Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 10
1.1 Современное состояние вопроса 10
1.2 Анализ условий работы и надежности режущих рабочих органов промышленных мясорубок 12
1.3 Анализ существующих способов изготовления крестовых ножей промышленных мясорубок 17
1.4 Анализ методов упрочнения деталей 17
1.4.1 Химикотермические методы поверхностного упрочнения деталей 18
1.4.2. Электрофизические способы упрочнения деталей 18
1.4.3 Упрочнение энергией взрыва 20
1.4.4 Упрочнение методами лазерного воздействия 20
1.4.5 Упрочнение деталей и инструментов методами диффузионной металлизации 21
1.5 Диффузионная металлизация как метод восстановления и упрочнения деталей 22
1.6 Электроконтактная приварка диффузионно- хромированной ленты, как метод интенсификации технологии изготовления режущего инструмента мясорезательных машин 29
Цели и задачи исследования 32
Глава 2 Теоретические предпосылки упрочнения деталей электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты 35
2.1 Особенности процессов изнашивания режущего инструмента 35
2.2 Карбидные диффузионные покрытия на основе тугоплавких металлов 37
2.3 Анализ факторов, определяющих интенсивность диффузионных процессов в металлах 39
2.4 Диффузия насыщающего элемента и встречная диффузия углерода при контактном вакуумном хромировании 41
2.5 Диффузия насыщающего элемента и встречная иффузия углерода при контактном вакуумном хромировании тонких сталей и лент 47
2.6 Строение диффузионного слоя на сталях после электроконтактной приварки 49
Выводы по главе 2 50
Глава 3 Методика экспериментальных исследований 52
3.1 Программа исследований 52
3.2 Оборудование и материалы для процесса диффузионного хромирования 52
3.3 Образцы для исследования 54
3.4 Контроль и обеспечение основных параметров диффузионного хромирования 54
3.5 Металлографические исследования 56
3.6 Контроль качества диффузионного слоя и измерение размеров образцов 57
3.7 Методика измерения микротвердости 5 8
3.8 Методика проведения ускоренных лабораторных испытаний 58
3.9 Оборудование и материалы для проведения процесса электроконтактной приварки ленты 59
3.10. Контроль качества контактной приварки ленты 60
3.11 Методика обработки экспериментальных данных 60
3.12 Определение оптимального режима упрочнения с применением многофакторной модели 61
3.12.1 Краткая методика проведения многофакторного эксперимента 61
3.12.2 Обработка экспериментальных данных 62
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований 65
4.1. Результаты исследования процесса диффузионного контактного хромирования стальных лент 65
4.1.1 Выбор оптимального режима диффузионной металлизации 65
4.1.2 Влияние температуры и продолжительности вакуумного диффузионного хромирования стальных лент на толщину диффузионного слоя образцов 71
4.1.3 Влияние температуры и продолжительности вакуумного диффузионного хромирования стальных лент на поверхностную микротвердость и твердость образцов 89
4.1.4 Влияние температуры и продолжительности вакуумного диффузионного хромирования стальных лент на распределение микротвердости образцов 106
4.1.5 Влияние режимов хромирования в вакууме на строение и физико-механические свойства образцов 113
4.2 Результаты исследования процесса контактной приварки диффузионно-хромированной ленты 118
4.3 Ускоренные износные испытания 123
4.3.1 Ускоренные износные испытания образцов диффузионно-хромированной ленты 123
4.3.2 Ускоренные износные испытания образцов диффузионно-хромированной ленты после контактной приварки 123
4.4 Результаты эксплуатационных испытаний 124
Выводы по главе 4 125
Глава 5 Внедрение результатов исследований и экономическая эффективность 127
5.1 Разработка типовой технологии упрочнения режущих рабочих органов промышленных мясорубок электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты 127
5.2 Оценка технико-экономической эффективности внедрения типовой технологии упрочнения режущих рабочих органов, промышленных мясорубок электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты 131
5.2.1. Основные характеристики продукции (услуги) 131
5.2.2. Оценка рынка сбыта 131
5.2.3. Конкуренция 132
5.2.4. Оценка издержек производства и расчет себестоимости 132
5.3 Определение годовой экономии от внедрения технологии упрочнения режущих рабочих органов промышленных мясорубок электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты 139
5.4. Внедрение результатов работы 143
Выводы по главе 5 144
Общие выводы 145
Литература 147
Приложения
- Анализ существующих способов изготовления крестовых ножей промышленных мясорубок
- Диффузия насыщающего элемента и встречная диффузия углерода при контактном вакуумном хромировании
- Контроль и обеспечение основных параметров диффузионного хромирования
- Определение годовой экономии от внедрения технологии упрочнения режущих рабочих органов промышленных мясорубок электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты
Введение к работе
Одним из главных условий развития сельского хозяйства в современных условиях рыночной экономики является широкое внедрение достижений научно-технического прогресса, современной техники и технологий. К сожалению, приходится признать, что многие образцы сельскохозяйственной и перерабатывающей техники отечественного производства устарели, и малонадежны и неэкономичны. Из-за этих причин снижается их срок службы, и возрастают объемы ремонтных работ [48]. Ремонт и потери от некачественного ремонта ложатся ощутимым бременем на сельского товаропроизводителя. В то же время технический сервис, позволяющий значительно повысить готовность машин к работе, сократить простои, снизить затраты, не развивается или развивается очень медленно. В этих условиях ремонт в техническом и экономическом плане следует рассматривать, как меру частичного воспроизводства техники.
Согласно работам [1, 6... 17], износ является наиболее распространенной причиной нарушения работоспособности деталей и сборочных единиц машин и механизмов. Процессы изнашивания сопровождаются сложными физико-химическими явлениями и характеризуются многообразием влияющих на них факторов. Преждевременный износ "слабых" звеньев сельскохозяйственной техники приводит к дополнительным издержкам материальных и трудовых ресурсов [48]. Качество и эффективность ремонта деталей зависят, главным образом, от правильности выбора способов упрочнения и восстановления, от их себестоимости и необходимых капиталовложений.
Низкий уровень оснащенности, использование морально и физически устаревшего оборудования в ремонтных предприятиях, отсутствие надлежащего износостойкого режущего и мерительного инструмента являются причинами снижения качества ремонта техники.
Износ, деформация и другие дефекты деталей приводят к нарушению их взаимного расположения, изменению условий работы отдельных соединений и,
8 в конечном счете, к ухудшению технико-экономических показателей работы в машине в целом [48].
На основании заключения о ремонтопригодности и восстанавливаемости основных и сопряженных с ними деталей, известно, что более 80% деталей тракторов и другой техники агропромышленного комплекса характеризуются износами до 0,2...0,4 мм, а прецизионных деталей от 0,006 до 0,020 мм. [1]. Следовательно, износостойкость этих тонких поверхностных слоев и обеспечивает ресурс работы сельскохозяйственной техники. Следует отметить, что интенсивность изнашивания режущего инструмента машин и механизмов, перерабатывающих сельскохозяйственные продукты, их восстановление и упрочнение изучены в недостаточной степени. Ремонт на данном этапе, сводится, в основном, к постановке новых запасных частей или восстановлению их работоспособности обработкой под ремонтный размер.
Применение прогрессивных способов восстановления зависит от технического уровня оборудования, технологических линий, качества мерительного и режущего инструмента, приборов, ремонтных предприятий и квалификации персонала.
Разработка совершенствование и внедрение упрочняющих технологий, особенно методов поверхностного упрочнения деталей, в настоящее время являются наиболее перспективными позволяющими:
наносить на поверхность изделия покрытия с высокими физико-механическими свойствами, противостоящими истиранию, как при обычной, так и при высокой температуре;
обеспечивать высокую адгезию с основным материалом детали, не изменяющуюся в процессе эксплуатации;
сохранять стабильными во времени основные свойства;
снизить объем последующей механической обработки;
снизить себестоимость восстановления и упрочнения.
Названные и другие положительные свойства, характерные поверхностным износостойким покрытиям обуславливают их применение не
9 только при техническом сервисе машин, но и в современных технологиях изготовления деталей и инструментов [48].
Анализ существующих способов изготовления крестовых ножей промышленных мясорубок
Наиболее распространенным способом изготовления крестовых ножей промышленных мясорубок является литье по выплавляемым моделям [117].
Однако в процессе литья высока вероятность проникновения пузырьков воздуха в выплавляемую модель. По мере застывания металла на их месте образуются пустоты — газовые поры и раковины [117]. В случае увеличения нагрузки на нож, изготовленный по такой технологии высока вероятность его поломки в местах образования газовых пузырей.
Изготовление крестовых ножей обработкой резанием осуществляется на токарных и фрезерных станках с последующими термической обработкой и шлифованием [117]. Данный способ отличается повышенной трудоемкостью, а следовательно высокой себестоимостью изготовления изделий. Ножи, полученные ковкой, отличаются высокими эксплуатационными свойствами, однако технология ковки крайне трудоемка и неприменима при серийном производстве. Перспективным является способ изготовления и восстановления крестовых ножей давлением, предложенный в работе Ф.Я. Рудика [117], однако этот способ отличается высокой трудоемкостью и не позволяет значительно повысить износостойкость крестовых ножей. Таким образом, ни один из существующих способов изготовления крестовых ножей не позволяет изготовить нож, отвечающий основными требованиями, предъявляемыми к режущему инструменту промышленных мясорубок. Известные методы упрочнения условно можно разделить на шесть основных классов: химикотермические, электофизические, диффузионная металлизация, изменение структуры поверхностного слоя, изменение энергетического запаса поверхностного слоя, механическая обработка [48].
Классы разделяются на методы и процессы. Процессы могут выполняться при наличии или сочетании следующих условий: в газовой среде, в жидкости, в пасте, без использования или с использованием теплоты при нормальном, повышенном или высоком давлении; в низком, среднем или глубоком вакууме; в магнитном, электрическом или гравитационном поле. Классификация методов упрочнения приведена ниже в таблице 1.1
Влияние процессов ХТО на комплекс физических и эксплуатационных свойств деталей (изделий) совместно с термической обработкой, позволяет существенно повышать износостойкость, усталостную прочность, контактную выносливость и многие другие свойства металлов. В основу процессов ХТО положены два определяющих фактора: температура насыщения и тип элемента, диффузирующего в обрабатываемую поверхность. Условно процессы ХТО можно разделить на высокотемпературные (800...1300С) и низкотемпературные (400... 690). К недостаткам можно отнести большую продолжительность процесса, изменение геометрических размеров и формы деталей [47].
Электроискровое упрочнение металлических поверхностей относится к методу нанесения износостойких покрытий. Метод электроискрового упрочнения позволяет увеличить износостойкость инструментов от 2 до 4 раз при нанесении слоя толщиной от 4 до 10 мкм микротвёрдостью от 700 до 1200 МПа с шероховатостью Ra 1,25. Нанесение износостойких покрытий методом КИБ основывается на электродуговом распылении материала катода с последующей концентрацией продуктов плазменной реакции на рабочей поверхности. В методике упрочнения процесс ионно-лучевой обработки (ионная имплантация) относится к классу радиационной обработки искусственным излучением в вакууме без нагрева обрабатываемого изделия.
Ионная имплантация — это процесс, в котором практически любой элемент может быть внедрён в приповерхностную область любого твёрдого тела - мишени, помещённой в вакуумную камеру, посредством пучка высокоскоростных ионов, имеющую энергию в несколько сот килоэлектронвольт.
К недостаткам метода электроискрового упрочнения можно отнести локальность его применения, малую производительность процесса, относительную строгость в подборе режимов обработки, в связи с чем возникает необходимость в привлечении высококвалифицированных операторов. Основным недостатком метода КИБ является сложность создания оптимальной температуры на режущих кромках обрабатываемого инструмента.
Главным недостатком ионно-лучевой обработки является обработка только той части поверхности образца, которая находится непосредственно в области действия пучка ионов. Энергией взрыва можно повысить износостойкость при истирании, твёрдость поверхностного слоя, циклическую прочность, улучшить качество поверхностного слоя металла. Сущность метода заключается в том, что в камере на деталь укладывается взрывчатое вещество, взрывом которого упрочняется поверхность детали. При ударе с большой скоростью свойственной взрыву эффект упрочнения возрастает по мере увеличения скорости удара. Иногда при взрыве используются передающие среды: воду, воздух и другие инертные вещества.
Диффузия насыщающего элемента и встречная диффузия углерода при контактном вакуумном хромировании
Движущей силой диффузионного процесса является разность химических потенциалов веществ, которая вызывается различными причинами. В случае диффузионной металлизации градиент химического потенциала предопределяется градиентом концентрации насыщающего вещества на поверхности нагретого тела и внутри его. Движение атомов становится направленным в сторону выравнивания концентрации и возможно при условии его растворимости, если разница в атомных диаметрах диффузионного вещества и металла-растворителя не превышает 15-16 %. Изучению механизма диффузии посвящены работы [92,,,94]. Степень насыщения зависит от скорости поступления атомов хрома в активной форме из хромонасыщающей среды к поверхности металла и скорости проникновения атомов с поверхности металла в его глубину, т.е. от скорости диффузии [48]. От соотношения этих двух скоростей процесса зависит концентрация атомов хрома на нагретой поверхности.
Дефекты кристаллического строения, такие как, размер зерна, концентрация диффундирующего элемента, искажение кристаллической решетки, внутренние напряжения и состояние поверхности, так же оказывают влияние на коэффициент диффузии.
Исходя из анализа работ [90... 102] механизм образования диффузионного слоя на железоуглеродистых сплавах можно представить следующим образом. После адсорбции на поверхности металла тонкого слоя хрома из паровой фазы, по механизму замещения происходит интенсивная диффузия атомов хрома в глубь стальной подложки и встречная диффузия углерода к поверхности изделия. В результате диффузии хрома и углерода в приповерхностном слое образуются химические соединения — интерметаллиды и карбиды насыщающего элемента. В связи с этим скорость взаимной диффузии резко уменьшается, так как подвижность атомов в этих химических соединениях мала. В результате, в приповерхностном слое образуется карбидный слой толщиной hi и происходит движение внешней границы слоя наружу на величину 8і (рис. 2.2) т.к. углерод обладает более высокой активностью, он проходя через слой карбидов способствует росту карбидного слоя с внешней стороны.
Первая составляющая может условно рассматриваться, как результат только диффузионной стороны процесса, а вторая как результат кинетической стороны процесса.
Движение внешней границы диффузионного слоя на величину 5i будет пропорционально глубине диффузии насыщаемого элемента в изделие, разности параметров кристаллической решетки Fey и образующегося химического соединения, формула и строение которого зависят от условия насыщения стали. Изменение 5i подчиняется параболическому закону от времени насыщения.
Основное насыщение 82 происходит в результате осаждения на поверхности атомов хрома в активной фазе и встречной диффузии углерода, приводящей к образованию на поверхности карбидов хрома и диффузии атомов железа в карбидный слой. На этом этапе толщина диффузионного слоя 52 будет зависеть от концентрации углерода в стали и скорости его диффузии, а также фазового строения (карбидов высшего и низшего порядка). Связанный углерод, при высоком содержании легирующих элементов приводят к увеличению зоны интерметаллидов, в противном случае больший размер имеет слой карбидов. Поскольку скорость образования слоя 52 лимитируется скоростью диффузионного потока углерода при практической постоянной для принятых условий насыщения, скорости осаждения атомов хрома, то величина 52 должна изменяться по параболическому закону [48].
Диффузия углерода, а следовательно и рост слоя, будет происходить до тех пор, пока не будет достигнута критическая толщина карбидного слоя (8\ + 52). С увеличением толщины карбидного слоя снижается скорость диффузии атомов углерода, а под карбидным слоем образуется, в противоречие закона разности химических потенциалов вещества, обезуглероженная зона. В данном случае диффузионный поток углерода подчиняется термодинамическому состоянию системы и зависит от активности диффузионного вещества. К тому же хром является сильным карбидообразующим элементом.
Направление и скорость диффузионного потока атомов углерода зависит от многих факторов. На первом этапе под воздействием температуры, в однородном твердом растворе углерода, его движущей силой является разность химических потенциалов с осажденным на поверхности хромом. Дополнительное влияние на скорость потока углерода оказывает реакция карбидообразования, температурный градиент изделия и остаточное давление вакуумной камеры. Снижение активности диффузионного процесса объясняется укрупнением с течением времени структуры металла, что приводит к снижению интенсивности потока углерода по границам раздела межзеренной поверхности. Если в начале процесса концентрация углерода достаточна для интенсивного формирования слоя 82, то в конце контролирующая стадия процесса находится в прямой зависимости от скорости диффузии углерода через слои (5i + 52) из внутренних слоев изделия и от его концентрации под карбидным слоем. Однако от наличия концентрации свободного углерода в стали зависит толщина диффузионного слоя и изменение линейных размеров деталей.[48] Толщина наращиваемого слоя лишь изначально превышает толщину карбидной зоны при понижении содержания углерода. В остальных случаях толщина диффузионного слоя превышает толщину наращиваемого слоя, что подтверждает теорию образования наращиваемого слоя в изделии [47]. В процессе вакуумного хромирования сталей происходит в основном наращивание карбидного слоя наружу (82), глубина диффузии хрома в сталь незначительна. С увеличением концентрации свободного углерода в стали толщина диффузионного слоя возрастает.
Контроль и обеспечение основных параметров диффузионного хромирования
В соответствии с поставленной целью и задачами, программа исследования включает в себя следующие этапы: 1 Подбор марок сталей ленты для контактной приварки и отработка режимов термической обработки ленты. Отработка режимов термической обработки заключается в подборе оптимальной температуры и выдержки при диффузионном хромировании ленты. 2 Исследование физико-механических свойств ленты, подвергнутой диффузионному хромированию, в том числе микротвердости поверхности обработанной ленты, величины зерна, микроструктуры. 3 Исследование влияния электроконтактной приварки на свойства диффузионного слоя на диффузионно-хромированной стальной ленте. 4 Ускоренные и эксплуатационные испытания образцов диффузионно-хромированной ленты, подвергнутых контактной приварке, в сравнении с серийными деталями. 5 Разработка технологии, упрочнения деталей рабочих органов машин АПК контактной приваркой диффузионно-хромированной ленты. 6 Технико-экономическая оценка разработанной, технологии.
Диффузионное насыщение образцов и ленты хромом проводилось в камерной вакуумной электропечи, СНВЭ 1.3.1/16 ИЗ ГОСТ 20553-85. Электропечь предназначена для проведения различных термических процессов (спекания, отжига, дегазации и т.п.) в вакууме или в инертном газе. Работа с инертным газом допускается при давлении, не превышающем 0,12 МПа.
Для укладки образцов при диффузионном хромировании использовали контейнеры из листовой стали. К контейнерам изготавливались соответствующие крышки. Исходным материалом для парофазного диффузионного хромирования служил порошок хрома Х97 (ГОСТ 5905-79) гранулометрического состава 0,4-0,6 мм. Хром определенной грануляции предварительно измельчался и просеивался через сита с различными размерами ячеек.
Для исследования процессов диффузионного насыщения были подобраны марки сталей: из углеродистых - 45, У8, 08кп; из легированных - 65Г, ЗОХГСА, ХВГ. Отбор марок стали проводился по принципу содержания в них углерода и легирующих элементов. Среди образцов представлены: малоуглеродистые стали, конструкционные стали, высокоуглеродистые стали, легированные и высоколегированные стали. Таким образом, рассматривается почти вся номенклатура сталей применяемых в СХ машиностроении.
Из отобранных марок сталей шлифовали плоские образцы толщиной 0,4; 0,6; 0,8 мм, которые после различных комбинаций режимов диффузионного хромирования, шлифовались. Диффузионное хромирование проводилось в интервале температур от 1100 С до 1200 С и времени выдержки от 2 до 6 часов. Далее для определения толщины диффузионного слоя, твердости и изменения линейных размеров образцы протравливались в 3% растворе азотной кислоты в спирте. После полировки и травления проводились измерения.
Основными параметрами вакуумного хромирования являются: скорость нагрева, температура процесса, время выдержки, остаточное давление (глубина вакуума). Регулирование теплового режима рабочей камеры электропечи СНВЭ1.3.1/16 ИЗ осуществлялось путем изменения подводимого к нагревателям напряжения с помощью регулятора напряжения РН-1-160 УХЛН на блоке управления регулятором БУ-12 через первичную обмотку трансформатора. Скорость нагрева регулировалась резистором, изменяя ток управления от 0 до 5 мА (0...100%), что вызывает изменение напряжения нагрузки на входе в трансформатор печи и, следовательно, ток нагрева печи [48].
Контроль температуры процесса осуществлялся автоматически с помощью самописца, патенцеометра модели КСП4-200-УХЛ ГОСТ 7164-78, датчиком которого является вольфрам-рениевая термопара ТВР, установленная в рабочей камере печи. Измерения температуры в течении всего процесса хромирования проводились автоматически, со скоростью движения ленты самописца 20 мм/час. Измерение остаточного давления (глубины вакуума), при проведении парофазного вакуумного хромирования, проводились с помощью вакуумметра модели НИТ-3. Датчики вакуумметра, термопарный ПМТ-2 и ионизационный ПМИ-2 установлены на корпусе нагревательной камеры.
Откачивание нагревательной камеры проводилось последовательно, сначала при помощи двух пластинчато-роторных вакуумных насосов модели 2ННР - 5ДМ, проводилась форвакуумная откачка до разряжения не хуже 13.3. Па, затем откачка проводилась при помощи заранее разогретого диффузионного паромасляного насоса Н250. После открытия вакуумного затвора 2ЭВЭ, имеющего электромеханический привод, электропечь СНВЭ 1.3.1/16 ИЗ позволяет достигнуть, остаточное давление не ниже чем 1,33 10" Па.
Технологический процесс парофазного вакуумного хромирования: 1 Загрузка упакованных контейнеров с образцами и порошком хрома в электропечь; 2 Откачка воздуха из нагревательной камеры до остаточного давления 1.3310"3Па; 3 Нагрев печи до заданной температуры хромирования от t = 1100 до 1200 С; 4 Выдержка при заданной температуре процесса т = от 2 до 8 ч; 5 Охлаждение нагревательной камеры до температуры t = 50 С выгрузка и распаковка контейнера.
Исследование микроструктуры образцов, подвергнутых диффузионному хромированию, в зависимости от режимов ХТО проводились на металлографическом микроскопе МИМ - 8, а также использовали оптическую систему прибора ПМТ - ЗМ [98, 109].
Стали подбирались из состояния поставки. Образцы шлифовались для последующего диффузионного хромирования на различных режимах. Металлографическому анализу подвергались микрошлифы, выполненные по методике [103, 104, 107, 113]. Образцы собирались в кассеты по 14 штук заливались эпоксидной смолой и стягивались стяжками (рис. 3.4), далее кассеты шлифовались и палировапись. Для выполнения микроанализа микрошлифы подвергались травлению в 3%-ном растворе азотной кислоты в спирте.
Определение годовой экономии от внедрения технологии упрочнения режущих рабочих органов промышленных мясорубок электроконтактной приваркой диффузионно-хромированной ленты
Анализ состояния эксплуатационной надежности промышленных мясорубок, приведенный в главе 1, результаты теоретических и практических исследований, проведение ускоренных и эксплуатационных испытаний показали целесообразность упрочнения электроконтаетной приваркой диффузионно-хромированной ленты, режущих элементов волчков промышленных мясорубок, которые оказывают непосредственное влияние на надежность их работы. Результаты проведенных лабораторных исследований, изложенные в главе 4, свидетельствуют о высокой эффективности электроконтактной приварки диффузионно-хромированной ленты, как метода восстановления и упрочнения режущих инструментов.
Так как оборудование мясной промышленности выпускается, как правило, небольшими сериями [106, 108], режущие рабочие органы промышленных мясорубок исходя из потребности, поступают в виде запасных частей как не основная продукция. Поэтому промышленность предпочитает выпускать их из дешевых углеродистых сталей (У8А, У10), а часть элементов, для снижения трудоемкости, получать методом литья, вследствие чего из-за низких физико-механических свойств часто происходят поломки как отдельных ножей так и выход из строя целых комплектов.
По результатам исследований, изложенных в главе 4, разработана технология упрочнения режущих элементов промышленных мясорубок (рис. 5.1). Упрочнению подвергаются: приемные ножи, двухсторонние ножи и односторонние ножи. При этом, решета и съемная цапфа шнека подвергается упрочнению по технологии предложенной Э.И Кочетовым [48].
Диффузионное хромирование стальной ленты проводилось в вакуумной печи модели СНВЭ 1.3.1/16ИЗ. Лента изготавливалась из стали У8А и ХВГ. Процесс парофазного диффузионного хромирования в вакууме проводился при температуре t = 1180-1200 С и продолжительность выдержки т. = 6 часов, остаточное давление должно быть не выше 1,33-10" Па. Для этой цели стальную ленту укладывают в специально изготовленный, полугерметичный контейнер из стали ЗОХГСА с засыпают порошком хрома марки Х-97 размером фракции 0,4...0,6 мм. По окончании хромирования контейнеры охлаждают вместе с печью, распаковывают и разделяют ленту и порошок хрома. Затем ленту приваривают, к крестовому ножу электроконтактным методом, на установке для электро-контактной приварки ленты МТ-2827УХЛ4 при силе сварочного тока 5 кА. Замер микротвердости поверхности приваренной ленты показал: для стали У8А - микротвердость составляет Н 10о = 11871-12621 МПа; для стали ХВГ - микротвердость составляет Н юо = 15398-17352 МПа. Коробление металла по основной плоскости отсутствует. Решета подвергаются диффузионному хромированию согласно технологии предложенной, в работе [48]. Микротвердость поверхности решета при этом должна быть выше, чем микротвердость поверхности крестового ножа, во избежание их заклинивания.
Согласно схеме, крестовой нож поступает из ремонтного фонда или непосредственно с завода изготовителя на сварочный участок, проходит расконсервацию в выварочной ванне и дефектуется. В процессе дефектации ножи и решета, имеющие трещины, раковины, выбраковываются и рассортировываются.
Одновременно с этим, на термический участок поступает лента для электроконтактной приварки. Лента обезжиривается, и упаковывается в контейнеры.
Лента толщиной 0,6...0,8 мм, прошедшая очистку и обезжиривание поступает на диффузионное парофазное хромирование. Для этой цели используют электровакуумную печь модели СНВЭ 1.31/16ИЗ. Ленту укладывают в контейнер с засыпкой хромовым порошком марки Х-97, грануляцией 0,4...0,6 мм, контейнер закрывают крышкой и помещают в камеру вакуумной печи. Контейнер изготавливается из стали ЗОХГСА с толщиной стенок не менее 2 мм. Лента укладывается в контейнер горизонтально, слой за слоем, при этом каждый слой пересыпается порошком хрома, расстояние между слоями ленты в контейнере 2...3 мм. Хромирование проводят при t = 1180—1200С с выдержкой т = 6 часов, при этом нагрев осуществляется постепенно, далее следует выдержка на режиме в течении 6 часов, остаточное давление должно быть не выше 1,33 -10"Т1а.
После проведения процесса контейнеры охлаждают вместе с печью до температуры не выше t = 50 С, их распаковывают и очищают ленту от остатков смеси. Ленту подвергают очистке в выварочной ванне. Далее лента поступает на сварочный участок.
Решета, входящие в состав режущего комплекта должны быть подвергнуты диффузионному парофазному хромированию в вакууме по технологии предлогаемой в работе [48]. При этом микротвердость поверхности решета будет выше, чем микротвердость поверхности крестового ножа, что необходимо во избежание их заклинивания.
Б. Технология электроконтактной приварки упрочненной ленты. Режущая поверхность ножей перед проведением ЭКП шлифуется. Лента приваривается к ножам на установке для электроконтактной приварки МТ-2827УХЛ4 при силе сварочного тока 5 кА, на торцевые поверхности режущей кромки, длительности импульса tH = 0,4 с, длительностью паузы между отдельными импульсами ta = 0,2 с, скорости приварки v = 1,0 м/мин.
Продукцией является крестовой нож с приваренной на режущие кромки стальной лентой, обработанной с применением метода парофазного диффузионного хромирования в вакууме. В комплекте с ножами идут решета обработанные с применением метода диффузионной металлизации предложенной в работе [48]. Структура и свойства приваренного слоя обеспечивают необходимые требования к режущей поверхности для эксплуатации крестового ножа в составе волчка. Результат применения выбранной технологии удовлетворяет потребностям заказчика, т.е. крестовой нож имеет те характеристики, которые требовались заказчику.
