Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы остро стала задача снабжения сельского хозяйства и промышленности запасными частями. В этой связи восстановление изношенных деталей с обеспечением их ресурса на уровне новых - один из самых эффективных путей экономии запасных частей. Особый интерес представляют малогабаритные детали прецизионного типа. Как правило, износ их поверхностей невелик, а зазор в сопряжении не превышает 0,1..0,15 мм. К таким деталям относятся золотники различных механизмов (гидроусилителей рулевого управления, аксиально поршневых машин, гидрораспределителей навесных систем и т.д.). Особенностью этих деталей является наличие нескольких, изнашиваемых в процессе эксплуатации, поверхностей (поясков) различной длины, расположенных на одной оси.
Среди многочисленных способов (наплавка и металлизация
различными методами, гальваническое осаждение, пластическая
деформация, металлополимерные покрытия и др.) для восстановления
таких деталей используется осталивание - способ трудоемкий,
низкопроизводительный, экологически несовершенный, не
обеспечивающий требуемой работоспособности деталей.
Оптимальная технология восстановления прецизионных деталей должна обеспечивать возможность автоматизации, высокую производительность процесса, экономное расходование материалов, минимальную трудоемкость. Этим требованиям наиболее полно отвечает наплавка в жидких теплоносителях. Однако до настоящего времени этот способ с целью восстановления изношенных деталей практически не использовался. Поэтому разработка способа наплавки деталей в жидких теплоносителях с целью их восстановления весьма актуальна и потребовала проведения исследований, изложенных в настоящей работе.
4 Работа выполнялась в соответствии с научно-техническими
программами 0.72.01.01.294 и 9.72.19, утвержденными постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 29.12.81 № 515/271.
Научная задача заключалась в теоретическом и экспериментальном обосновании способа наплавки цилиндрических малогабаритных деталей в жидких теплоносителях, его основных технологических параметров и применяемых материалов.
Цель исследования. Повышение долговечности восстанавливаемых малогабаритных прецизионных деталей сельскохозяйственной и промышленной техники путем разработки и внедрения в ремонтное производство способа наплавки в жидком теплоносителе металлических порошков.
На защиту выносятся:
-способ получения износостойкого покрытия путем наплавки (сварки-пайки) на изношенные поверхности деталей металлических порошков в среде жидкого теплоносителя; -закономерности нагрева цилиндрических (сплошных и пустотелых) деталей в расплаве теплоносителя;
-результаты исследований механизма формирования свойств механических характеристик наплавленного слоя и влияния состава наплавочных материалов и основных параметров режимов на технико-экономические показатели процесса восстановления деталей; -технологические особенности наплавки малогабаритных прецизионных деталей.
Объекты исследований: способ наплавки металлического порошка в жидком теплоносителе и золотники гидравлических распределителей, изготовленные из стали 20Х ГОСТ 4543-75.
5 Научная новизна. Новыми являются установленные закономерности
нагрева малогабаритных цилиндрических деталей в процессе наплавки на
них металлических порошков в жидком теплоносителе, а также сам способ
наплавки тонкого слоя на стальную подложку в расплаве синтетического
боратного шлака.
Теоретическая значимость состоит в раскрытии новых, неизвестных ранее, положений нагрева малогабаритных двухслойных цилиндрических деталей (сплошных и пустотелых) в жидком теплоносителе, вьфаженных в виде системы дифференциальных уравнений с определенными граничными условиями четвертого рода, которые предусматривали отсутствие взаимного влияния теплового поля каждого изделия друг на друга. В дальнейшем такой подход может быть использован при расчете для случая полиметаллических деталей, в том числе для случая наплавки многослойных изделий с различными температурами плавления материала в каждом из слоев.
Практическая ценность заключается в:
-новом способе решения практической задачи - качественной наплавки сложных малогабаритных деталей с минимальной остаточной деформацией;
-новом методе расчета температурных полей при одновременной наплавке нескольких деталей в ваннах с жидким теплоносителем;
-разработке технических условий к проектированию печей - ванн для наплавки и упрочнения деталей в расплавах синтетических шлаков, обеспечивающих высокий уровень автоматизации технологических процессов;
-создании принципиально нового способа получения износостойкого покрытия (А.С. № 1688981 СССР).
Реализация результатов диссертации предусматривалась в ремонтном производстве, при восстановлении изношенных деталей, в машиностроении, при производстве сложных би- и многослойных деталей.
Опытно-промышленное внедрение технологии и оборудования, разработанных по результатам исследований диссертации, произведено в научно-производственной фирме "АП Надежность" (г. Саратов), а опытное апробирование на Кировоградском заводе "Гидросила" (Украина).
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на:
-заседании секции "Наплавка и смежные процессы" координационного совета по сварке, Киев, 1989 г.;
-Всесоюзных семинарах "Теоретические и технологические основы наплавки" (Киев, 1989 г., Краматорск, 1990 г.);
-Всесоюзном научно-техническом семинаре "Научно-технический прогресс в авторемонтном производстве", Москва, 1990 г.;
-научно-технической конференции ЧИМЭСХ, Челябинск, 1990 г.;
-научно-технических конференциях СГАУ (Саратов, 1989.. 1996 г.г.);
-межкафедральном технологическом семинаре СГАУ, Саратов, 1996 г.
Публикации. Основное содержание работы отражено в четырех статьях и одном авторском свидетельстве на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, включает 59 рисунков и 7 таблиц, список литературы содержит 260 наименований.
