Формирование износостойких покрытий для деталей сельскохозяйственного машиностроения при электродуговой наплавке многокомпонентных механоактивированных СВС-материалов

• Автор: Собачкин, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Раздел 1. Анализ проблемы модифицирования поверхностных слоев изделий. Цель и задачи исследования
1.1 Способы придания поверхностным слоям деталей особых свойств
1.1.1 Технологии осаждения
1.1.2 Технологии напыления
1.1.3. Технологии наплавки
1.1.4 Поверхностное упрочнение материалов методами химикотермической обработки
1.2 Материалы, используемые для модифицирования поверхностных слоев изделий
1.2.1 Твердые сплавы
1.2.2 Металломатричные композиты
1.2.3 Анализ современных материалов, применяемых для модифицирования поверхностных слоев
1.3 Выводы. Цель и задачи исследования
Раздел 2. Оборудование и методы исследований
2.1 Оборудование и методика проведения механически активируемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
2.2 Методы исследования порошковых материалов и наплавленных покрытий
2.3 Выводы по разделу
Раздел 3. Структура и свойства покрытий, полученных электродуго-
вой наплавкой одно- и многокарбидных смесей СВС-механокомпозитов
3.1 Исследование структуры и фазового состава СВС-механокомпозитов
3.2 Металлографические исследования покрытий, полученных способом электродуговой наплавки
3.3 Исследование элементного, фазового состава и структуры наплавленных покрытий с использованием растровой электронной микроскопии
3.4 Исследование микротвердости наплавленных покрытий
3.5 Оценка стойкости покрытий при трении о закрепленные частицы абразива
3.6 Ударная вязкость наплавленных материалов
3.7 Выводы по разделу
Раздел 4. Установление корреляционных зависимостей между структурой, свойствами наплавленного металла и режимами наплавки. Натурные испытания стрельчатых лап сеялки СЗС-2.
4.1 Оптимизация режимов наплавки СВС-композитов
4.2 Натурные испытания стрельчатых лап сеялки СЗС-2.
4.3 Выводы по разделу
Заключение
Список литературы
Приложение А - Список иллюстративного материала
Приложение Б - Акт производственных испытаний лап сеялки
СЗС-2.
Приложение В - Акт об использовании результатов диссертации
Приложение Г - Акт внедрения результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования
Поверхностные слои многих рабочих органов сельскохозяйственной техники в процессе эксплуатации подвергаются интенсивному абразивному изнашиванию, в результате чего оборудование преждевременно выходит из строя. Существующие способы увеличения срока службы рабочих органов либо являются чрезвычайно дорогостоящими (например, технология французской фирмы «Agri Carb» по получению защитных пластин из спеченного карбида вольфрама), либо не обеспечивают существенного увеличения долговечности деталей (например, индукционная наплавка на Рубцовском заводе запасных частей). Рациональное решение отмеченной проблемы заключается в создании новых материалов покрытий, отвечающих требованиям эксплуатации реальных изделий в условиях воздействия внешней среды.
К числу материалов, обладающих высоким комплексом прочностных и триботехнических свойств и пригодных для получения износостойких покрытий деталей сельскохозяйственных машин ответственного назначения, могут быть отнесены материалы, полученные с использованием технологии самораспространяю-щегося высокотемпературного синтеза (СВС). В последнее время эта технология получила существенное развитие как в российских (ИСМАН, ИХТИМ СО РАН, ИФПМ СО РАН, МИСиС), так и в зарубежных лабораториях (Lamar University, University of Notre Dame, Institute for Energetics and Interphases, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia).
Одно из принципиально новых направлений в получении защитных износостойких покрытий основано на использовании предварительной механоактивации порошковых компонентов для высокотемпературного синтеза композиционных порошковых материалов, а также на их применении для дуговой наплавки по-
верхностных слоев
Рабочие органы сельскохозяйственной техники преимущественно работают в абразивной среде, испытывая значительные динамические нагрузки. По этой при-
технической документации свидетельствует о перспективности совершенствования и оптимизации химического состава упрочняющих материалов и технологии их получения. Интенсивные исследования ведутся в области разработки и оптимизации технологии получения вольфрамсодержащих твердых сплавов [166, 168], а также в области разработки новых безвольфрамовых твердых сплавов. Основной упрочняющей фазой в материалах последнего типа является карбид титана [169,170].
При разработке новых износостойких материалов оптимизируют также химический состав связующего материала. Одним из примеров вольфрамсодержащего твердого сплава, обладающего высоким комплексом триботехнических свойств, является электродный материал, химический состав которого (масс. %) представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Состав электродного материала [168]
Наименование компонента Масс. % содержания
Карбид вольфрама не менее
Кобальт 6
Никель 3
Медь 0,25...0,
Железный порошок 10
Плавиковый шпат 5
Рутиловый концентрат 4
Типичный состав наплавочной безвольфрамовой шихты (масс. %), содержащей в качестве основного наполнителя карбид титана представлен в таблице 1.2.