Відновлення та зміцнення деталей сільськогосподарської техніки лазерною наплавкою порошковими сумішами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кіровоградський державний технічний університет

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Спеціальність 05.05.11 -- Сільськогосподарські машини

Відновлення та зміцнення деталей сільськогосподарської техніки лазерною наплавкою порошковими сумішами

Сторожук Микола Володимирович

Кіровоград -- 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі експлуатації та ремонту машин Кіровоградського державного технічного університету. Міністерства освіти України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Мажейка Олександр Йосипович, Кіровоградський державний технічний університет, доцент кафедри будівельних, дорожніх машин та будівництва.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Головко Леонід Федорович, Національний технічний університет України “КПІ”, професор кафедри лазерних технологій, конструювання машин та матеріалознавства;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Медяник Віктор Григорович, начальник відділу випробувань ВАТ “Гідросила” м. Кіровоград.

Провідна установа: Харківський державний технічний університет сільського господарства, Мін АПК України, кафедра ремонту машин.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, доцент Каліч В.М.

Анотація

Сторожук М.В. Відновлення та зміцнення деталей сільськогосподарської техніки лазерною наплавкою порошковими сумішами. -- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 -- Сільськогосподарські машини. -- Кіровоградський державний технічний університет, Кіровоград, 1999.

Містить теоретичні дослідження лазерного наплавлення порошковими сумішами на основі заліза. Встановлені аналітичні параметри проведення лазерного наплавлення, в залежності від технологічних параметрів. Викладена методика та порядок проведення експериментів. Описані їх результати. Визначено взаємозв'язок між структурними характеристиками наплавлених шарів та фізико-механічними характеристиками відновлених деталей. Розроблена технологія зміцнення і відновлення деталей сільськогосподарської техніки лазерним наплавленням. Запропонована технологія впроваджена в ремонтне виробництво. Наведені данні з її економічної ефективності.

Ключові слова:

Лазерна наплавка, температурні поля, відновлення, зміцнення, сталеві деталі, густина потужності, випромінювання, випробування, технологія.

Summary

N. Storozhuk. Restoration and hardening of agricultural technical equipment parts by laser melting with powder blend. -- Manuscript.

The dissertation is presented for Candidate of technical sciences degree on specialty 05.05.11 -- Agricultural machines. -- Kirovograd State Technical University, Kirovograd, 1999.

It contains theoretical researches of laser cladding by powder mixes on the basis of iron. The analytical parameters of realization of laser cladding are established, depending on technological parameters. The technique and order of realization of experiments is submitted. Their results are described. The interrelation between the structural characteristics of cladded of layers and physique-mechanical characteristics of restored details is determined. The technology of hardening and restoration of details of agricultural engineering laser cladding is developed. The offered technology is introduced into repair manufacture. The data on an economic efficiency are given.

Key word:

Laser cladding, warm-up fields, reconstruction, hardening, steel details, density of power, radiation, test, technology.

Аннотация

Сторожук Н.В. Восстановление и упрочнение деталей сельскохозяйственной техники лазерной наплавкой порошковыми смесями. -- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 -- Сельскохозяйственные машины. -- Кировоградский государственный технический университет, Кировоград, 1999.

Работа состоит из вступления, пяти разделов и выводов.

В первом разделе проведен литературный анализ определены цель и задачи исследования.

Второй раздел посвящен теоретическим предпосылкам оплавления порошковых смесей при лазерной наплавке, анализу способов наплавки порошков шликерной обмазкой, газопорошковым введением материала в зону обработки. Установлены аналитические параметры проведения лазерной наплавки в зависимости от технологических параметров.

В третьем разделе представлена методическая часть работы, разработана программа и блок-схема проведения экспериментов, произведен выбор материалов описана экспериментальная лазерная установка, порядок проведения экспериментов, применяемое оборудование.

В четвертом разделе описаны результаты проведения экспериментов, определена взаимосвязь между структурными характеристиками наплавленных слоев и физико-механическими характеристиками восстановленных деталей.

Пятый раздел содержит выбор номенклатуры деталей сельскохозяйственной техники, восстанавливаемых лазерной наплавкой. Разработана технология восстановления выбранных деталей как шликерной, так и газопорошковой лазерной наплавкой. Произведен расчет технико-экономической эффективности, при внедрении технологии лазерной наплавки в ремонтное производство.

Ключевые слова:

Лазерная наплавка, температурные поля, восстановление, упрочнение, стальные детали, плотность мощности, излучение, испытания, технология.

1. Загальна характеристика роботи

сільськогосподарський техніка лазерний наплавка порошковий

Актуальність теми. Оснащення сільськогосподарського виробництва України сучасною продуктивною технікою потребує подальшого удосконалення технічного обслуговування та ремонту машин. Важливим резервом підвищення довговічності деталей та вузлів сільськогосподарської техніки є застосування високоефективних технологій відновлення розмірів, зміцнення поверхонь деталей, на базі використання концентрованих джерел енергії. Дослідження специфічних особливостей лазерного впливу на матеріали, використання лазерних систем при створені технологій зміцнення і відновлення деталей є актуальною задачею у ремонтній науці та практиці.

В машинобудуванні лазерне наплавлення вже визначило себе, як ефективний засіб покращання експлуатаційних характеристик робочих поверхонь деталей машин. Разом з тим, воно ще не набуло широкого застосування на машинобудівних та ремонтних підприємствах. Це пов'язано з відсутністю систематизованих даних про зв'язки параметрів фізико-хімічних процесів при наплавлені з характеристиками лазерного випромінювання, не досліджені питання застосування дешевих наплавлювальних матеріалів, відсутні рекомендації по способах подачі порошкових сумішей на відновлювані поверхні, не обгрунтовані області використання технології, відсутні розробки технологічних процесів лазерного наплавлення конкретних деталей сільськогосподарської техніки при відновленні.

Тому, дослідження, спрямовані на створення технології лазерного наплавлення відповідальних деталей сільськогосподарської техніки з використанням порошкових сумішей є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами та темами. Робота виконувалась у відповідності до координаційного плану № 17 “Нові конструкційні матеріали і високоефективні технології виробництва” міжвузівських наукових та науково-технічних програм на 1997-1999 рр. (наказ Міністерства освіти України № 37 від 13.02.96., п. 1) з пріоритетного напрямку розвитку науки і техніки “Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології” та планом науково-дослідних робіт КДТУ за тематикою “Розробка та впровадження нових технологій у виробництві та ремонті сільськогосподарської техніки” а також угодами про наукову співпрацю з АТ “Гідрокомплект” та ремонтно-механічним заводом ім. В.К. Таратути (м. Кіровоград).

Мета і задачі дослідження. Підвищення довговічності відповідальних деталей сільськогосподарської техніки при їх відновленні лазерною наплавкою порошковими сумішами.

Для досягнення поставленої мети в роботі визначене розв'язання наступних задач:

а) дослідити процес лазерного наплавлення з обгрунтуванням можливості застосування порошкових сумішей на основі заліза;

б) визначити способи нанесення порошкових матеріалів на поверхню деталі при лазерному наплавленні;

в) встановити основні технологічні параметри лазерного наплавлення та оптимізувати їх;

г) дослідити структуру та фізико-механічні властивості наплавлених шарів;

д) розробити технологію відновлення відповідальних деталей лазерним наплавленням;

е) дати оцінку довговічності відновлених деталей, розробити практичні рекомендації по впровадженню технології лазерного наплавлення в ремонтне виробництво, провести техніко-економічну оцінку її ефективності.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Дано теоретичне обгрунтування методів лазерного наплавлення порошкових сумішей.

2. Вивчено вплив динамічних параметрів при транспортуванні порошків в зону лазерного наплавлення.

3. Встановлено аналітичні залежності для розрахунку технологічних параметрів процесу лазерного наплавлення.

4. Розроблено стенд та методика проведення прискорених стендових випробувань спряжень “кулачок-штовхач”.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено технологію зміцнення та відновлення деталей сільськогосподарської техніки лазерним наплавленням, яка дозволяє використовувати дешеві наплавлювальні порошкові матеріали на основі заліза, підвищити зносостійкість і контактну міцність спряжень у 1,92…2,11 рази в порівнянні з серійними деталями.

Результати роботи рекомендовані до впровадження на Кіровоградському ремонтно-механічному заводі ім. В.К. Таратути, АТ “Гідрокомплект” (м. Кіровоград), науково-виробничій фірмі “Зіко” Ltd (м. Кіровоград), в навчальному процесі студентів механічних спеціальностей КДТУ, практичній діяльності аспірантів, наукових співробітників.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено аналіз існуючих прецизійних методів наплавлення контакно-навантажених деталей при відновленні. Проаналізовано температурний стан поверхонь при проведенні лазерного наплавлення, встановлено аналітичні залежності проведення процесу від технологічних параметрів. Запропоновано методи нанесення порошків в зону лазерної обробки за допомогою шлікерної обмазки та транспортування газовим струменем (порошковим живильником).

Проведені експериментальні дослідження структури та властивостей покриттів, а також стендові та експлуатаційні випробування відновлених деталей відповідно до поставлених задач. Розроблено технологію лазерного наплавлення деталей сільськогосподарської техніки вибраної номенклатури при відновленні.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати роботи були заслухані та обговорені на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу Кіровоградського інституту сільськогосподарського машинобудування (м. Кіровоград, 1992-1998 рр.), регіональних науково-практичних конференціях “Проблеми надійності, експлуатації та ремонту машин” (м. Кіровоград, 1993-1997 рр.), міжнародній науково-практичній конференції “Лазерные и физико-технические методы обработки материалов” (м. Алушта, 1997 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в десяти роботах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків, списку літератури, який включає 150 найменувань і додатків. Робота виконана на 158 сторінках машинописного тексту, містить 14 таблиць, 50 рисунків.

2. Зміст роботи

Вступ. Обгрунтована актуальність роботи, викладені основні положення, що виносяться на захист.

1. Стан питання і задачі дослідження. Проведено аналіз використання методів наплавлення при відновленні деталей сільськогосподарської техніки, які працюють в умовах значних контактних навантажень. Розглянуто питання зміцнюючої обробки деталей лазерним променем. Лазерне випромінювання має значні можливості за рахунок здатності фокусування променя на площі до 10-11 м2 з отриманням густини потужності до 1013 Вт/м2, простоті керування ним. Виходячи з цього, наплавлення лазерним променем має великі перспективи. Значний внесок у розробку методу лазерної зміцнювальної обробки внесли В.С. Коваленко, М.М. Рикалін, Л.Ф. Головко, В.Є. Архіпов, О.Г. Григорьянц та інші.

Встановлено, що в якості основних наплавлюваних матеріалів при лазерній наплавці застосовуються порошки на нікелевій основі, які мають певні недоліки: значну вартість, підвищену здатність до тріщиноутворення, необхідність використання спеціальних додаткових технологічних прийомів для отримання якісних наплавлених шарів.

Аналізом літературних джерел встановлено, що основний метод подачі порошкових матеріалів -- вдування порошку в зону лазерного променя, але цьому методу характерні великі витрати наплавлюваного матеріалу. Лазерне наплавлення не набуло широкого застосування в практиці машинобудівного та ремонтного виробництва, через умови недостатнього вивчення, відсутні рекомендації по вибору дешевих наплавлюваних матеріалів, способах їх подачі на відновлювану поверхню, не оптимізовані технологічні режими. Одним з напрямків підвищення ефективності лазерного наплавлення деталей при їх відновленні є використання наплавлюваних матеріалів у вигляді порошкових сумішей на основі заліза.

Проведений огляд і аналіз дозволив визначити мету роботи та сформулювати основні задачі дослідження.

2. Теоретичні передумови зміцнення робочих поверхонь, відновлюваних лазерним наплавленням. Теоретичне обгрунтування можливості оплавлення порошкових покриттів розглянуто на основі теплофізичної моделі взаємодії лазерного променя з матеріалом (рисунок 1). Дана модель дозволила дослідити процес оплавлення покриттів нанесених за допомогою шлікерного обмазування (шлікерне лазерне наплавлення -- ШЛН).

Для цього складено рівняння теплопровідності, рішення якого відносно джерела лазерного випромінювання при переміщенні.

Встановлено мінімальний радіус проплавлення порошкової суміші

Максимальний час встановлення стаціонарного (рідкого) стану порошку.

Проведено теоретичний аналіз процесу подачі порошкових сумішей в зону лазерного наплавлення транспортуючим газом (газопорошкове лазерне наплавлення -- ГПЛН) у відповідності з основним законом динаміки.

Встановлено вираз для визначення сили лобового опору, яка діє на сферичну частку порошкового матеріалу при дії потоків пари лазерного факела.

Встановлено залежність часу взаємодії частки порошку з лазерним випромінюванням та координат знаходження частки порошку в зоні дії лазерного променя від швидкості транспортуючого газу та кута нахилу сопла.

Отримано аналітичні вирази для технологічних параметрів лазерного наплавлення, густини потужності.

питомої енергії наплавлення

геометричних розмірів (висоти наплавленого валика)

3. Методика досліджень. Для досягнення визначеної мети та розв'язання поставлених задач запропонована наступна загальна методика досліджень:

а) вибір порошкових матеріалів, дослідження процесу лазерного наплавлення;

б) експериментальне вивчення структури та фізичних властивостей наплавлених шарів;

в) оцінка фізико-механічних властивостей поверхонь відновленних лазерним наплавленням;

г) вибір номенклатури деталей для відновлення, вивчення впливу лазерного наплавлення на працездатність деталей в умовах стендових та експлуатаційних випробувань.

Лазерне наплавлення виконувалось на технологічному комплексі, який складався з безперервного СО2-лазера ЛН2,5-Н1М потужністю 2,5 кВт, оптичної фокусуючої системи, технологічного модуля з необхідним діапазоном швидкостей.

Наплавленню підлягали зразки зі сталі 45, 40Х, ШХ15 та чавуна ВЧ-50. В якості наплавлюваної суміші використовували порошки на основі заліза, нікелю з додаванням порошкового алюмінію.

Для дослідження структури та основних властивостей наплавлених покриттів були вибрані такі методи: вимірювання розподілу температур нагрівання, швидкісне фотографування, металографічний аналіз, дюрометричні вимірювання, рентгенівський фазовий аналіз, рентгенівський спектральний аналіз. Вимірювання розподілу температур здійснювали контактним способом за допомогою хромель-алюмелевих термопар, з'єднаних з гальванометром МО 17400, відтарованих по пірометру ОПИР-09. Сигнали від термопар реєстрували осцилографом Н-117/1. Траекторію руху часток порошкових сумішей фіксували фотографуванням у власному світінні ПС. В якості мішені використовували пластини з армкозаліза, а в якості порошкової суміші -- порошок марки ПЖ2К. Металографічний аналіз проведено на мікроскопах “МИМ-8М” та “Neophot-21”. Вимірювання мікротвердості проведено на приладі ПМТ-3 згідно до ГОСТ 9450-76. Рентгенівський фазовий аналіз проведено на дифрактометрі “Дрон-3” у Cr-Ka, Fe-Ka, Ni-Ka, Si-Ka -- випромінюванні. Рентгенівський спектральний мікроаналіз здійснено на електронно-зондовому мікроаналізаторі “Cаmebax Microbeam”. Міцність зчеплення досліджено за методом відривання штифтів на розривній машині УММ-5 відповідно до ГОСТ 1855-61, внутрішні залишкові напруження визначено за методом розрізних кілець. Випробування на зносостійкість здійснено на машині тертя СМЦ-2 (P = 0,6 кН, n = 1000 хв-1) за схемою “диск-колодка”, випробування на контактну міцність виконано за схемою “ролик-ролик” в режимі фрикційного тертя. Вимірювання шорсткості поверхонь проведено на профілографі-профілометрі “Talysarf-5” фірми “Taylor Hobson” відповідно до ГОСТ 2786-73.

4. Експериментальні дослідження лазерної наплавки покриттів відновлюваних деталей.

Проведена оцінка температурних полів при лазерній обробці дозволила виявити залежність нагрівання сталевих та чавунних зразків від швидкості переміщення та діаметру лазерного променя, що дозволяє створити належні умови для виконання якісного лазерного наплавлення.

Як показали експериментальні дослідження, існує зона режимів лазерної обробки близької до оптимальної (квазіоптимальної), при швидкостях V = 1,3...2,2 м/с, та P = 1800 Вт.

Вивчення процесу подачі часток порошкових сумішей в зону лазерного наплавлення показало, що оптимальний кут розташування сопла складає Рb = 30°...70° відносно лазерного променя.

Методом математичного планування експеримента, встановлено залежність тріщиноутворення (y -- мінімальна кількість утворення тріщин згідно ГОСТ 6996-66 “Сварные соединения. Методы определения механических свойств”) від складу порошкової суміші, та швидкості лазерного наплавлення:

y = 10,8 + 2,23X1 + 1,48X2 + 2,65X3 + 0,93X4 + 1,14X1X4 (11)

де X1 -- вміст порошку ПГ-ФБХ6-2 (%);

X2 -- вміст порошку ПГ-Н70Х17С4Р4 (%);

X3 -- швидкість лазерного променя (м/хв);

X4 -- вміст порошку ПАД (%).

Оптимальний склад порошкової суміші, яка використовувалась для лазерного наплавлення суміші ПГ-ФБХ6-2 (70%) + ПГ-Н70Х17С4Р4 (25%) + ПАД (5%).

Вивчення структури покриттів, отриманих при оплавленні порошкової суміші оптимального складу показало, що в покритті присутніми є карбіди хрому Cr7C3, Cr3C6, бориди хрому CrB2, твердий розчин -- g-Fe. Твердість наплавленого шару досягає 6000...8000 МПа.

Як встановлено, введення порошкового алюмінію в суміш знижує наявність пор в наплавленому шарі. Найбільш оптимальне співвідношення вмісту алюмінію в складі порошкових сумішей складає 4…6 %. Шорсткість поверхні (висота нерівностей) при наплавці за оптимізованими режимами складає Ra 100…120 мкм. В цілому, висота нерівностей зменшується зі зниженням швидкості наплавлення (V = 0,95…1,1 м/хв, шлікерне оплавлення), при збільшені перекриття валиків та наплавленні в два і більше шарів.

Дослідженнями встановлено, що отримання якісних наплавлених шарів забезпечується питомою енергією наплавлення E = 1,5...5,5. 109 Дж/м2.

Область оптимальних технологічних параметрів знаходиться в межах: діаметр лазерного променя dп = 5...8 мм, швидкість обробки Vн = 0,7...1,7 м/хв, P = 1500...1800 Вт -- для шлікерного оплавлення покриттів і для газопорошкового наплавлення dп = 7...10 мм, Vн = 0,5...2,2 м/хв, P = 1800...2500 Вт.

Міцність зчеплення, яка була визначена за допомогою метода відривання штифтів складала при оплавленні порошку ПГ-ФБХ6-2 --354 Па, при оплавленні порошку ПГ-Н70Х17С4Р4 -- 239 МПа, при оплавленні порошкової суміші оптимального складу -- 312 МПа.

Залишкові напруження першого роду при різних наплавках за глибиною наплавлених шарів складає 110…280 МПа, що пов'язано з енерговнеском в основу і створенням зони термічного впливу.

1) ПГ-Н70Х17С4Р4; 2) ПГ-ФБХ6-2; 3) ПГ-ФБХ6-2(70%) + ПГ-Н70Х17С4Р4 (25%) + ПАД (5%)

Проведені лабораторні випробування на зношування спряження “диск-колодка”.

Приведені залежності показують, що зношування зразків при лазерному наплавленні для порошків ПГ-Н70Х17С4Р4 в 1,7 рази, для порошкової суміші в 2,12 рази менше, ніж знос зразків, які були загартовані СВЧ.

Зносостійкість контрзразків, які працювали в парі з наплавленими зразками виявилась в 1,5 рази для ПГ-Н70Х17С4Р4 і в 1,7 рази більшою для порошкової суміші, ніж для зразків загартованих СВЧ.

Контактна міцність покриттів з порошкової суміші оптимального складу не нижче контактної міцності термообробленої сталі 45.

1) Сталь 45 (СВЧ), 2) ПГ-Н70Х17С4Р4, 3) ПГ-ФБХ6-2(70%) + + ПГ-Н70Х17С4Р4 (25%) + ПАД (5%)

5. Розробка технологічного процесу відновлення та зміцнення деталей лазерною наплавкою. Проведено аналіз i вибір деталей, відновлення яких доцільно здійснювати лазерною наплавкою. До цих деталей віднесено деталі гідротрансмісії ГСТ-90, гiдророзподiлювачiв Р-75-В3, шасі тракторів Т-150, мтз-80, паливного насосу УТН-5, двигунів СМД-60.

Стендові випробування відновлених розподільних валів (60-005.001) проведені на стенді власної конструкції, який імітував роботу спряжень “кулачок-штовхач” двигуна СМД-60. Результати показали, що зносостійкість відновлених деталей збільшилась в 2…2,7 рази в порівнянні з заводським варіантом відновлення. Зношування штовхачів, спряжених з кулачками, зменьшилось у 1,92…2,11 рази.

Експлуатаційні випробування проведені в господарствах Кіровоградської області підтвердили результати стендових випробувань.

На основі результатів проведених досліджень для зміцнення i відновлення деталей сільськогосподарських машин, тракторів, ДВЗ лазерною наплавкою рекомендовано наступний технологічний процес: миття, дефектація, виконання лазерної наплавки (методом ШЛН або ГПЛН), механічна обробка, контроль ВТК.

Оптимальним режимом для шлікерного лазерного наплавлення є потужність випромінювання Р = 1,4 кВт, швидкість руху деталі Vд = 1,4…1,5 м/хв, подача променя Sпр = 0,8…1,1 мм/об. Для лазерного наплавлення методом ГПЛН: P = 2,2 кВт, V = 2,0...2,2 м/хв, Sпр = 1,0...1,5 мм/об.

Розроблена технологія відновлення контактно-навантажених деталей сільськогосподарської техніки лазерним наплавленням прийнята до впровадження на Кіровоградському ремонтно-механічному заводі ім. В.К. Таратути, АТ “Гідрокомплект”, та науково-виробничій фірмі “ЗІКО” Ltd м. Кіровоград.

Економічний ефект від впровадження лазерної наплавки деталей сільськогосподарської техніки при відновленні складає 538939 грн. при програмі ремонту:1300 шт. розподільних валів двигуна СМД-60 та 2100 шт. вторинних валів КЗП трактора Т-150, для умов АТ “Гідрокомплект”.

Висновки

1. Розроблено спосіб лазерної наплавки покриттів відновлюваних деталей з застосуванням самофлюсуючих порошкових сумішей на основі заліза. Він дозволяє отримувати бездефектні наплавлені шари з наперед заданими властивостями при низькій вартості порошкових матеріалів.

2. Встановлено аналітичні залежності, які дозволяють провести процес лазерного наплавлення, як за допомогою шлікерної обмазки так і методом газопорошкового лазерного наплавлення. Це дозволяє керувати процесом і шляхом розрахунків знаходити значення величин цих параметрів, які збігаються з експериментальними.

3. Експериментально підтверджено, що для здійснення процесу лазерного наплавлення на сталі 45, 40Х, ШХ15, чавун ВЧ-50 необхідне лазерне опромінювання qн = 6,7.1012 Вт/м2. Для наплавлення порошків ПГ-Н70Х17С4Р4 потрібна питома енергія наплавлення Е = 3,2.109 Дж/м2, для порошків ПГ-ФБХ6-2 Е = 5,5.109 Дж/м2. Найбільш оптимальною є порошкова суміш складу ПГ-ФБХ6-2(70%) + ПГ-Н70Х17С4Р4 (25%) + + ПАД(5%), для наплавлення якої потрібна питома енергія Е = 4,5.109 Дж/м2. Мікротвердість поверхонь, які наплавлені порошковими сумішами становить 6000...8000 МПа. Введення алюмінію знижує наявність пор та тріщин. Зона наплавки має дрібнодисперсну структуру з включеннями карбідів та боридів.

4. Встановлено, що міцність зчеплення при лазерному наплавлені досягає 312 МПа, шорсткість наплавлених поверхонь складає Ra 80…120 мкм. Залишкові напруження в поверхневому шарі наплавлення складають 180...200 МПа.

5. Дослідженнями показано, що лазерне наплавлення сталей дозволяє підвищити їх зносостійкість у 2…2,7 рази, знизити зношування спряжень “диск-колодка” у 2,12 рази завдяки підвищеній твердості наплавленого шару, його текстурування. Контактна міцність покриттів з порошкової суміші оптимізованого складу знаходиться на рівні контактної міцності термообробленої сталі 45.

6. Розроблено технологію відновлення відповідальних деталей до номінальних розмірів, як методом шлікерного, так і методом газопорошкового лазерного наплавлення, яке застосоване для широкої номенклатури деталей сільськогосподарської техніки. Для реалізації технології лазерного наплавлення відновлюваних деталей розроблена спеціалізована оснастка.

7. Проведені стендові та експлуатаційні випробування показали, що відновлення деталей лазерною наплавкою знижує зношування спряжень “кулачок розподільного вала-штовхач” двигуна СМД-60 у 1,92…2,11 рази в порівнянні з серійними деталями.

8 Річний економічний ефект від запропонованої технології складає 538939 грн. при програмі відновлення 2100 шт. розподільних валів СМД-60 і 1300 шт. вторинних валів КЗП трактора Т-150.

Список опублікованих робіт, які висвітлюють основні положення дисертації

1. Мажейка О.Й., Сторожук М.В., Сидоренко С.В. Дослідження процесів зношування матеріалів пар тертя. // Проблеми підвищення надійності та довговічності машин. Зб. наук. праць -- Кіровоград: КІСМ, 1996. -- С. 26-28.

2. Мажейка О.Й., Сторожук М.В., Сопов П.Ю. Властивості шарів нанесених методом лазерної наплавки. // Проблеми підвищення надійності та довговічності машин. Зб. наук. праць -- Кіровоград: КІСМ, 1996. -- С. 65-67.

3. Сторожук М.В. Стендові випробування деталей, відновлених лазерною наплавкою. // Збірник наукових праць Кіровоградського інституту с/г машинобудування / техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. -- Кіровоград: КІСМ, 1998. -- Вип. 4. -- С. 65-69.

4. Сторожук М.В. Суть та види обробки деталей лазерним променем. // Збірник наукових праць Кіровоградського інституту с/г машинобудування / техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. -- Кіровоград: КІСМ. -- 1998. -- Вип. 4. -- С. 69-72.

5. Мажейка О.Й., Сторожук М.В. Вибір аналітичних виразів для технологічних параметрів лазерної наплавки. // Придніпровський науковий вісник. -- 1998. -- № 108 (175). -- С. 9-10.

6. Мажейка О.Й., Сторожук М.В. Технологія лазерної наплавки та зміцнення відновлюваних деталей: Методичний посібник. -- Кіровоград: КІСМ. -- 1998. -- 16 с.

7. Мажейка А.И., Сторожук Н.В. Оценка возможности лазерной наплавки порошков. // Вісник Інженерної Академії України. -- 1998. -- № 3-4. -- С. 89-91.

8. Мажейка А.И., Сторожук Н.В. Теоретический анализ процесса подачи порошковых смесей в зону лазерной наплавки. // Труды / Таврическая государственная агротехническая академия. -- Мелитополь: ТГАГА, 1999. -- Вип. 2, т. 7. -- С. 59-65.

9. Власенко Н.В., Мажейка А.Й., Сторожук Н.В. Светолучевая обработка деталей дорожной техники // Тез. докл. регион. научно-практ. конф. “Проблемы разработки, производства и эксплуатации подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин”. -- Кировоград: КИСМ. -- 1994. -- С. 45-46.

10. Мажейка О.Й., Сторожук М.В. Властивості порошкових покриттів нанесених методами лазерної наплавки. // Тез. 5 регіон. науков-практ. конф. “Проблеми розробки, виробництва, експлуатації та ремонту підйомно-транспортних, будівельних та дорожніх машин”. -- Кіровоград: КІСМ. -- 1997. -- С. 27-28.

Размещено на Allbest.ru

...