Вісник Національного транспортного університету

Анотація

В статті розглядається напрям енергозбереження який можна вирішити під час впровадження технологій поверхневого зміцнення. Мета роботи: створення способу формування зносостійких покриттів методом електродугового напилення (ЕДН) та встановлення впливу його технологічних режимів на властивості покриттів, для підвищення експлуатаційних властивостей (зносостійкості) та терміну служби валів двигунів. Об'єкт дослідження – процес нанесення покриттів на деталі типу «вал» методом ЕДН. Дослідження складалися з наступних етапів: аналіз умов експлуатації деталей типу «вал» двигунів, встановлення їх основних дефектів та способів їх усунення, вибір способу відновлення та його характеристика; дослідження властивостей відновлених поверхонь валів з покриттями: пористості, адгезійної та когезійної міцності системи покриття-деталь, витривалості, мікротвердості та зносостійкості; оптимізація режиму ЕДН покриттів та розробка технологічного процесу відновлення валу та практичних рекомендацій. Розроблено математичні моделі, що описують взаємозв'язок технологічних параметрів процесу нанесення покриттів з їх властивостями та визначено оптимальні параметри процесу, що забезпечують необхідні властивості покриттів. Встановлено, що міцність зчеплення покриттів становила 100...150 МПа, а пористість 5...10 %. Прийнято рішення дослідити механічні властивості системи «відновлена поверхня-покриття» (когезійну та адгезійну міцність, деформативність, рівень напруги в покритті та зоні адгезійного контакту, вид руйнування системи) на одному зразку за одне випробування за допомогою експериментально-розрахункової методики. Запропоновано визначати оптимальне співвідношення адгезійної та когезійної міцності – за допомогою критерію адгезійно-когезійної рівноміцності, який дозволить керувати якістю одержуваного покриття та з'єднання його з відновлюваною поверхнею, що полягають в отриманні необхідної структури в зоні їх з'єднання за допомогою контролю величини деформації процесу і т.д. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологію відновлення валів, яка полягає в ЕДН дроту 40Х13. Розроблено ТП відновлення валів, який складається з наступних операцій: миття, дефектація, механічна обробка (МО) з метою зняття дефектного шару, струминно-абразивна обробка (САО) перед ЕДН для підвищення шорсткості відновлюваної поверхні та міцності зчеплення покриття, ЕДН покриттів, чистове та контроль шийок валу з напиленим покриттям. Проведені лабораторні та стендові випробування валів показали, що зносостійкість поверхонь, відновлених за допомогою технології ЕДН у 2,5-5 рази вище, ніж поверхонь, відновлених газополуменевим напиленням (ГПН) та у 1,5-1,7 рази – порівняно з новими валами. Термін служби відновлених валів збільшився у 2...2,5 рази порівняно з новими деталями та деталями, відновленими ГПН.

Ключові слова: