Введение к работе
- з -
Актуальность работы.
Среди широкой номенклатуры, восстанавливаемых в практике ремонтного производства деталей, особое место занимают детали прецизионных пар гидроагрегатов. Для их восстановления и поверхностно: упрочнения широкое распространение получили электролитические хромовые покрытия. Однако, технология износостойкого хромирования в универсальной ванне имеет ряд недостатков: процесс электроосаждения характеризуется низким выходом хрома по току (6-13); сложностью ведения процесса (частная корректировка электролита); низкой рассеивающей способностью; экологической вредностью.
Анализ существующих электролитов, путей ускорения и усовершенствования процесса хромирования показывает, что требованиям восстановления золотниковых и плунжерных пар наиболее полно отвечают саморегулирующиеся электролиты, отличающиеся более высокой производительностью и технологичностью. Они получили практическое применение благодаря работам М.А. Шлугера, І0.Н. Петрова, СИ. Фадеевой, А. И. Дехтяря,.А.Я. Рябого и др.
Несмотря на то, что в деле ускорения и усовершенствования процесса электролитического хромирования достигнут заметный прогресс, применение этих покрытий при восстановлении прецизионных пар не снимает проблему повышения ресурса.
Среди прогрессивных .методов получения износостойких покрытий в"настоящее время изучается возможность применения хромовых покрытий, полученных .путем термического разложения карбонила хрома в газовой фазе. Их отличает высокая скорость осаждения, 'высокая плотность, хорошая рассеивающая способность, возможность металлизации неметаллов, а также экологическая безопасность. Однако, процесс непосредственного нанесения газофазного хрома через его као-бонил на поверхность прецизионных деталей не дзет положительных результатов . иэ-эа. неудовлетворительной оцепляемости покрытий с
подлодкой.
В связи с этим заслуливзег внимания изучение возможности применения для восстановления изношенных деталей прецизионных пар двухслойных гальваногазофазных покрытий нанесением на гальванический хром покрытия из газофазного хрома через его карбонил, обладающего нашчием карбидов хрома, решается задачу повышения износостойкости и поверхностной прочности. Параллельно решается и задача сцепляемости, так как однородные металлы, имеющие идентифицированные кристаллические решетки, проявляют склонность к сращиванию.
Разработка поставленных вопросов потребовала решения.взаимосвязанной совокупности научных и практических задач,, базирующихся на комплексных исследованиях получения гальванического и газофазного хрома и их соединения з едином технологическом процессе.
Цель работы состоит в повышении ресурса деталей прецизионных пар гидроагрегатов на основе разработки технологического процесса получения двухслойных гальвзногазофазных хромовых покрытий путем объединения двух различных по сеоєй физической сущности процессов (гальванического и газофазного) в единый технологический процесс.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Сформирована концепция повышения ресурса деталей прецизионных пар гидроагрегатов при их восстановлении способом нанесения на детали двухслойного гальваногззофазного хрома.
-
Обоснована высокая адгезионная способность при ' нанесении газофазного хрома через его карбонил Сг(С0)е на гальванический хром, полученный из скоростных саморегулирующихся электролитов, содержащих комбинации труднорастворимых солей катализаторов следующего состава, г/л:
' 1) СгОз - 2SG-250; SrS04 - 5-6; C3F2 -'8-10; ' ?.) СгОэ - 30-250; CaF2 - 8-Ю; KoSiFe -'. 18-20.
3. Определены оптимальные режимы электролитического хромиро
вания в скоростных саморегулирующихся электролитах. Температура
- о -
ведения процесса 50-550, катодная плотность тока 60-70 А/Дм".
-
Получены корреляционные зависимости меялу микротвердосг'о, износостойкостью и внутренними напряжениями покрытий, полученных Е исследуемых электролитах, и реализована возможность использования этих покрытий для нанесения газофазного хрома через его кзрбонил.
-
Обоснованы оптимальные реяимы нанесения газофазного хрсіь через его кзрбонил Сг(С0)б на гальванический хром. Температура нагрева образца в реакционной камере 400-420С, температура сублимации исходного продукта 60С, величина вакуума составляет 3-5 Па.
-
С помощью диагностики поверхностей гондовыми методами (РЯД, РФЗС, МСВЙ, гад) подтверждено теоретическое положение сращивания (адаптации) гальванического и газофазного хрома, а также образование карбидных фаз, и получены зависшости физико-механических свойств двухслойных гальваногазофазных покрытий от режимов ведения процесса.
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими расчетами, экспериментальными дачными, положительными результатами стендовых и эксплуатационных испытаний, при широкой апробации гидроагрегатов в лаборатории ОАО .foe-гидропривод" г.Москва и в условиях рядовой эксплуатации.
Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследований позволили разработать технологический процесс восстановления прецизионных пар гидроагрегатов, повывающих их долговечность по сравнению с серийными в 2 - 2,5 раза, а по сравнению с восстановленными в 1,3 - 1.5 раза.
Кроме вновь разработанной технологии восстановления прецизионных-деталей двухслойным гачьваногазофазным хромированием были осуществлены работы по усовершенствованию аппаратурного обеспечения процесса нанесения газофазного хрома на гальванический хром. В частности, была разработана и апробирована бол-е надежная система нагрева деталей в реакционной камере, - что позволило получить покрытия более высокого качества. Результаты исследований в. виде нор-
мативных (рекомендательных) материалов были переданы ОАО "Мосгид-роприЕод", НПО "Ремдеталъ", а также специализированному ремонтному предприятию, занимающемуся ремонтом прецизионных пар гидроагрегатов, "Агротехоервис", пос.Колышлей Пензенской области.. Апробация работы
Материалы диссертации были' заслушаны и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава- в - мТАУ пм.В.П.Горячкинз, Тверской государственной сельскохозяйственной, академии. Пензенской государственной сельскохозяйственной академии, г.Пенза, Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А.Костычева в 1955-1996 г.г., расширенном заседании кафедры технологии металлов и ремонта машин Рязанской государственной сельскохозяйственной.академии им. проф. П.А.Костычева, ка VIII, IX и X научно-практических конференциях"Совершенствование интенсивных методов производства в агропромышленном комплексе Калининской области" (г. Калинин 1935/85, 8? гг.), на IX Международной конференции "Бвашодействие дефектов и неупругие-явления в твердых тела;<" (г. Туле, 199? г.), на 5-ом Европейском семинаре по современному развитию и применению микрозондоЕых анализов (Великобритания, 1997)..
Б работе заикается
1. Теоретическое положение сращивания (адаптации) газофазного хрома, полученного через карбони Cr{C0)g.c гальваническим хромом.
I. Обоснованность выбора для реализации повышения качества диффузионного подслоя скоростных саморегулирующихся- .электролитов хромирования с катализирующими добавками на основе СаР9,'; KoSiFg я-SrS04.
-
Способ получения двухслойного гальвакогагофаёного покрытия.
-
Технология использования способа в ремонтной и машиностроительной практике при изготовлении и восстановлении прецизионных деталей гидроагрегатов.
-
Эффективность способа двухслойного гальнаногагофаеного
хромирования прецизионных деталей гидроагрегатов.
Публикации-Основные положения диссертация опубликованы в 33 научных работах. Способ получения двухслойных хромовых покрытий подтвержден решением о выдаче патента.
Структура диссертации Диссертация, изложена на 288 страницах машинописного текста, включая таблицы, иллюстрации и приложения. Работа состоит из введения,, семи глав, общих выводов, 262 наименований использованной литературы. В приложении-приведены таблицы и документы, подтверждающие актуальность проблемы.
