Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса, цель и задачи исследований 9
1.1 Влияние технического состояния рабочих органов почвообрабатывающих машин на качество выполняемых работ 9
1.2 Условия работы и причины выхода из строя рабочих органов почвообрабатывающих машин 14
1.3 Анализ технического состояния изношенных деталей выбранных для проведения исследований 21
1.4 Способы упрочнения и восстановления рабочих органов почвообрабатывающих машин 21
1.5 Материалы для нанесения покрытий газопламенным напылением 35
1.6 Выводы, цель и задачи исследований 37
2 Теоретические исследования износостойкости покрытия и химических процессов при упрочнении газопламенным напылением рабочих поверхностей лап культиваторов 39
2.1 Обоснование износостойкости покрытия от состава экспериментального порошка применяемого при газопламенном напылении 39
2.2 Основные химические реакции при газопламенном напылении порошка экспериментального состава 43
2.3 Определение оптимальной температуры оплавления покрытия 46
2.4 Выводы 52
3 Программа и методики экспериментальных исследований 54
3.1 Программа научного исследования 54
3.2 Оборудование и материалы для газопламенного напыления 54
3.3 Методика напыления 58
3.4 Методика определения прочности сцепления покрытия с металлом основы 59
3.5 Методика металлографических исследований покрытия 63
3.6 Методика испытаний на изнашивание 71
3.7 Методика эксплуатационных испытаний 74
3.8 Определение необходимого количества серийных и экспериментальных лап 74
3.9 Методика определения ударной вязкости
3.10 Агротехническая оценка эксплуатационных испытаний 77
3.11 Определение ошибки эксперимента и повторности опытов 79
3.12 Выводы 80
4 Результаты экспериментальных исследований 81
4.1 Металлографические исследования и микротвердость покрытия 81
4.2 Определение прочности сцепления покрытия с металлом основы 93
4.3 Испытания на изнашивание 96
4.4 Эксплуатационные испытания 98
4.5Ударная вязкость 101
4.6 Результаты агротехнической оценки эксплуатационных испытаний 102
4.7 Выводы 103
5 Технологический процесс упрочнения и его экономическая эффективность 105
5.1 Разработка технологического процесса упрочнения лап культиватора газопламенным напылением с оплавлением покрытия 105
5.2 Экономическая эффективность от упрочнения лап культиватора газопламенным напылением с оплавлением покрытия ПО
5.3 Выводы 119
Общие выводы 121
Литература
- Анализ технического состояния изношенных деталей выбранных для проведения исследований
- Основные химические реакции при газопламенном напылении порошка экспериментального состава
- Определение необходимого количества серийных и экспериментальных лап
- Определение прочности сцепления покрытия с металлом основы
Введение к работе
Актуальность темы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы (утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 г. № 717) предусматривает инновационное развитие отрасли, ускоренный переход к использованию новых высокопроизводительных и ресурсосберегающих технологий. На современном этапе развития науки и техники для создания различных конструкций сельскохозяйственных машин, а также их ремонта требуется применять материалы, обладающие высокими физико-механическими свойствами, которые способны противостоять различным видам изнашивания. Однако известно, что при эксплуатации 85…90% сельскохозяйственных машин теряют работоспособное состояние вследствие изнашивания их рабочих поверхностей. В связи с выше изложенным для повышения их износостойкости необходимо на изнашивающихся поверхностях создавать упрочненные слои с высокими физико-механическими свойствами. Значительный вклад в разработку способов повышающих износостойкость рабочих поверхностей почвообрабатывающих машин внесли: В.Н. Винокуров, Д.Б. Бернштейн, В.П. Лялякин, П.Н. Львов, А.М. Михальченков, В.С. Новиков, Е.А. Пучин, А.Ш. Рабинович, О.И. Рылов, А.И. Сидоров, С.А. Сидоров, А.И. Селиванов, И.Е. Ульман, М.М. Хрущов, В.И. Черноиванов и др.
Одним из путей повышения ресурса сельскохозяйственных машин и снижения расходов сельхозтоваропроизводителей на запасные части является внедрение в производство технологий упрочнения рабочих органов с использованием газопламенного напыления порошковых материалов. Однако высокая стоимость порошков, недостаточная износостойкость или низкая прочность сцепления с металлической основой сдерживает широкое применение газопламенного напыления в производство при упрочнении рабочих поверхностей лап культиваторов. В связи с этим разработка и внедрение технологии их упрочнения газопламенным напылением порошкового материала является актуальной задачей на решение которой направлена данная работа.
Цель работы. Повышение износостойкости рабочих поверхностей лап культиватора газопламенным напылением порошком экспериментального состава с последующим оплавлением покрытия.
Задачи исследований:
1. Выполнить теоретические исследования по обоснованию повышения износостойкости лап культиватора упрочненных газопламенным напылением с последующим оплавлением.
2. Провести экспериментальные исследования по оценке физико-механических свойств покрытий полученных газопламенным напылением с последующим оплавлением.
3. Провести сравнительные эксплуатационные испытания новых и упрочненных лап культиватора.
4. Разработать технологический процесс упрочнения рабочих поверхностей лапы культиватора и определить экономическую эффективность от внедрения его в производство.
Объект исследования. Лапы культиваторов марки КППШ.
Предмет исследования. Числовые значения прочности сцепления, микротвердости и износостойкости покрытий, нанесенных газопламенным напылением с оплавлением экспериментальных порошков.
Методы исследования. Экспериментальные исследования проводили с использованием известных, отработанных методов и современных приборов и оборудования, математической статистики и теории вероятности.
Научная новизна работы заключается в:
- определении оптимального соотношения компонентов экспериментального порошка, состоящего из порошков ПР-Х4ГСР и ПР-НХ17, предназначенного для нанесения износостойких покрытий газопламенным напылением с последующим оплавлением;
- выявлении взаимосвязи между составом порошка, температурой его оплавления и микротвердостью покрытия;
- установлении рациональных режимов нанесения порошка экспериментального состава на рабочие поверхности лап культиватора, позволяющих повысить износостойкость упрочненных рабочих поверхностей деталей в 3,4 раза в сравнении с неупрочненными серийными изделиями, изготовленными из стали 65Г.
Практическая ценность работы заключается в том, что:
1. Разработан новый состав порошкообразного материала, для нанесения износостойких покрытий газопламенным напылением;
2. Предложен технологический процесс, позволяющий повысить износостойкость рабочих поверхностей лап культиватора при их упрочнении газопламенным напылением с последующим оплавлением.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на:
- международных научно-технических и научно-практических конференциях: Орел, ОрелГАУ, 2005, 2010, 2011, 2012, 2013; ГОСНИТИ, 2003, 2012; Гагры, 2004, 2005; Свалява 2004; С.-Петербург, С.-П.ГАУ, 2005; Брянск, БГСХА, 2005.
- Всероссийских научно-практических конференциях: Орел, ОрелГАУ 2012;
- заседаниях кафедры надежности и ремонта машин ФГБОУ ВПО ОрелГАУ 2002-2013.
Реализация результатов работы. Разработанная технология упрочнения лап культиватора КППШ-6 принята к внедрению на предприятии ООО «з-д им. Медведева-Машиностроение» г. Орел.
Публикации. По материалам работы автором опубликовано 18 работы, в том числе 8 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Изложена на 139 страницах, содержит 41 рисунок, 13 таблиц, библиографию из 160 наименований, 18 приложений.
На защиту выносится:
-
Теоретическое обоснование износостойкости покрытия от компонентов экспериментального порошка, применяемого для газопламенного напыления, и оптимальной температуры его оплавления ацетиленокислородным пламенем.
-
Состав экспериментального порошка для нанесения износостойкого покрытия газопламенным напылением.
-
Результаты экспериментальных исследований влияния режимов газопламенного напыления с последующим оплавлением на прочность сцепления покрытия с металлической основой, микротвердость и износостойкость, а также эксплуатационных испытаний новых и упрочненных лап культиватора и их агротехническая оценка.
-
Разработанная технология упрочнения рабочих поверхностей лапы культиватора КППШ-6 газопламенным напылением порошком экспериментального состава с последующим оплавлением покрытия.
Анализ технического состояния изношенных деталей выбранных для проведения исследований
Ко второй категории относятся почвы с коэффициентом изнашивающей способности 0,5... 1,3. Увеличение содержания глинистых частиц незначительно сказывается на коэффициенте. Почвообрабатывающие детали изнашиваются в основном по ширине, а при наличии крупных фракций, также по толщине [57].
Третья категория включает почвы с коэффициентом изнашивающей способности 0,37...0,65. С увеличением глинистых частиц он также изменяется незначительно. Износ деталей происходит, как правило, по ширине [57].
Исследованиями ученых установлено, что наиболее интенсивно почвообрабатывающие детали изнашиваются на песчаных почвах [57, 86]. Причем с увеличением числа каменистых включений интенсивность изнашивания возрастает. Далее, в порядке убывания идут супесчаные, суглинистые, глинистые и тяжелоглинистые почвы. Износ рабочего органа на песчаной почве, засоренной камнями может быть в семь и более раз выше, чем на глинистой, при прочих равных условиях.
Влажность почвы также оказывает существенное влияние на интенсивность изнашивания деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин. С изменением влажности интенсивность изнашивания для различных почв изменяется в широком диапазоне. Если влага в почве отсутствует полностью, то почвенные частицы непосредственно соприкасаются как с изнашиваемой поверхностью, так и между собой. Взаимосвязь между частицами незначительна и скорость их относительного скольжения невелика. Присутствие влаги в почве существенно изменяет характер взаимодействия абразивных частиц и изнашиваемой поверхности вследствие адсорбции частицами молекул воды. Давление адсорбционных слоев способствует развитию микрощелей, которые неизбежно возникают при деформации твердого тела. Молекулы воды, проникшие в микрощель, расширяют ее и не дают сомкнуться, даже при отсутствии внешних сил, значительно ускоряя процесс разрушения детали. Однако присутствие влаги понижает прочность частиц абразива и их режущие свойства. Поэтому понижение абразивной способности частиц почвы и ускорение разрушения поверхности детали происходят одновременно. Результирующая этих воздействий зависит от количества и качества адсорбционной среды [57, 86].
Интенсивность изнашивания во многом зависит от фактической площади контакта абразивной массы с поверхностью рабочего органа. Так исследованиями установлено, что при увеличении нагрузки растет общее число пятен контакта и их размер. Однако только 8... 10% песчинок, находящихся в контакте, изнашиваютт металл при своем перемещении. Значительная часть частиц выходит из контакта в начальный момент движения и наносит царапины только на очень коротком отрезке. Глубина отдельных царапин не постоянна, так как в процессе движения деформируемый металл заполняет микровпадины, которые имеют на поверхности песчаные частицы. Кроме того, острые кромки и выступы абразивных частиц подвергаются излому и крошению, в результате чего поверхность становится более гладкой, увеличивается сопротивление движению внедрившейся частицы, что приводит к ее выглублению или повороту [57].
Механизм абразивного изнашивания изучался многими учеными, которыми было раскрыто влияние основных факторов на износостойкость тех или иных материалов. Это исследовалось в работах В.Ф. Лоренца, М.М. Хрущова, М.А. Бабичева, С.Л. Наумова, В.Д. Кузнецова, А.К. Зайцева, В.Н. Кащеева, И.В. Крагельского, П.Н. Львова, К.В. Савицкого, Б.И. Костецкого, Ю.Ф. Малышева и др.
На начальных этапах исследования механизм абразивного изнашивания сводился к простому царапанью металла частицами абразива, которые осуществляют микрорезание поверхности. Такой точки зрения придерживались в своих работах В.Д. Кузнецов, А.К. Зайцев, В.Н. Кащеев, В.М. Глазков. Они представляли процесс изнашивания как сумму большого числа элементарных процессов царапания и резания с образованием мельчайшей или витой стружки в зависимости от типа материала [148].
И.В. Крагельский считал, что при условии внедрения абразивной частицы на достаточную глубину может наблюдаться микрорезание материала. Однако в реальных условиях это явление происходит редко, так как почва состоит в основном из скругленных частиц. Он различал три основных вида изнашивания: при упругом контакте, при пластическом оттеснении и при микрорезании. Интенсивность изнашивания связана с фактической и номинальной площадями выступа частицы, контактирующего с поверхностью материала. При определенном соотношении этих величин происходит переход от пластического оттеснения к скалыванию металла [73...75].
По мнению П.Н. Львова наряду с вышеуказанными процессами происходит еще и выламывание хрупких карбидных элементов структуры по мере изнашивания более мягкого материала матрицы. Таким образом износостойкость металла определяется твердостью зерен карбидов, прочностью сцепления пластической основы с карбидами и ее износостойкостью [86, 87].
Б.И. Костецкий считал более вероятным механохимическое разрушение при рассмотрении механизма взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвенной массой. При этом он выделял этапы пластического деформирования поверхностных объемов металла, их окисление и последующее разрушение образующихся пленок [70...72].
В работах [20, 57] установлено, что наряду с царапаньем поверхности абразивом наблюдается изнашивание при пластическом деформировании частицами, имеющими скругленные выступы и грани, а также перекатывающимися без скольжения. При этом частицы разделяются на две группы.
К первой относят частицы, которые в процессе взаимодействия с поверхностью детали преодолевают силы сцепления материала и непосредственно производят изнашивание. Абразивные частицы могут производить микрорезание поверхности, если сила контактных связей частиц между собой превышает силы внутреннего сцепления изнашиваемой детали, а нагрузка на них обеспечивает проникновение вглубь материала.
Основные химические реакции при газопламенном напылении порошка экспериментального состава
Рабочие органы сельскохозяйственных машин подвергаются сильному изнашиванию. Оно может иметь место при различной природе и параметрах движения внешней среды. В зависимости от условий изнашивания его интенсивность может значительно изменяться [10]. Скорости почти всех процессов, протекающих на поверхностях трения, во многом зависят от механических, теплофизических и химических свойств материала. Одной из важнейших механических характеристик, влияющих на износостойкость материала, является его микротвердость (Н ). Первая количественная зависимость, связывающая интенсивность изнашивания со свойствами материалов и внешними условиями трения, была сформулирована применительно к абразивному износу в 1937г. Тонном и получила свое подтверждение и развитие в исследованиях М.М. Хрущова и М.А. Бабичева [145]. Ими установлено, что применительно к абразивному изнашиванию его интенсивность прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна микротвердости материала:
Анализируя выражение (2.1), можно сделать вывод, что при постоянном давлении интенсивность изнашивания зависит от микротвердости материала. При увеличении Ни интенсивность изнашивания уменьшается, следовательно, возрастает износостойкость, которая является одним из показателей качества для деталей (ОСТ.70.0009.002-84). По определению, износостойкость - это свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения [134]. Она оценивается величиной обратной интенсивности изнашивания [21, 134]: є = - = Нц, (2.2) J kqa где s - износостойкость, м/кг.
Решение задачи повышения износостойкости материалов, подвергающихся изнашиванию, связано с использованием уже известных упрочняющих технологий и созданием новых. К технологическим способам повышения износостойкости относят различные виды упрочняющих технологий, применение которых направлено на снижение интенсивности изнашивания детали за счет увеличения твердости и снижения пластичности поверхностного слоя, а в некоторых случаях за счет изменения химического и фазового состава этого слоя [28, 30, 50, 97, 127].
Для восстановления и упрочнения деталей машин широкое применение находит метод газопламенного напыления порошковых материалов. Благодаря своей технологической простоте и доступности, при высоких показателях качества напыленной поверхности, метод газопламенного напыления используется для реставрации и упрочнения различных участков деталей. Микротвердость такого покрытия зависит от многих факторов. Микротвердость покрытия Нм, полученного из механической смеси порошка ПР-НХ17 и порошка ГТР-Х4ГСР, можно представить в виде: Нм = f(-) (2.3) где К) - процентное содержание порошка ПР-Х4ГСР в экспериментальном составе по массе, %; К2 - процентное содержание порошка ПР-НХ17 в экспериментальном составе по массе, %. Анализ источников научно-технической информации и собственные предварительные исследования показали, что на микротвердость покрытия будет действовать также коэффициент хрупкости-у. Коэффициент хрупкости при Л 0,4 равен нулю, а при К/ 0,4 равен f(KJ. Учитывая, что К;+ Kf=\ или 100% механической смеси. Тогда уравнение (2.3) примет вид:
Принимая соотношение за постоянную величину Ь, которая зависит от условий эксплуатации детали с покрытием и используя формулу 2.4, приведем уравнение 2.2 к следующему виду: Предварительно проведенные исследования на машине трения позволили установить, что износостойкость покрытия будет зависеть от соотношения порошков в экспериментальном составе (таблица 2.1, рисунок 2.1): Таблица 2.1 - Зависимость износостойкости от соотношения порошков в механической смеси При Кі/К2=0, механическая смесь состоит на 100% из порошка ПР-НХ17, при Кі/К2=1 механическая смесь состоит на 100% из порошка ПР-Х4ГСР.
Исходя из таблицы 2.1 и рисунка 2.1 можно сделать вывод, что наибольшую износостойкость покрытие нанесенное газопламенным напылением механической смесью порошков ПР-Х4ГСР и ПР-НХ17 будет иметь при их соотношении К]/К2=2/3, то есть данное соотношение будет оптимальным.
Определение необходимого количества серийных и экспериментальных лап
Для упрочнения деталей применяются три разновидности газопламенного напыления порошковых материалов: без оплавления (холодное напыление или напыление с подслоем), с последующим оплавлением, с одновременным оплавлением (газопорошковая наплавка). Наибольшая прочность сцепления порошкового материала с металлом основы (деталью) достигается оплавлением порошка после нанесения его на поверхность детали [51, 140]. В связи с тем, что при работе лап культиваторов может происходить их соударение с камнем в наших исследованиях использовалось газопламенное напыление с последующим оплавлением.
Технология напыления была следующая: горелка зажигается и подводиться к напыляемой поверхности. Скорость перемещения вдоль напыляемой поверхности 2...3 мм/с (рисунок 3.3). Режимы: давление кислорода 0,4...0,45 МПа, ацетилена 0,07...0,1 МПа, угол атаки 90. Фракция порошка изменялась в интервале 20... 100 мкм, дистанция напыления 100...300 мм.
После напыления порошка экспериментального состава покрытие оплавлялось той же горелкой с использованием ацетиленокислородного пламени, но без подачи порошка. Участок детали, покрытый порошком нагревали до полного расплавления всех зерен металла в напыленном слое. В результате получалась блестящая поверхность. Оплавление проводилось при температуре 900...1100С. Контроль температуры осуществляли бесконтактным способом пирометром «Кельвин». После газопламенного напыления лезвия лап затачивались под углом 18 на установках для заточки режущих органов почвообрабатывающих машин.
Прочность сцепления покрытий с металлом основы является одним из важных факторов, характеризующих возможность применения упрочняющих покрытий. Для количественной оценки прочности сцепления применяли метод сдвига нанесенного покрытия из порошка экспериментального состава [19].
Для исследований были изготовлены специальные образцы из стали 65Г ГОСТ 1542 (рисунки 3.4, 3.5) и матрицы из стали 45 [141, 142]. 05 + 0,05 МЗ - 6Н —еза І І 0,5x45 ±0.215 + 0,215
Общий вид заготовки (1) и образца (2) для определения прочности сцепления покрытия с металлом основы Измерения усилия сдвига производили на универсальной разрывной машине ГМС-50 по ГОСТ 7855 путем продавливания образцов сквозь матрицу (рисунки 3.5...3.9). Рисунок 3.6 - Общий вид универсальной разрывной машины ГМС Рисунок 3.7 - Схема определения прочности сцепления напыленного покрытия с металлом основы: 1 - пуансон - образец, 2 - напыленное кольцо, 3 - матрица I Рисунок 3.8 - Общий вид универсальной разрывной машины ГМС-50 с установленным образцом для определения прочности сцепления покрытия с металлом основы Рисунок 3.9 - Общий вид образца продавленного сквозь матрицу Прочность сцепления оценивалась по напряжению сдвига, которое определяли по формуле [19]:
Геометрические параметры напыленной поверхности измеряли металлографическим методом на микротвердомере ПМТ-ЗМ с помощью окулярмикрометра АК9-2 при увеличении 500х. Относительная погрешность составляла 0,3 мкм [69, 131, 142].
Из лапы вырезали небольшой сегмент, который для удобства последующего использования, закрепляли после обработки в строгий зажим (рисунок 3.10).
Рисунок 3.10 - Общий вид шлифа для металлографических исследований Шлифы последовательно обрабатывали на шлифовальных бумагах путем перехода от грубых к тонким. При переходе от одного номера шлифовальной бумаги к другому шлиф тщательно освобождали от шлифовальной пыли. Направление движения меняли при переходе от одной стадии к другой. Полирование производили на алмазной пасте АСМ 3/2 НОМ.
Для получения отчетливой границы между покрытием и металлом основы после полирования проводили травление шлифа в 0,5% растворе фтористоводородной кислоты (плотность 0,98 T/CMJ) Перед травлением, а также после него, шлифы промывали водой и высушивали спиртом и фильтровальной бумагой. Время травления подбирали экспериментально. В качестве значения толщины покрытия брали среднюю величину из 20 измерений после исключения аномальных значений в выборке. Изменение линейных размеров образцов контролировали рычажным микрометром МР-25 ГОСТ 4381-87. Относительная погрешность составляла 2 мкм.
Микротвердость покрытий измеряли на компьютеризированном микротвердомере ПМТ-ЗМ-01 (рисунок 3.11) Для измерения микротвердости использовали образцы, которые обрабатывали согласно рекомендациям [69,131].
Металлографические исследования микроструктуры металла основы и покрытия с фотографированием проводили на микроскопах МИМ-7, ММР-2 и инвертированном микроскопе МЕТАМ ЛВ при увеличении 500х. Также использовался сканирующий электронный микроскоп Hitachi-1000 с увеличением до 10000х (рисунок 3.12).
В качестве математической модели, описывающей зависимость микротвердости от влияющих факторов, выбрана статистическая регрессионная модель. Для получения адекватной модели был поставлен и проведён полный 2-уровневый 4-факторный эксперимент [1, 45, 54]. В
Определение прочности сцепления покрытия с металлом основы
Результаты исследований показывают, что при выборе режимов нанесения газопламенных покрытий целесообразно использовать процентное содержание в механической смеси порошка ПР-НХ 17=60% и дистанцию напыления L=200 мм (рисунки 4.5...4.7). Указанные режимы позволят получать покрытие с максимальной микротвердостыо. Толщина покрытия при изменении режимов напыления не меняется и составляет 0,8 мм.
Одной из важнейших характеристик, определяющих эксплуатационные свойства покрытий, является их прочность сцепления с металлом основы. При газопламенном напылении порошковых материалов их соединение с металлом основы происходит по всему периметру упрочненной поверхности. Результаты по определению прочности сцепления приведены в (приложениях 3, И). Соединение материалов, происходит в основном, за счет механического сцепления.
Исследования прочности сцепления покрытий от процентного содержания в механической смеси порошка ПР-НХ 17 показали, что наилучшая прочность сцепления достигается при напылении смесью в которой его процентное содержание равно 60% (рисунок 4.8).
Анализ прочности сцепления покрытий, в зависимости от расстояния горелки до образца показал, что наилучший показатель достигается при напылении с дистанции 200 мм( рисунок 4.9). Это объясняется тем, что частицы напыляемого материала подлетают к металлической поверхности и вступают с ней в контакт, обладая оптимальными скоростью и температурой. При соударении они растекаются и упруго деформируются с образованием однородного слоя. Ударное или импульсное давление, возникающее вследствие проявления эффекта гидравлического удара жидкой частицы, зависит от скорости её движения. о, МПа напыления L, мм Исследования прочности сцепления покрытия с металлом основы от фракции порошка показали, что для создания качественного покрытия и максимальной адгезии дисперсный состав порошка должен быть в интервале 40...60 мкм (рисунок 4.10). Прочность сцепления покрытия зависит от размеров частиц. Размеры частиц также определяют и последующие стадии процесса формирования покрытия: расплавление частиц, образование капель и т.д. На адгезию напыленного слоя частиц оказывает влияние и свойства исходной поверхности.
На прочность сцепления частиц порошка оказывает влияние и температура оплавления покрытия. Анализ полученных опытных данных показал, что наилучший показатель достигается при температуре оплавления t=1000C (рисунок 4.11).
Обеспечение надёжности и долговечности сельскохозяйственных машин тесно связано с износостойкостью их рабочих органов. Прогнозируя эксплуатационные возможности, упрочненных газопламенным напылением порошковыми материалами лап культиваторов, необходимо учитывать характер изменения износостойкости покрытия по глубине нанесенного слоя. Это зависит от изменения микротвердости и пористости упрочненного слоя. Поэтому для получения адекватных данных по наружным покрытиям, необходимо обеспечить постоянство контактного давления в зоне трения при проведении испытаний на изнашивание. Поэтому образцы (рисунок 4.13) испытывались при одном и том же контактном давлении и при одинаковой продолжительности.
Образцы, упрочненные экспериментальным порошком, показали потерю массы в среднем 0,0108 г, а изготовленные из стали 65Г - массы в 0,0432 г (приложение Л).
Испытания лап культиваторов в реальной эксплуатации дали возможность установить зависимости изнашивания экспериментальных деталей и серийных изделий от наработки. Испытания проводились на среднесуглинистых почвах при средней влажности 19%. Наработка для рассматриваемых объектов исследования составила 30 га. Результаты эксплуатационных испытаний представлены на рисунках 4.16 и 4.17.
Износ лап культиватора по массе в зависимости от наработки Серийные лапы при наработке 30 га износились в среднем на 12 мм или на 18 г. Износ лап, упрочненных порошкообразным материалом экспериментального состава, содержащим механическую смесь двух порошков ПР-НХ 17=60% и ПР-Х4ГСР=40%, составил, в среднем, 3,8 мм или 5 г. Упрочняющее покрытие уменьшило износ рабочих поверхностей лап культиватора на 8,2 мм, что соответствует сокращению потери массы на 13 г (приложения М,Н).
На рисунке 4.18 представлена диаграмма износостойкости лап культиваторов после проведенных испытаний. При ее построении были использованы данные рисунка 4.16, так как выбраковочным параметром для лапы культиватора является ее длина. Исследуемые упрочняющие покрытия показали увеличение износостойкости в 3,4 раза по сравнению с серийно выпускаемой лапой из стали 65Г, принимавшуюся равной 1.
