных покрытий для деталей почвообрабатывающих машин. В работе представлены результаты исследования триботехнических характеристик, структуры и фазового состава наплавленных покрытий на основе сплава ПГ-10Н-01, модифицированных разработанным композиционным материалом, содержащим диборид титана, борид никеля, оксид титана и железа. Исследования наплавленных покрытий показали более высокую износостойкость композиционных покрытий по сравнению со сплавом ПГ-10Н-01 в процессе нормальноготрения, а также в абразивной среде.

To strengthen the working bodies of tillage machines developed composite material based on self-fluxing alloy (powder grade PG-10N-01), modified material which contains titanium diboride, nickel boride, titanium oxide and iron. To increase wear resistance tillage organs of agricultural machinery (TOA) are different ways of hardening. The most widespread was the hardening by surfacing various hard alloys and other materials with high-frequency currents (HFC) on the TOA, as well as methods of hardening in the processes of chemical-thermal treatment (CTT), when the base metal is diffusively saturated with various non-metals or alloying metals, in which a wear-resistant layer or layers of various binary or more complex iron compounds are formed on the surface of the part.A special place among the processes of CTT is occupied by the technology of saturation of the surface layer of structural and alloyed steel boron – boration. The uniqueness of boron is that with such a small content in the steel, it is able to have an effect on its properties equivalent to the effect of a much larger number of alloying elements such as Cr, Mo, Ni and others. The traditional material used for boron alloying of steel is ferroboron.Long-term practice of application of ferroboron showed that it is quite difficult to carry out microallocation of steel boron with its help. This is primarily due to the high reactivity of boron in the steel melt and its high chemical affinity with respect to oxygen and nitrogen. In addition, in most cases it is necessary to provide an extremely low concentration of dissolved boron in the metal.A characteristic feature of borides is their significant hardness associated with the directional nature and high energy strength of interatomic bonds. The presence of high hardness in borides is mainly due to the strong covalent bonds of B-B. However, Me-Me bonds also contribute to it. The hardness of the borides decreases with the increase in the order number of metals in the groups and diagonally section of the periodic table, where the transition metals. Particularly high hardness is observed in borides TiB2, ZrB2, NbB2, W2B5.At present, the method of obtaining powder materials by self-spreading high-temperature synthesis (SHS) with premachining of component components is actively developing. Developed multi-carbide SHSmechanocomposite, which are new composite materials with a structure of the "reinforcing phase - matrix", which are used for modifying and strengthening the restorative coatings for parts of tillage machines. The paper presents the results of the study of tribotechnical characteristics, structure and phase composition of the deposited coatings based on the alloy PG-10N-01, modified by the developed composite material containing titanium diboride, Nickel boride, titanium oxide and iron. Studies of surfaced coatings have shown a higher wear resistance of composite coatings compared with the alloy PG-10N-01 in the normal friction process, as well as in abrasive environment.