Підвищення функціональних властивостей газотермічних покриттів електроконтактною обробкою
Вантажиться...
Дата
2019
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Серед актуальних технологічних та матеріалознавчих напрямків сучасної науки і техніки проблема інженерії поверхні є однією з найбільш значущих. Надання поверхням деталей машин, робочим органам, інструментам та іншим конструкціям необхідних фізичних, хімічних та експлуатаційних властивостей найбільш успішно реалізується при використанні підходів і технологічних методів інженерії поверхні. Нанесенням покриття та модифікуванням поверхневих шарів можливо істотно покращити працездатність та надійність деталей і конструкцій, надавати їм нові, функціональні властивості, що не можливо досягти другими методами. Перспективними є методі інженерії поверхні, що об’єднують нанесення покриттів з модифікацією поверхні або їх обробкою.
Без використання сучасних наукоємних технологій зміцнюючи захисних покриттів (ЗЗП) економіка України не вийде з кризісу гострого дефіциту металу, запасних частин, електроенергії, пального. Використання покриттів дозволить збільшити строк експлуатації деталей шляхом підвищення їх зносо – і корозійної стійкості, відновлення робото здатності, а також за рахунок заміни багато вартісних матеріалів більш дешевими матеріалами з покриттями. Використання ЗЗП дозволяє значно зменшити витрати легованих сталей та сплавів. При цьому можливо створення виробів з унікальним поєднанням властивостей, що недосяжні при використанні традиційних конструкційних матеріалів. Матеріал покриття вибирають виходячи з матеріалу основи та умов експлуатації.
Існують різні способи нанесення захисних покрить. Різноманіття видів нанесення покрить пояснюється тим, що не один з них не може претендувати на
універсальність. Накопичений опит показує, що не існує універсальних способів, ефективних для зміцнення різних деталей, так як кожний спосіб має свою область використання, свої переваги і недоліки.
Покриття функціональні. Вони можуть регулювати теплопровідність, надавати поверхні корозійну стійкість, зносостійкість, специфічні експлуатаційні властивості (електричні, оптичні, антифрикційні і т. ін.). Покриття – перспективний спосіб захисту від впливу високих теплових потоків та агресивного середовища.
Створення покриттів, що забезпечують працездатність машин і обладнання в екстремальних умовах експлуатації (впливу температур, зношування, агресивних середовищ) було і залишається актуальним.
Застосування покриттів пов'язують з реалізацією принципово нового підходу до створення конструкційних матеріалів: міцність і несуча здатність деталі забезпечується за рахунок матеріалу основи, а опір розміцнюючого впливу від корозії, зношування та ін. факторів. Більшість способів нанесення ЗЗП можна розглядати як альтернативні. Один і той же матеріал покриття може бути завдано різними способами. Комплекс механічних властивостей і експлуатаційні характеристики деталі з покриттям залежать від способу його нанесення.
Перспективними є способи газотермічного напилення (ГТН), існуючий рівень технології яких дозволяє вирішувати проблеми високотемпературної корозії і зносу в промисловій енергетиці, авіа-, і автобудуванні, турбобудуванні, нафтохімії, металургії і в інших галузях промисловості. На виробництві доцільно використовувати дешевші і прості в реалізації такі методи ГТН як газополуменевого (ГПН) і електродугового (ЕДН) напилення. Однак недостатня твердість, порівняно низька щільність і міцність зчеплення ГПН та ЕДН-покриттів вимагає застосування додаткових технологій їх обробки: термічної (ТО), хіміко-термічної (ХТО) і механо - термічної (МТО). Обробка покриттів повинна забезпечити їх непроникність для корозійних середовищ, підвищити міцність зчеплення покриття з основою, твердість і зносостійкість.
Перехід економіки на шлях інтенсивного розвитку передбачає використання способів обробки покриттів, які реалізуються за допомогою автономного або спільного (в різних поєднаннях) впливу в часі температурних, механічних і хімічних чинників. Застосування методів з мінімально необхідним нагріванням і малими величинами припусків - завдання першорядної важливості. У зв'язку з цим значний інтерес представляє МТО.
Одним з найбільш ефективних методів МТО є електроконтактна обробка (ЕКО). До її переваг слід віднести: мінімальні тепловкладення і припуски на фінішну обробку.
Мета роботи полягає в підвищенні функціональних властивостей газотермічних покриттів електроконтактною обробкою.
Відповідно до мети роботи програма досліджень включала розв'язання таких задач:
- дати аналіз способів ГТН як одному з методів керування властивостями поверхонь, обґрунтувати вибір ЕДН для зміцнення та відновлення деталей та конструкцій;
- розглянути основні напрямки підвищення якості напилених покриттів;
- обґрунтувати вибір ЕКО для підвищення властивостей ГТН-покриттів;
- дослідити вплив на процес ЕДН (диспергування, формоутворення крапель і закріплення напилених частинок на поверхні при утворенні покриттів) і властивості покриттів конструкції ЕДН-апаратів, схеми формування металоповітряного потоку, дистанції напилювання і ін. чинників ЕДН;
- показати можливість управління чинниками ЕДН (параметрами газотермічного потоку, температурою струменя пропано-повітряної суміші, частинок які розпилюються, швидкістю струменя, дистанції напилювання) з метою підвищення властивостей покриттів;
- визначити мікротвердість ЕДН - покриттів із сталей 40Х13 в початковому стані і після їх ЕКО;
- дослідження впливу ЕКО на фізико-механічні властивості напилених покриттів (пористість, адгезійну міцність, зносостійкість);
- оптимізувати режими ЕКО напилених покриттів;
- розробити практичні рекомендації для підвищення функціональних властивостей ЕДН-покриттів ЕКО на прикладі відновлення і зміцнення валу ротора компресорної установки.
Об'єкт дослідження. Процеси нанесення зносостійких покриттів електродуговим напиленням (ЕДН) і їх електроконтактна обробка (ЕКО).
Предмет дослідження. Властивості електродугових покриттів після електроконтактної обробки.
Опис
Ключові слова
газотермічні покриття, електроконтактна обробка, функціональні властивості
Бібліографічний опис
Лопата, О. В. Підвищення функціональних властивостей газотермічних покриттів електроконтактною обробкою : магістерська дис. : 132 Матеріалознавство / Лопата Олександр Віталійович. – Київ, 2019. – 108 с.