Свойства, формирующиеся при электроискровой наплавке рабочих органов почвообрабатывающих машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Свойства, формирующиеся при электроискровой наплавке рабочих органов почвообрабатывающих машин

Санкина О.В.

ФГОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве рабочие органы почвообрабатывающих машин и орудий (лемехи плугов, стрельчатые лапы культиваторов и сеялок, диски лущильников и др.) для обеспечения достаточного уровня прочности и вязкости изготавливают из углеродистой или низколегированной конструкционной стали с содержанием углерода от 0,45 до 0,75% с последующей упрочняющей термообработкой - закалкой и отпуском. Такая термообработка не обеспечивает достаточного уровня абразивной износостойкости в работе при контакте лезвия с почвой, поэтому на него наносится, чаще всего с помощью наплавки, определенный слой более износостойкого, но дорогостоящего материала.

В качестве материалов для износостойких покрытий используются сплавы, такие как сормайт, высоколегированный чугун и другие материалы, содержащие в своем составе большое количество дефицитных легирующих элементов - хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт, резко увеличивающие себестоимость изготовления изделий.

При использовании более дешевого нелегированного чугуна в процессе электродуговой наплавки на рабочие органы почвообрабатывающих машин часть углерода выделяется в свободном состоянии в виде пластинчатого графита, резко снижающего прочность и износостойкость нанесенного слоя, а оставшаяся часть углерода в цементите, не обеспечивает необходимого уровня твердости и износостойкости.

В научной школе д.т.н., профессора В.К. Афанасьева, разработаны способы получения нелегированного белого чугуна, в структуре которого при охлаждении расплава с различной скоростью не образуется графитная фаза [1]. Поэтому предлагается использовать в качестве материала для упрочнения термоциклически обработанный нелегированный белый чугун.

В лаборатории кафедры технологии металлов и ремонта машин Кемеровского государственного сельскохозяйственного института была проведена электродуговая и электроискровая наплавка электродами, изготовленными из нелегированного белого чугуна следующих сельскохозяйственных орудий: лемехов для плуга ПНЛ 8-40, стрельчатых лап культиваторов, сит и молотков зернодробилки КДУ-2, ножей роторных косилок КРН - 2,1. Так же предложено использовать нелегированный белый чугун в качестве износостойкого покрытия, формирующих поверхностей рамок (футеровок) и облицовочных полос внутренних поверхностей барабанов, использующихся для подачи и перемешивания массы при производстве кирпичей. почва наплавка термообработка

Определение износостойкости наплавленного слоя осуществлялось в соответствии с рекомендациями ГОСТ 23.208-79. Использовался метод ис-пытания на износостойкость наплавленных поверхностей при трении его о не жестко закрепленные абразивные частицы [2].

Сущность метода состоит в том, что при одинаковых условиях производят трение образцов исследуемого и эталонного материалов об абразивные частицы, подаваемые в зону трения и прижимаемые к образцу вращающимся резиновым роликом, измеряют износ образцов испытываемого и эталонного материалов, а износостойкость испытываемого материала оценивают путем сравнения его износа с износом эталонного образца [2].

Для получения эталонного образца нами были использованы рабочие органы почвообрабатывающих машин (стрельчатые лапы культиватора), наплавленные сормайтом, как наиболее часто применяемые в производстве.

Полученные данные по износостойкости эталонного образца и образцов после электроискровой наплавки приведены на рисунке 1. В ходе исследования образцов, упрочненных нелегированным белым чугуном, не наблюдается резкого изменения значений в сравнении с эталонным.

Рис. 1 - Сравнительная износостойкость эталонного и наплавленных образцов

Проверка износостойкости наплавленного слоя так же производилась натурными испытаниями почвообрабатывающих машин в полевых условиях.

На почвообрабатывающую машину кроме лемехов и стрельчатых лап, упрочненных термической обработкой (закалка + отпуск), устанавливались детали, наплавленные сормайтом и наши опытные образцы, обработанные по различным режимам. После определенной наработки машины (измеряемая в гектарах) проводился замер геометрических размеров рабочего органа и сравнивался с исходным до обработки.

Установлено, что повышение износостойкости наплавленного слоя происходит из-за отсутствия частиц графита и при наличии частиц износо-стойкого цементита. Это происходит в результате предварительной высокотемпературной циклической обработки расплава чугуна перед заливкой электродов, которыми производилась наплавка.

Износостойкость наплавленного слоя, нанесенного нелегированным белым чугуном, примерно одинаковая, как и слоя, полученного с примене-нием сплавом типа «Сормайт». В то же время стоимость наплавленного слоя белым нелегированным чугуном, примерно в три раза ниже, чем наплавка сормайтом.

Наплавленные вышеуказанными способами лемехи плугов и стрельчатые лапы посевных комплексов испытывались в хозяйствах Топкинского и Промышленновского районов Кемеровской области.

В условиях ремонтной мастерской сельскохозяйственного произ-водственного кооператива «Элита» Топкинского района Кемеровской об-ласти проведена электроискровая наплавка комплекта стрельчатых лап по-севного комплекса «Кузбасс» электродами, изготовленными из неле-гированного белого чугуна.

Сравнительные полевые испытания опытных стрельчатых лап, после проведения посевных работ и лап, наплавленных сормайтом, показали их равноценный износ.

В хозяйствах Топкинского района Кемеровской области проведены полевые сравнительные испытания наплавленных лемехов и лемехов, подвергнутых заводской термической обработке - закалке и отпуску. Опытные лемехи проработали без замены в течение всего сезона выполняемых работ при вспашке и показали износостойкость, в три раза большую, чем износостойкость только подвергнутых термообработке. Также была устранена необходимость проводить замену лемехов в полевых условиях при ограниченных сроках проведения сельскохозяйственных работ.

Таким образом, производственные испытания показали, что упрочнение рабочих органов почвообрабатывающих машин нелегированным белым чугуном не уступает по технологическим свойствам высоколегированным сплавам, так как их износостойкость после обработки такая же, как и при упрочнении широко используемыми твердыми сплавами.

Список использованной литературы

1. Прогрессивные способы повышения свойств доменного чугуна / В.К. Афанасьев [и др.] - Кемерово : Кузбассвузиздат, 1999. - 258 с.

2. ГОСТ 23.208-79 Обеспеченность износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы

Размещено на Allbest.ru