Введение к работе
Агипуальнасть темы.
Многие рабочие параметры деталей машин в основ ном определяются состоял нем поверхностного слоя материала, из которого оно изготовлено. Поэтому иенот.зовпчи; дефіцит шх и дорогих конструкционных материалов но всем объеме детали нецелесообразно. Экономически оправдывает себя применение при гпготивлении деталей шичт использование специальных 'покрытий, обесмеч'иааюших нужный комплекс свойств.
Из существующих способоп нанесения покрытий наиболее прогрессивным лалжгся га кармическое напылетте (ГТК). Олцсстьгішьш недос-тагком ГТН является сфакичениое применение: таких покрытий в высоко-нагруженных узлах трения по двум причинам. Во-первых, из-за возникающих при трении сдвиговых и растягиваюших напряжений в стоях покрытий и во-вторых, за счет образования структурной неоднородности, высоких остаточных напряжений, сравнительно низкой прочностью соединения с основой и высокой пористости. В тоже время, для придания изделию окончательных размеров и доведения поперхно ли покрытия до требуемой шероховатости необходима последуюадал мех.'и-ікческая обра'5отка напыленного слен. Даннря oGpaforhu твляетсл искядаителъно ответегаенной и фудоемкой ош:раі;ие;,і, так как аапышенные гачггерничесстіе покрытия имеют гготлпенную -свер/исшсі и поїшжеиную теплопроводность из-за оксидних включений п пор в слог покрытая.
Повысить физіко мо.лпичеокие характеристики и долгежечность деталей машин с :газоте,іміічссіші>:и покрытиями, а такие уменьшить припуск на последующую машшчияую обработку можью при помощи упрочнения напыленного слоя термомехаїтической обработкой, представ-ляюшей. собой рздко аплы-юс сочетали г в одном технологическом процессе обработки даалециш (обкатка покрытия роликовым инсфументом) и термической (плазменной струей) обработки.
Настоящая работ выполняюсь в соответствии с координационным планом пиучію-нсслсловіїтсльсмой работ::* ПШВШ РФ по комплексной научно-технической п;'ю;(р;:мм:с (Восстановление» при содействия Саратовского госуцпрстпетото технического ттшіерситета.
Цель рябтт.,
Повышение долговечности деталей машин с газотермическими покрытиями на никелевой основе термомеханическим упрочнением (ТМУ) обкаткой роликовым инструментом.
Основные задачи исследования:
-
Провести теоретические исследования термопластической деформации газотермических покрытий, выявить основные факторы процесса и оптимальные диапазоны их изменения.
-
Разработать методику экспериментального исследования процесса ТМУ газотермических покрытий.
-
Экспериментально исследовать процесс ТМУ напыленных покрытий обкаткой роликовым инструментом и выявить оптимальные параметры процесса.
-
Произвести .ТМУ газотермических покрытий на коленчатых валах автотракторной технике, а также на деталях металлообрабатывающих станков и провести их эксплуатационные испытания. Оценить долговечность деталей.
-
Разработать технологический процесс упрочнения обкаткой роликовым инструментом газотермических покрытий, нанесенных на детали машин.
Методы исследований.
Для достижения поставленной цели использовались теоретические и экспериментальные методы. Теоретические вопросы решались методами математического анализа экспериментальных исследований других авторов с использованием основ теории подобия и теории пластической деформации материалов. При проведении экспериментов использовались методы теории вероятности и математической статистики, а также методы определения физико-механических и триботехнических свойств упрочненных покрытий.
Научная новизна.
Предложена двух ступенчатая упрочняющая обработка газотермических покрытий (горячая обработка в размер к упрочняющая обработка без дополнительного нагрева). Построена математическая модель взаимодействия обкатывающего ролика с покрытием на никелевой основе при ТМУ (основные допущения: истинные напряжения сжатия материала покрытия равны истинным напряжениям растяжения; пористостью покрытия пренебрегаем). Получена оптимальная область изменения основных факторов процесса от выходных параметров. В разработанной технологии предложено новое устройство для напыления и последующего упрочнения покрытий на шатунные шейки коленчатых валов (патент РФ №2085301).
Практическая ценность.
Предложен эффективный способ ТМУ газотермических покрытий обкаткой роликовым инструментом. Рекомендованы режимы термомеханической обработки для упрочнения газотермических покрытий из порошковых материалов ПГ-СР4 и 50%ПГ-СР4+50%ПН85Ю15 на деталях
. автотракторной техники. Разработан технологический процесс ТМУ га-
зотерммчееких покрытий' на делалгк машин. Сравнительные эксплуатационные испытания показали снижение интенсивности изнашивания до-' — талей"вПсрёдпем а 1,5 рана и экономическую телесооЗразнесгь предлагаемой технологии.
Реализация работы.
Результаты исследований были проверены е лесхозе п. Графская Воронежской области на явтотрасторной техн тке, а также на кафедре технологии конструкционны ч. мгтериалов ІЇГГПА на деталях металлообрабатывающих станков (валы коробки передач) подтвердили качественное совпадение с лабораторними данными. Іїредлаї'ае-чьій технологический процесс нередан длр внедрения на АО ЦАРЗЛ172 г.Воронежа.
Апробация работы. Ос:іюііньіє положения докладывались и обсуждались на:
- Международной научно-технической конференции «Концепция раз
вития и высокие технологии производства и ремонта транспортных
средств» (ОГТУ, Оренбург, 1995);
Международной научно-технической конференции
«Износостойкость мгимну- (БШІ А, Брянск, ! 996);
- Всероссийской гауч но-технической конференции «Теории, проек
тирование і; методи расчета лі;:ніг/. и /'ер^нс обрабатывающих машин»
(МГУ, Москва, 1997).
Публикации. По гем а диссертации спубликонано 12 печатных работ, в том числе 1 палатна изобретение.
Структура и оСъали работы. Др/ссертицт-'я состоит из введения,
пяти разделен, основных выгадав к рекомендаций, списка литературы,
приложения. Она включает в себя 160 страниц основного текста, 36
ил., 17 тпблнц, 127 НсИї.ісшжінлй ислользозачных источников и приложений на 42 страницах.