Введение к работе
Актуяльнооть проблемы. Поиншоїша надежности, технических; характеристик отремонтированных двигателей являотоя пакнейшвй проблемой совершенствования ремонтного производства и повышения «го качественного уровня.
Для всех моделей двигателей преобладает износ детвлей сопряжений ШІ и'.-ЦПГ. Поэтому вакен выбор оптимального метода восотановления конкретных-деталей ДВС при наименьших материально -трудовых затратах и повышении их долговечности на уровне равном или
'превышающем его для новых . деталей.
Плазменная технология - один из перспективных способов восстановления деталей - позволяет получить покрытия с повышенной изнооо- и коррозионной стойкостью, о также жаропрочностью. Восотанппливаомая таким .способом деталь подвергоотоя минимальным
; температурным воздействиям, а ' ее физико-мвхпничеокиэ свойства - не претерпевают таких существенных 'изменений, как при наплавке. ІІлшзмвішоо напыление, однако, кок спорой вооотановлония деталей саяьокохозяяотвоішой техники, пока но нашло широкого применения из-за низкой прочности сцепления покрытия о основой. Следует обратить шшмашіе на экологические аспекты применения .эмиссионных активаторов группы актиноидов и лшггоноидов в плазмотронах, кторыо распыляются вместо о вольфрамовой матрицей катода.
Разработка ивнедрение ня ремонтных предприятиях прогреооипных способов восстановления деталей, обеспечивающих' получение.высокой износостойкости без снижения усталостной прочности определяет актуальность-'поставленной проблемы. Кроме того, в условиях спада производства и. разрыва экономических связей актуально широкое вкдюченио в производство вторичных материальных ресурсов, уменьшение затрат 'на запасные чпсти. Взюшм представляется применение современных технологий и материалов, н также повышение экологичности ремонтного производства и сельскохозяйственного машиностроения.
Цель работы состояла в разработке теоретических осно' повишеїіия эЭДюктииыооти посствноилания Деталей ДВО ни бане, процессе плазменного . напыления,- ітредлоиений методов и средств реализации іредлигаомрго подхода. '..
ООьвкт иоолодований - плазменная технология воостановления деталей из железоуглеродистых сплавов покрытиями на осново комповици-ошшх порошковых материалов типа Ni-Al-Fe.
Методы и оігособи иоолэдований. Мотодичеокой основой явился оистомный подход применения совокупности теоретических и экспериментальных методов. Последние базировались на применении комплекси современных методов зондирования вещества ионными, . фотошпіми и электронными пучками о высоким пространственным рпзрвшеїшам, фазовой и элементной чувствительноотью с компьютерной обработкой регистрируемого сигнала. Разработаны модели технологического процесса восстановления.
Научная новизна состоит в формулировании, концепции повышения
пффоктипности плазменного восотвновления деталей автотракторных ~ДВС,
включающей: ' .
развитие моделей переходного слоя, в системе "основа вопотанввливаомой детали - плазменное композиционное покрытие"; разработку новой модели границ раздела, которая учитывает размытие границ иоішого остова кристаллической решетки и позволяет прогнозировать онергию разрыва мешлоокоотных связей; .
оценку прочноотных характеристик, напряженного ооотояния системы плаамешюа покрытие - основа, их вавиоимооти от температуры, дефектности верхних атомных слоев рабочих . поверхностей трибо-оопряжений;
таоретичеокое обооноваїше роли хрома в келеэоуглеродиотых легированных сплавах, являющихся подлоізкой для никель-алюминиевых' композиций, и предложения . критериев значимых технологических факторов;
разработку аналитического комплекса исследования элементного и фазового состояния не оубмоноолойном уровне чувствительности, новой методики измерения прочности сцепления плазменных покрытий;
разработку методик пооперационного контроля восстанавливаемых деталей в технологическом процессе; '.
установлении значимости главных технологических факторов, определяющих адгезионную прочность: материал абразива, время мевду дробеструйной обработкой (ДСО) и нанесением'.- комггозишгонного. покрытия, степени ващищенвооти плазменной отруи и расхода
шшвмообразующего газа;
- отработку реиимоа плазменного нвнеоенип покрытии, определения рационального ведения процеооа и разработку соответствующей технологической оонвоткл для его обеспечения;
Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена теоретическими рвсчетами, экспериментальными данными, полокителышми результатами иопытвний в центре "Рязаньагропрем-отавдарт" и ремонтных предприятий Рязанокого региона.
Практическая ценность работы заключается в разработке нового технологического процесса, определении его рациональных режимов, обеспечивающих повышение эффективности плазменного восстановления деталей ДВС по сравнению с принятой технологией.
Осуществлены работы по определении методов и средств для реолизацш новой технология и новые метода контроля качества восстановленных деталей. Результаты исследования в виде рокомен-двтвльшіх материалов переданы государственному предприятию - центру "Рязвньпгролромстандарт" для распространения и внедрены на опециали-оировашшх ремонтних предприятиях Ряванокого региона.
Разработан способ увеличения ресурса восстанавливаемых деталей автотракторных ДВС о повышенной в 1,8-2 раза прочностью сцепления. Определены пути оовершонотвоваїшя плазменной технологии, внедрен в производство новый опоооб о улучшенными технике - экономическими характеристиками, опоооб контроля вдгевионши прочности и состояния плазменных покрытий, новые электроды и модификации плазмотрона. Показана возможность распространения предлагаемого системного подхода к широкому опектру деталей ДВС.
. Оценена технико-экономическая эффективность предложенного спо-ооба плввмвішого восстановления на примере коленчатых валов.
Ацробация работы. Материалы диссертации были представлены более чем в 30 докладах на научных конференциях в нашей страна и аа руОа-аом по вопросам плазменных технологий, теории рдгезии, диагностикії, наїїрякеннш состояниям в покрытиях и в верхних слоях поверхности. В чветнооти, творетико-эксПерименталышо аспекты адгезии комлоаицион-ных порошковых покрытий представлялись на 4 Международной конференции по адгезии и анализу поверхности (Англия J.996), Ь Международном симпозиуме по перспективам применения высокопрочных покритий (Фрин-
ция, 199Є), 4 и Б Европейском оекинаре по соврамешюму развитию и . применению методов аондового анализа (Франция 199Ь'и Англия 1997),, 10 международной конференции по ионной масо-спектрометрии (Германия 1996), 14 Европейской конференции по физике поверхности (Германия 1994), а такяо d Рязанской гооудэротаенной сельскохозяйственной академии им. проф. П.А. Костычевв в 1979-1996 г.г. и расширенном заседании кафэдры технологии металлов и ремонта машин гязвнекой государственной сельскохозяйственной академии им. проф. II.А. Коотычева.
Публикации. Основний положения диссертации опубликованы в 47 научных работах. Способ плазменного восстановления, измерения адгв-аионной прочности, электродные материалы для плазмотронов, продольная фокусировка заряженных частиц плазмы и селективная ионизация .ее частиц подтверждена авторскими свидетельствами об изобретении и положительными решениями о выдаче патентов РФ. .
Структура и обьом диссоргпции. Диссертация изложена' на' 27Ь
страницах машинописного токста, включая таблицы и иллюотр'ации.
Работа оостоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения.
Библиография оодоркит 222 ноимянования. ' .
На звщиту выносятся:
результаты теоретических и експериментальних ' .исследований формирования плазменных порошкових покритий о повышенной адгезионной прочностью;
результаты наследования обусловленности фиэико-. механических свойств слоиотых систем на колозоуглеродистой основе от прост-ранотвенного распределения легирующих компонент, фазового . состояния покрытия и основы, дислокационные ї,50доли переходных слоев;
разработка новых технологических схем плазменного напыления с использованием экологически безопасных материалов ллязмотрон-ннх электродов и конструкций плазмотронов, мэтодов контроля качества плазменных покрытий;
результаты внедрения и .технико-экономической оценки разработанных.технологических процессов и оборудования.
