Повышение износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих орудий науглероживанием поверхностного слоя

• Автор: Колпаков, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих орудий

1.2. Анализ существующих способов повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих орудий

1.3. Задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
2.1. Науглероживание поверхностного слоя как способ получения слоя белого чугуна на поверхности стальной детали.

2.2. Расчетный параметр процесса науглероживания скважность.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИК А ИССЛЕДОВАНИЙ ПОВЕРХНОСТНОГО НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ.

3.1. Программа исследований процесса поверхностного науглероживания.

3.2. Схема общей методики исследований
3.3. Методика исследований режимов науглероживания
3.4. Методика многофакторного исследования процесса науглероживания при использовании источника питания с падающей вольтамперной характеристикой
3.5. Методика исследований процесса науглероживания с использованием жесткой вольтамперной характеристики источника питания.
3.6. Методика исследований процесса науглероживания при автоматической подаче электрода.
3.7. Методика определения производительности процесса науглероживания
3.8. Оптимизация процесса науглероживания с автоматической подачей электрода.
3.9. Методика исследований механических свойств и износостойкости науглероженного слоя в лабораторных условиях
3 Методика полевых исследований и оценки качества вибродугового науглероживания поверхностного слоя для повышения износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих орудий
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ПОВЕРХНОСТНОГО НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ.
4.1. Влияние амплитуды вибрации на структуру науглероженного слоя, его глубину и содержание углерода.
4.2. Влияние скорости науглероживания и напряжения источника тока с полого падающей внешней вольтамперной характеристикой на показатели упрочненного слоя
4.3. Науглероживание с автоматической подачей электрода
4.3.1. Производительность процесса науглероживания.
4.3.2. Оценка сходимости модели науглероживания с результатами эксперимента
4.3.3. Разработка алгоритма расчета параметров процесса науглероживания.
4.4. Микроструктура и механические свойства науглероженного слоя
4.4.1. Микроструктура науглероженного слоя и микротвердость ее составляющих
4.4.2. Износостойкость науглероженного слоя при исследованиях в лабораторных условиях
4.4.3. Полевые исследования науглероженных рабочих органов. 7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В ряде исследований , экспериментально доказано, что разрушение металлов при абразивном изнашивании происходит в две стадии. Первая стадия проникновение абразива в поверхностный слой детали, характеризуется явлениями, соответствующими испытаниям на твердость. Вторая стадия изнашивания когда в процессе взаимного перемещения детали и абразива, происходит разрушение поверхностных участков металла и их отрыв. Износ деталей, изготовленных из белых чугунов, имеет некоторые особенности. В работе М. Е. Гарбер установлено, что низкая износостойкость обычного белого чугуна определяется значительными различиями в микротвердости структурных составляющих. Так микротвердость эвтектоида троостита или трооститовидного перлита не превышает МПа, а микротвердость эвтектического цементита в пределах . МПа. Такая значительная разница в твердости основных структурных составляющих белого чугуна приводит при режущем или царапающем воздействии твердых частиц к преждевременному изнашиванию поверхностей эвтектоидных областей, образованию значительного микрорельефа на поверхности трения и последующему хрупкому разрушению выступающих цементитных участков. Для получения максимальной износостойкости белого чугуна количество остаточного аустенита в нем должно быть минимальны, а наилучшие показатели по износостойкости имеют белые чугуны с мартенситной основой. Закалка белых чугунов, при которой получается мартенситная структура, сопровождается возникновением микротрещин и приводит к снижению стойкости при многократных ударных нагрузках. Например, в хромистых чугунах не менее Сг. Мп. Такие высоко легированные белые чугиы применяют для изготовления некоторых рабочих органов сельскохозяйственных машин . За многовековую историю развития техники конструкция плужного лемеха изменилась сравнительно мало. Совершенствование лемехов идет в основном за счет подбора материалов, методов их обработки, а также улучшения геометрической формы лемеха. Однако работоспособность лемехов, особенно при вспашке твердых почв, оставалась очень низкой, и этот недостаток все больше и больше сказывался на производительности труда в сельском хозяйстве. Подавляющее количество рабочих органов сельскохозяйственных орудий лапы культиваторов, лемеха плугов, диски лущильников изготавливают по ГОСТ 7 из профильного проката стали марок Л, Л, ЛГ . Основными причинами выхода из строя таких однослойных рабочих органов являются износ режущей кромки, изгибы, трещины, поломки , , рис. Наплавленные твердосплавным материалом лемеха с целью обеспечения самозатачивания с тыльной стороны лезвия также не гарантированы от затупления режущей кромки. В настоящее время промышленность выпускает плужные лемеха в основном трех вариантов монометаллические, монометаллические с термообработкой и наплавленные твердосплавными материалами. Количество наплавленных лемехов в общем объеме выпуска составляет около , . Монометаллические лемеха, как и другие рабочие органы почвообрабатывающих машин и орудий, на большинстве почв кроме песчаных не подвержены самозатачиванию, т. Такие рабочие органы при восстановлении подвергаются кузнечной оттяжке. Рисунок 1. Это приводит к не рациональному использованию ресурса лемеха, т. Наплавленные твердосплавными материалами с тыльной стороны режущей части лемеха, лапы культиваторов в процессе работы на каштановых, суглинистых и черноземных почвах получают стабилизацию профиля лезвия самозатачивание первого рода. Износостойкость таких рабочих органов повышается почти в три раза, а межремонтная наработка в десять раз по сравнению с серийными не наплавленными лемехами. Однако объем выпуска наплавленных лемехов в последние годы не растет, т. Существенную роль также оказывает и повышение себестоимости наплавки в связи с применением дорогостоящих легирующих материалов. Кроме того, известны исследования показывающие, что рабочие органы, наплавленные сормайтом не всегда подвержены самозатачиванию, даже на одних и тех же почвах , . Вследствие различной влажности меняется давление почвы на лезвие и это изменяет условия изнашивания несущего и наплавленного слоев лезвия рабочего органа.