Повышение эффективности технологии восстановления деталей электроконтактной приваркой порошковых материалов

2. Разработаны теоретические основы получения порошковых присадочных материалов в виде лент: спеченных и порошковополимерных, что позволяет с достаточной точностью назначать режимы процесса их изготовления: частоту вращения валков n, температуру валков Т, продолжительность импульса тока tимп и паузы tп. Установлено, что для получения армированной спеченной ленты из порошка ПЖР3.200.28 толщиной 1,5 мм и шириной 20 мм электроконтактную прокатку необходимо вести на следующих режимах: nэп=5,5 мин-1, tимп=0,12 с., tп=0,1 с., а для изготовления порошковополимерной ленты толщиной 1,2 мм со связующим из поливинилбутираля прокатку необходимо вести на режимах: nп=1,4 мин-1, Т=150 0С.

3. На основе расчета магнитного поля проводника сложной формы получена аналитическая зависимость для определения магнитной силы притяжения, действующей на ферромагнитную частицу со стороны роликового электрода и детали и разработана программа для ее расчета, что позволяет определить рациональное положение сопла выходного канала бункера-дозатора и снизить потери порошка на 25…40%.

4. Разработана модель уплотнения при ЭКП порошка, сформированного на металлической сетке или проволоке, учитывающая параметры деформации проволоки и позволяющая прогнозировать распределение плотности порошкового покрытия согласно формулам (12) и (13).

5. Разработано оборудование для изготовления спеченных и порошковополимерных лент, для приварки паст, технологическая оснастка для реализации новых способов ЭКП порошков. Установка для изготовления спеченных лент позволяет производить спекание без защитной атмосферы, уменьшить металлоемкость и энергоемкость оборудования, по сравнению с классическим способом производства (холодная прокатка с последующим спеканием в печи с защитной атмосферой). Установка для изготовления порошковополимерной ленты позволяет использовать различные виды связующих материалов и регулировать ширину и плотность лент.

6. Исследованы показатели качества приваренных покрытий. Пористость порошковых покрытий зависит, кроме давления при ЭКП, также от содержания связующего полимера: повышение его содержания с 3 до 17 % повышает пористость соответственно с 3,5 до 12 %. Установлено, что для восстановления изношенных поверхностей, работающих без антифрикционной втулки целесообразно в порошковую композицию вводить антифрикционные добавки (порошки меди или олова), при этом износостойкость сопряжения повышается в 1,5…2,5 раза, а коэффициент трения снижается в 1,5 раза; для восстановления изношенных поверхностей работающих в паре с антифрикционным материалом необходимо использовать порошки износостойких сплавов (например, ФБХ6-2, ПГС-27, ПГ-С1, ПГ-УС25 и др.), но без твердых включений (твердых сплавов, карбидов, нитридов металлов), которые лучше добавлять при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин. Прочность сцепления порошковых покрытий значительно зависит от химического состава порошковых материалов: покрытие из порошка ПГС-27М имеет прочность сцепления в среднем в 2 раза выше, чем покрытие из порошка ФБХ-6-2.

7. Установлено, что сопротивление усталости восстановленных ЭКП образцов снижается на 16…45% по сравнению с нормализованной сталью 45, причем наименьшее снижение наблюдается при ЭКП порошковых материалов, при этом решающее значение на снижение сопротивления усталости образцов оказывают не остаточные напряжения в покрытии, а структурные концентраторы напряжений в основном материале и вязкость покрытий. Так, ударная вязкость образцов с порошковым покрытием, полученным на относительно малых токах (4,2…4,7 кА для данных условий) превышает ударную вязкость образцов с покрытием из стальной ленты на 25…32%, а микротвердость основного металла (сталь 45) после ЭКП стальной ленты и порошковых материалов показало меньший разброс (в 2,2 раза) значений микротвердости под порошковым покрытием. Контактная прочность порошковых покрытий до 20 раз превышает контактную прочность покрытий из стальной ленты (сталь 45) и в значительной мере определяется прочностью сцепления покрытия с основным металлом детали.

8. Разработаны технологические рекомендации по ЭКП порошковых материалов для восстановления изношенных деталей в зависимости от величины износа и вида трения. Установлено, что внедрение в производство разработанных технологий позволяет существенно экономить порошковые материалы, увеличить ресурс восстановленных деталей и получить годовой экономический эффект в размере 2,3 млн. рублей при общей программе восстановления 4600 деталей в год.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

Монографии и научные издания:

1. Сайфуллин Р.Н. Электроконтактная приварка порошковых материалов при восстановлении деталей и получении защитных покрытий: монография.- Уфа: Изд-во БашГАУ, 2008.- 196 с.

2. Сайфуллин Р.Н. Технологии ремонта агрегатов сельскохозяйственной техники с использованием методов электроконтактной приварки порошковых материалов: рекомендации.- Уфа: Изд-во БашГАУ, 2009.- 40 с.

Статьи в журналах, рекомендуемых ВАК:

3. Сайфуллин Р.Н. Применение порошковополимерных лент при восстановлении изношенных деталей // Пластические массы.- 2000.- № 2.- С. 37-38.

4. Сайфуллин Р.Н. Исследование порошковополимерных лент для восстановления изношенных деталей // Технология металлов.- 2000.- № 3.- С. 11-13.

5. Сайфуллин Р.Н., Батталов Э.М. Исследование изменения состояния полимерной частицы при электроконтактной приварке // Пластические массы.- 2000.- № 12.- С. 38-39.

6. Сайфуллин Р.Н. Порошковополимерные ленты для восстановления изношенных деталей // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2002.- № 11.- С. 40-42.

7. Сайфуллин Р.Н. Восстановление деталей машин приваркой порошковополимерных лент // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2003.- № 10.- С. 25.

8. Сайфуллин Р.Н. Присадочный материал для восстановления изношенных деталей машин // Техника в сельском хозяйстве.- 2004.- № 5.- С. 23-24.

9. Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н., Наталенко В.С., Юнусбаев Н.М. Распределение микротвердости в покрытиях и ее влияние на сопротивление усталости деталей, восстановленных электроконтактной приваркой // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2007.- № 2.- С. 18-21.

10. Нафиков М.З, Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н. Определение размеров ролика для электроконтактной наплавки валов // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2007.- № 2.- С. 21-22.

11. Сайфуллин Р.Н. Трибологические свойства покрытий, полученных электроконтактной приваркой порошковых материалов // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2007.- № 4.- С. 32-36.

12. Сайфуллин Р.Н. Влияние неметаллических компонентов на прочность сцепления порошкового покрытия // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2007.- № 5.- С. 35-36.

13. Сайфуллин Р.Н. Повышение эксплуатационных свойств деталей машин электроконтактным припеканием композиционных материалов // Трение и износ.- 2007.- Том 28, № 2.- С. 200-205.

14. Сайфуллин Р.Н. Прочность сцепления и пористость покрытий, полученных электроконтактной приваркой порошковых композиций // Сварочное производство.- 2007.- № 9.- С. 14-16.

15. Сайфуллин Р.Н. Восстановление деталей машин электроконтактной приваркой металлопорошковых композиций // Техника в сельском хозяйстве.- 2008.- № 2.- С. 26-28.

16. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Особенности электроконтактной приварки стальной ленты к нормализованным и цементованным деталям // Сварочное производство.- 2007.- № 10.- С. 23-24.

17. Нафиков М.З., Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н. Разборные образцы для исследования электроконтактной наплавки // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2008.- № 5.- С. 41-42.

18. Нафиков М.З., Загиров И.И., Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Особенности формирования структуры металлопокрытий, нанесенных электроконтактной наплавкой проволокой из углеродистых и легированных сталей // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2008.- № 6.- С. 31-37.

19. Сайфуллин Р.Н. Электроконтактная приварка металлических порошков // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2008.- № 5.- С. 38.

20. Сайфуллин Р.Н. Способ электроконтактной приварки металлических порошков // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2008.- № 8.- С. 53-54.

21. Сайфуллин Р.Н. Электроконтактная приварка ферромагнитных порошков // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2008.- № 7.- С. 22-23.

22. Сайфуллин Р.Н. Способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2008.- № 9.- С. 42-44.

23. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Установки для локального нагрева деталей при восстановлении // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2008.- № 6.- С. 32.

24. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Использование электроконтактного нагрева в технологических процессах ремонта машин // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2008.- № 8.- С. 19-21.

25. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Оценка прочности сцепления ленты с основным металлом при восстановлении деталей электроконтактной приваркой // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2008.- № 10.- С. 48-49.

26. Сайфуллин Р.Н., Левин Э.Л., Фархшатов М.Н., Гаскаров И.Р., Юнусбаев Н.М., Наталенко В.С. Восстановление изношенных деталей машин электроконтактной приваркой // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2008.- № 11.- С. 28-30.

27. Сайфуллин Р.Н. Микротвердость покрытий из порошковополимерных и стальных лент // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2008.- № 12.- С. 49.

28. Сайфуллин Р.Н. Восстановление деталей электроконтактной приваркой порошковой проволоки // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2009.- № 1.- С. 27-28.

29. Сайфуллин Р.Н., Исламов Л.Ф. Влияние геометрии рабочей поверхности роликового электрода на формирование порошкового покрытия при электроконтактной приварке // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2009.- № 4.- С. 8-10.

30. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Прочность сцепления покрытий, полученных электроконтактной приваркой армированных спеченных лент // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2009.- № 5.- С. 36-39.

31. Сайфуллин Р.Н. Поведение ферромагнитной частицы при электроконтактной приварке порошков // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 4.- С. 46-52.

32. Сайфуллин Р.Н., Юнусбаев Н.М. Расчет параметров электромагнита для электроконтактной приварки порошковых материалов // Механизация и электрификация сельского хозяйства..- 2009.- № 1.- С. 43-44.

33. Сайфуллин Р.Н. Расчет магнитной силы притяжения частицы порошка при электроконтактной приварке // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2009.- № 4.- С. 31-33.

34. Сайфуллин Р.Н. Особенности электроконтактной приварки порошка, сформированного на металлической сетке // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 6.- С. 41-44.

35. Сайфуллин Р.Н., Нафиков М.З. О возможности восстановления изношенных валов электроконтактной приваркой стальных проволок с порошковым покрытием // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 5.- С. 3-6.

36. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Технологические свойства армированных спеченных лент, полученных методом электропрокатки // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 6.- С. 3-6.

37. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Контактная прочность покрытий, полученных электроконтактной приваркой // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 7.- С. 39-44.

38. Сайфуллин Р.Н., Левин Э.Л., Фархшатов М.Н., Наталенко В.С. Ударная вязкость образцов с покрытиями, полученными электроконтактной приваркой // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2009.- № 10.- С. 24-27.

39. Сайфуллин Р.Н. Получение спеченных лент с металлической сеткой импульсной электроконтактной прокаткой // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия.- 2009.- № 2.- С. 16-20.

40. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Способ изготовления и условия получения спеченных лент электроконтактной прокаткой // Сварочное производство.- 2009.- № 8.- С. 39-40.

41. Сайфуллин Р.Н., Левин Э.Л., Наталенко В.С. Трещиностойкость покрытий, полученных электроконтактной приваркой присадочных материалов // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2009.- № 8.- С. 21-23.

42. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Влияние режимов электроконтактной приварки и вида присадочного материала на контактную прочность покрытий // Ремонт, восстановление, модернизация.- 2009.- № 10.- С. 25-28.

Статьи в материалах конференций и других изданиях:

43. Сайфуллин Р.Н. Перспектива повышения износостойкости восстановленных деталей машин введением антифрикционных присадок в металлопорошковое покрытие // Материалы научно-практической конференции: «Состояние и перспективы восстановления, упрочнения и изготовления деталей».- Москва: ВНИИТУВИД «Ремдеталь», 1999.- С. 130-131.

44. Левин Э.Л., Фархшатов М.Н., Сайфуллин Р.Н. Восстановление деталей машин электроконтактной приваркой металлопорошковых композиций // Материалы международной научно-технической конференции: «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин».- Саранск: МорГУ, Институт механики и энергетики, 2001.- С. 88-92.

45. Сайфуллин Р.Н. Методика измерения пористости покрытий // Материалы Всероссийской научно-практической конференции: «Актуальные проблемы механизации сельскохозяйственного производства».- Пенза: Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, 2002.- С. 58-60.

46. Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н., Гаскаров И.Р. Повышение эксплуатационных свойств деталей электроконтактной приваркой композиционных материалов // Материалы XLII научно-технической конференции Челябинского государственного аграрного университета. - Челябинск: ЧГАУ, 2003.- С. 362-365.

47. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Повышение триботехнических характеристик деталей приваркой порошковых композиций // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Надежность и ремонт машин», Том 2.- Орел: ОрелГАУ, 2004.- С. 103-108.

48. Saifullin R.N. Improvement of performance of machine parts by electrocontact welding of composite materials // Journal of friction and wear c/c of trenie i iznos.- 2007. Vol. 28. Number 2.- P. 206-211.

49. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н. Прочность сцепления с основой порошковых покрытий при электроконтактной приварке // Труды шестой научно-технической конференции «Сварка. Контроль. Реновация».- Уфа: Гилем, 2007.- С. 152-156.

50. Saifullin R.N. Bonding strength and porosity of coatings produced by electric resistance deposition of powder compositions // Welding International.- 2008. Vol. 22. Number 8.- P. 551-554.

51. Наталенко В.С., Сайфуллин Р.Н. Устройство для изготовления спеченных лент электроконтактной прокаткой // Труды ГОСНИТИ. Том 102.- М.: ГОСНИТИ, 2008.- С. 119-122.

52. Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Твердость покрытий, полученных электроконтактной приваркой порошковых материалов // Материалы международной конференции «Развитие АПК России в системе развивающихся межотраслевых и международных отношений».- Санкт-Петербург: Изд-во СПбГАУ, 2009. - С. 255-259.

53. Saifullin R.N. Production of metal mesh-based sintered powder bands using electrocontact rolling // Russian Journal of Non-Ferrous Metals.- 2009. Vol. 50. Number 5.- P. 518-521.

54. Левин Э.Л., Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С. Микроструктура твердых покрытий, полученных электроконтактной приваркой порошковых материалов // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого функционировании и развития АПК». Часть I. - Уфа: Изд-во БГАУ, 2009. - С. 125-129.

Патенты, программы для ЭВМ:

55. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006614259. Зона образования сварного соединения в пределах контактных площадок / Нафиков М.З., Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н. Зарегистрировано 13.12.2006.

56. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008612611. Магнитная сила притяжения, действующая на ферромагнитную частицу при электроконтактной приварке / Сайфуллин Р.Н. Зарегистрировано 27.05.2008.

57. Патент № 2299795 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки ферромагнитных порошков / Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н. Опубл. 27.05.2007. Бюл. № 15.

58. Патент № 2307010 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки металлических порошков / Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н., Гаскаров И.Р. Опубл. 27.09.2007. Бюл. № 27.

59. Патент № 2312746 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков / Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н. Опубл. 20.12.2007. Бюл. № 35.

60. Патент № 69441 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С., Загиров И.И. Опубл. 27.12.2007. Бюл. № 36.

61. Патент № 68945 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 10.12.2007. Бюл. № 34.

62. Патент № 2322333 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки металлических порошков / Сайфуллин Р.Н., Левин Р.Н., Фархшатов М.Н., Юнусбаев Н.М. Опубл. 20.04.2008. Бюл. № 11.

63. Патент № 2315684 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки металлической ленты / Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н., Нафиков М.З. Опубл. 27.01.2008. Бюл. № 3.

64. Патент № 75737 РФ, МПК G01F 11/00. Бункер-дозатор для подачи порошкообразных и пастообразных сред / Сайфуллин Р.Н., Левин Э.Л., Гареев И.М. Опубл. 20.08.2008. Бюл. № 23.

65. Патент № 75600 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.08.2008. Бюл. № 23.

66. Патент № 2338635 РФ, МПК В23К 11/06, 31/12. Способ определения момента начала образования сварного соединения при электроконтактной наплавке / Нафиков М.З., Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

67. Патент № 2342237 РФ, МПК В23К 37/07, 11/36, С23С 24/08. Приспособление для крепления образцов при электроконтактной приварке металлических порошков и проволок / Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н., Нафиков М.З. Опубл. 27.12.2008. Бюл. № 36.

68. Патент № 2340432 РФ, МПК В23К 11/06, В22F 7/02. Устройство для подачи ферромагнитного порошка при электроконтактной приварке / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 10.12.2008. Бюл. № 34.

69. Патент № 2341360 РФ, МПК В23К 11/06, 11/30, 35/00, 35/30. Роликовый электрод для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.12.2008. Бюл. № 35.

70. Патент № 2340433 РФ, МПК В23К 11/06. Привод сжатия для электроконтактной установки для восстановления деталей / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 10.12.2008. Бюл. № 34.

71. Патент № 2342234 РФ, МПК В23К 11/06, В23Р 6/00. Устройство электроконтактного упрочнения и восстановления деталей машин / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 27.12.2008. Бюл. № 36.

72. Патент № 2342233 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки ферромагнитных порошков / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 27.12.2008. Бюл. № 36.

73. Патент № 2343053 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для роликовой электроконтактной сварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 10.01.2009. Бюл. № 1.

74. Патент № 2350447 РФ, МПК В23К 35/36, В23К 11/06, С23С 24/08. Способ получения покрытия электроконтактной приваркой / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 27.03.2009. Бюл. № 9.

75. Патент № 2355534 РФ, МПК В23К 11/30. Электрод для контактной и роликовой сварки / Нафиков М.З., Загиров И.И., Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.05.2009. Бюл. № 14.

76. Патент № 2360776 РФ, МПК В23К 35/02, В23К 11/06. Состав для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 10.07.2009. Бюл. № 19.

77. Патент № 2360775 РФ, МПК В23К 11/06. Устройство для электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н., Левин Э.Л., Нафиков М.З. Опубл. 10.07.2009. Бюл. № 19.

78. Патент № 2361706 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н., Наталенко В.С., Нафиков М.З. Опубл. 20.07.2009.Бюл. № 20.

79. Патент № 2361707 РФ, МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.07.2009. Бюл. № 20.

80. Патент № 2367548 РФ, МПК В23К 11/06, В22F 7/08. Способ электроконтактной приварки металлических порошков / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.09.2009. Бюл. № 26.

81. Патент № 2367547 РФ, МПК В23К 11/00, В22F 7/04. Способ изготовления электродных порошковых проволок / Сайфуллин Р.Н. Опубл. 20.09.2009. Бюл. № 26.

82. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2007147496/02(052062), МПК В23К 11/06. Способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков / Сайфуллин Р.Н., Фархшатов М.Н., Исламов Л.Ф.

Размещено на Allbest.ru