Разработка технологии плазменного напыления износостойких материалов
Введение
Одной из важнейших задач современного этапа развития машиностроения является повышение качества, надежности и долговечности деталей, узлов и механизмов. В различных отраслях промышленности используются высоконагруженные машины и агрегаты, и обеспечение заданного ресурса их деталей в экстремальных условиях эксплуатации малозатратными средствами является важной задачей государственного значения, соответствующей критическим технологиям получения и обработки конструкционных материалов. К сожалению, эксплуатация этих машин зачастую проходит в тяжелых условиях и происходят частые поломки. Нередко встречаются случаи, когда хорошие дорогие машины (станки) останавливаются на долгое время даже из-за сравнительно небольших неисправностей, а также из-за отсутствия новых деталей. Долговечность большого количества машин и механизмов определяется износостойкостью поверхностных слоев их деталей. Одной из важнейших проблем для данных деталей является повышение их ресурса высокоэффективными сре
ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ 7
Введение 9
1 Состояние и анализ проблемы нанесения износостойких материалов на поверхности трения деталей 12
1.1 Обзор традиционных технологий восстановления и повышения ресурса деталей 12
1.2 Сравнительная оценка свойств покрытий, нанесенных различными материалами и способами 24
1.3 Цель и задачи исследований 29
2 Методики проведения исследований 30
2.1 Методика определения механических свойств покрытия. 30
2.2 Методика металлографических исследований напыленного покрытия. 33
2.3 Методика триботехнических испытаний. 35
3 Экспериментально-теоретические исследования 37
3.1 Обоснование выбора метода нанесения износостойкого материала. 37
3.2 Выбор оборудования для плазменного напыления износостойкого материала. 42
3.3 Выбор материала 46
3.4 Исследования механических свойств покрытия. 51
3.5 Исследования металлографических особенностей покрытия. 52
3.6 Исследования триботехнических свойств износостойкого материала. 54
4 Разработка технологии плазменного напыления износостойкого материала. 56
4.1 Требования безопасности. 56
4.2 Технология нанесения покрытий. 65
4.2.1 Предварительная механическая обработка. 65
4.2.2 Подготовка поверхности под напыление. 65
4.2.3 Напыление покрытия (режимы). 66
4.2.4 Обработка покрытий. 67
4.2.5 Контроль качества. 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Долгов Н.А., Смирнов И.В. Заичко К.В., Бесов А.В., Вихирева-Цинаридзе Е.В., Андрейцев А.Ю. Выбор материала для напыления износостойких покрытий // Вестник Херсонского национального технического университета, 2016, №3 (58), С. 78–84.
2. Калиниченко А.С., Девойно О.Г., Мешкова В.В. Разработка износостойких покрытий, сформированных плазменным напылением сплава системы Ni-Fe-Cr-Si-B-C, упрочненного керамикой Al2O3 // Наука и техника, Т.15, №5, 2016. С. 365–370. DOI: 10.21122/2227-1031-2016-15-5-365-370
3. Криворогова А.С., Ильиных Н.И., Ильиных С.А., Гельчинский Б.Р. Теоретическое и экспериментальное исследование самофлюсующихся материалов на основе никеля // Расплавы, 2020, №1. С. 87–97.
4. Токарев А.О., Федотова Е.С. Триботехнические свойства покрытий, напылённых порошковыми сплавами в потоке плазмы // Инновации в машиностроении. Сборник трудов X Международной научно-практической конференция. Кемерово, 26–29 ноября 2019 года. С. 591–595.
5. Леонтьев Л.Б., Шапкин Н.П., Леонтьев А.Л. Влияние химического состава и структурных характеристик триботехнических материалов на основе вермикулита на эксплуатационные свойства формируемых покрытий // Проблемы машиностроения и надежности машин, 2020, №6. – С. 82–93. DOI: 10.31857/S023571192006005X
6. Леонтьев Л.Б., Шапкин Н.П., Леонтьев А.Л., Макаров В.Н., Токликишвили А.Г. Триботехнические наноматериалы и надежность судовых дизелей: монография. Владивосток: Дальневост. федерал. ун-т, 2020. – 277 с.
7. Колпаков А.В., Казаков А.В., Абусов К.О. Применение ремонтно-восстановительных составов для повышения ресурса машин (краткий обзор) // Нижний Новгород: Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, 2016, №4 (12). – С. 45–50.
8. Головин Ю.И. Наноиндентирование и его возможности. – М.: Машиностроение, 2009. – 312 с.
9. ГОСТ 9450—76 ИЗМЕРЕНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИ ВДАВЛИВАНИЕМ АЛМАЗНЫХ НАКОНЕЧНИКОВ
10. ГОСТ 5640 Металлографический метод оценки микроструктуры проката стального плоского
11. ГОСТ 5639-82 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ.СТАЛИ И СПЛАВЫ. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ. И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА
12. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
13. ГОСТ Р 50740-95 Триботехнические требования и показатели. Принципы обеспечения. Общие положения.
14. Кадырметов А.М., Мальцев А.Ф., Смоленцев Е.В., Сухачёв Г.А. Технологическое обеспечение восстановления изношенных деталей машин плазменным напылением и упрочнением // Сборка в машиностроении, приборостроении. - С. 35-38.
15. Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Егорова Г.Н., Белых А.Г. Исследование критериев качества двухфа
Диффузионные Покрытия, получаемые в результате диффузии в защищаемый металл атомов защитного вещества в твердой, жидкой или газообразной фазе при высокой температуре Для повышения жаростойкости и твердости металлов, а также коррозионной устойчивости и износоустойчивости
Термомеханические Покрытия, образующиеся в результате термомеханической обработки защищаемого и защитного металла путем прокатки или протяжки при нагреве Для плакирования железом, медью, латунью, нержавеющей сталью, алюминием, для покрытия алюминиевых сплавов чистым алюминием
Продолжение таблицы 1
Химические Покрытия, полученные методом восстановления ионов металлов.
Используют покрытия из переходных и благородных металлов, металлических сплавов и сплавов металлов с углеродом, фосфором, бором Применяют в технологии производства печатн