ЗМІСТ…………………………………………………………………………..….…5

ВСТУП………………………………………………………………………………..7

Розділ 1. СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ І ЗАВДАННЯ

ДОСЛІДЖЕННЯ…………………………………………………………………......9

1.1. Абразивне зношування і його основні закономірності ……………………....9

1.2. Особливості гідроабразивного зношування конструкційних матеріалів......15

1.3. Аналіз сучасних методів відновлення зношених деталей машин……..…...20

1.4. Композиційні матеріали, що використовуються для нанесення

відновних покриттів на зношені деталі машин і механізми……………….....…28

Розділ 2. МЕТОДИКА І УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ………………………………………………………………..…….35

2.1. Обґрунтування вибору досліджуваних матеріалів……………………..……35

2.2. Методика нанесення покриттів ……………………………………….….…..38

2.2.1. Методика визначення адгезійної міцності на зрушення та відрив покриттів …………………………………………………………………….….….40

2.2.2. Механічні випробування покриттів……………………………….…..……42

2.3. Методика проведення випробувань на машині тертя СМЦ - 2……….……42

2.4. Металографічний аналіз …………………………………………….…..……48

2.5. Методика визначення механічних властивостей…………………...…..……48

2.6. Методика дослідження геометрії поверхні…………………….……….…....48

2.7. Електронно-растрове мікроскопічне дослідження……………….………….49

2.8. Рентгеноструктурний аналіз…………………………………………...…..….50

Розділ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТОЗДАТНОСТІ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ……..52

3.1. Аналіз причин руйнування деталей, експлуатованих в умовах вільного абразиву……………………………………………………………………….…....52

3.2. Дослідження деталей машин і встановлення механізму їх руйнування..…54

Розділ 4. ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ВІДНОВЛЮВАЛЬНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ ЗНОСОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ…………………………………………………………………...…...66

4.1. Критерії оцінки ефективності застосування зносостійких

відновлювальних покриттів…………………………………………………….....66

4.2. Моделювання контактної взаємодії абразивної частинки з поверхнею сталевої деталі і металополімерних покриттям на сталевій деталі………..…....67

4.3. Експериментальне визначення адгезійної міцності і міцності на зсув металополімерного покриття щодо основи ……………………………….…..…75

Розділ 5. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗНОШУВАННЯ ЗРАЗКІВ МАТЕРІАЛІВ З ПОКРИТТЯМИ, ЩО НАНОСЯТЬСЯ НА ДЕТАЛІ

МАШИН ……………………………………………………..………...………...…79

5.1. Експериментальне дослідження зношування зразків з детонаційними покриттями ………………………………………………………………….…..….79

5.2. Експериментальне дослідження зношування зразків з покриттями на

основі металополімеру…………………………………………………………….87

5.3. Експериментальне дослідження зношування зразків з покриттями на

основі металлополімерів у присутності вільного абразиву…………...................96

5.4. Аналіз мікроструктури поверхневих шарів металополімерних

покриттів………………………………………………….…………………...…..103

5.5. Відновлення роботоздатності деталей з використанням зносостійких металополімерних покриттів…………………………………………………......107

5.6. Відновлення поверхонь деталей нанесенням покриттів методом

детонації………………………………………………………………………..….113

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ………………………………………………...…..……118

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………….………120

ВСТУП

В сучасному машинобудуванні на Україні спостерігається інтенсивне підвищення потреби в технологіях відновлення функціональних здібностей деталей машин і механізмів за допомогою нанесення зносостійких покриттів. У зв'язку з цим набувають особливої актуальності сучасні ремонтно-відновлювальні технології, які дозволяють відновлювати робото здатність деталей машин безпосередньо у виробничих умовах експлуатації цих машин.

Одним з напрямків сучасних ремонтних технологій для відновлення розмірів і функціональних властивостей зношених деталей, є використання різних технологічних методів, основи яких базуються на формуванні покриттів з зносостійких композиційних матеріалів. Зазвичай такі матеріали застосовуються при відновленні деталей машин, які вийшли з ладу або втратили свої експлуатаційні властивості внаслідок зношування робочих поверхонь. У таких випадках відновлення зношених деталей шляхом нанесення зносостійких покриттів, найчастіше більш доцільно, ніж їх заміна на нові, так як їх нормативний ресурс ще не вичерпаний повністю. Проте, для вибору типу покриттів зазначеного призначення і способу нанесення необхідно обґрунтувати вимоги до їх зносостійкості і фізико-механічними властивостями з урахуванням особливостей умов експлуатації, а також властивостей матеріалу самого відновлюваної деталі. Одним з найбільш підходящих в розглянутому випадку типів покриттів є покриття, що формуються на основі композиційних металополімерних або детонаційних покриттів.

На підставі викладеного можна зробити висновок, що розглянута тема, яка полягає в обґрунтуванні ефективності відновлення спрацьованих деталей машин за допомогою нанесення металополімерних і детонаційних композиційних покриттів, є актуальною науковою проблемою.

Мета дослідження - підвищення зносостійкості деталей машин, вузлів тертя. Формуванням композиційних покриттів на основі закономірностей впливу зовнішніх факторів на їх триботехнічні характеристики.

Для досягнення поставленої мети повинні бути вирішені наступні завдання:

• встановити причини пошкодження деталей машин вузлів тертя та визначити провідні види зношування.

• провести аналіз технологічних методів відновлення деталей вузлів тертя і обґрунтувати вибір композиційних покриттів для даних умов тертя.

• встановлення закономірностей впливу зовнішніх факторів (тиску, середовища, шляху тертя) на триботехнічні характеристики композиційних покриттів.

• аналітично дослідити напружений стан абразивних частинок, що знаходяться між тертьовими поверхнями і його вплив на процеси тертя та зношування.

• побудувати математичні моделі контактної взаємодії абразивної частинки з урахуванням зношування деталі з покриттям.

• встановити механізм зношування композиційних покриттів в умовах тертя ковзання в присутності вільного абразиву.

Об'єкт дослідження – процес поверхневого зміцнення та відновлення пар тертя деталей машин, нанесенням металополімерних покриттів.

Предмет дослідження – закономірності формування триботехнічних характеристик композиційних покриттів.

Методи дослідження в рамках магістерської роботи були наступними:

- оптична мікроскопія, гранулометрия, методи трибологічних і механічних випробувань матеріалів;

-  математичні методи апроксимації емпіричних залежностей,

- технологічні методи металопластики і детонації.

Публікації. Результати дослідження викладені в - доповідях та тез в працях наукової конференцій НТУ [26].

РОЗДІЛ 1

СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ ТА ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ