Підвищення довговічності довгомірних деталей шляхом нанесення покриттів: автореф. дис. на здобуття вчен. ступеня канд. техн. наук : 05.02.01 – Матеріалознавство

Abstract

Дисертація спрямована на підвищення експлуатаційних властивостей довго мірних деталей машин та агрегатів (штоків, валів, валів-шестерен, плунжерів) на несенням покриттів електроіскровою обробкою (ЕІО). Встановлені кількісні параметри масопереносу при ЕІО в залежності від ма теріалу анода і режимів обробки та досліджені фізичні процеси, що обумовлюють формування структури покриття і його якість. Запропонована розрахункова схема процесу утворення нерівностей, оцінена залежність впливу струму іскрового роз ряду на діаметр одиничної лунки. На основі комплексних досліджень різних матеріалів анода встановлено, що найбільш ефективними для забезпечення довговічності відновлених деталей є матеріали леговані хромом (10Х13, 30Х13, ферохром), які забезпечують високе зчеплення нанесеного шару з основою, однорідність властивостей по перерізу та периметру покриття, формування структур з високою твердістю, зносостійкістю, жароміцністю. Встановлено взаємозв’язок між хімічним складом матеріалу анода, парамет рами обробки, режимами поверхневого пластичного деформування (ППД) і кіне тикою формування покриття, його товщиною, коефіцієнтом суцільності і шорст кістю. Сформульовані вимоги до покриттів, нанесених методом ЄІО. Теоретично обґрунтовані і експериментально оцінені параметри локального відпалу лазерним променем для забезпечення рівномірної дисоціації нітридів на оптимальну глибину (170-550мкм), що дозволяє отримати необхідну якість пок риття при ЕІО деталей з попереднім азотуванням. Виявлений зв’язок між вихідною структурою поверхні деталі після зношування та параметрами лазерної обробки для її деазотування. Промислове випробовування та впровадження розробок забезпечило факти чний економічний ефект, що дорівнює 139,54 тис. грн. The thesis is aimed at increasing the service characteristics of long-length parts in machines and units – rods, shafts and plungers – by way of coating them with elec tro-spark processing (ESP). The quantitative parameters of mass transfer during ESP depending on processing schedule have been determined. The physical processes con trolling structure formation and coating quality have been investigated. Calculated scheme for coating roughness formation has been proposed. It has been found that the most effective material whish assures high service life of restored parts are chromi um-containing steels and alloys (10X13, 30X13, ferrochromium) due to high adhesion of coating with the basic metal, properties, uniformity, formation of structures with high hardness, wear resistance, hot strength. The relation between anode material chemical composition, processing schedule, surface plastic deformation parameters and coating formation kinetics, its thickness, continuity factor and roughness has been established. Requirements for coating obtained by ESP have been formulated. The parameters of local laser annealing for nitride dissociation at optimum depth (170-550mcm) have been theoretically justified and experimentally estimated. This treatment assures necessary quality of coating for the parts with previous nitriding. The association between the structure of worn surface and laser treatment parameters for ni trided parts has been found. Commercial test with introduction of the mentioned developments has provided real economical effect equal to 139,54 thousand hryvnyas.