СОДЕРЖАНИЕ
|
Введение |
|
1 |
Анализ факторов, определяющих качество, структуру и свойства металлических покрытий, полученных газотермическим напылением |
|
1.1 |
Материалы, используемые для нанесения покрытий полученных газотермическим напылением |
|
1.2 |
Современные требования, предъявляемые к материалам и технологическим процессам для обеспечения заданных свойств напылённых покрытий |
|
1.3 |
Цель и задачи исследования |
|
2 |
Прогнозирование свойств покрытий, на основе теоритического анализа теплофизических и физико-химических процессов при газотермическом напылении порошков |
|
2.1 |
Теплофизическая модель газотермического процесса для расчета остаточных напряжений в покрытиях |
|
2.2 |
Математическое моделирование процесса разгона газово- порошковой струи и возможности прогнозирования свойств покрытий |
|
2.3 |
Цель и задачи исследования |
|
3 |
Износостойкость и фрикционные свойства |
|
3.1 |
Cостав и физико-химические свойства покрытий системы Co - Ni- Сr- А1 |
|
3.2 |
Порошковые материалы ПГ-12Н-01 |
|
3.3 |
Цель и задачи исследования |
|
4 |
Экспериментальные исследования эксплуатационных свойств изделий с износостойкими и защитными напыленными покрытиям |
|
4.1 |
Износостойкость порошковых газотермических покрытий в зависимости от структурно-фазового состава |
|
4.2 |
Исследование свойств коррозионностойких плазменных защитных покрытий |
|
4.3 |
Разработка оборудования для реализации технологических процессов в различных отраслях промышленности |
|
4.4 |
Использование газотермических покрытий в подшипниках скольжения различного назначения |
|
4.5 |
Способ газопламенного напыления металлических порошков |
|
4.6 |
Устройство для нанесения газотермических покрытий |
|
4.7 |
Цель и задачи исследования |
|
|
Заключение |
|
|
Список использованной литературы
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В машиностроение проблема повышения стойкости деталей машин является основной задачей так как, ограмное количество материальных затрат идет на ремонт и восстановления деталей трения. К этим машинам относятся все виды машин в строительстве, машиностроение, транспортной технике, в горном и нефтяном машиностроение.
Обеспечения необходимого срока службы машин координально зависит от качества трущихся поверхностей, особенно находящихся в экстремельных условиях (тяжелонагруженные и быстровращающиеся детали машин). Следовательно повышения износостойкости машин за счет нанесения металлических прочных покрытий, создание для этого необходимого оборудования является актуальной задачей исследования.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка установки для термодинамического напряжения износостойкими материалами.
Для решения поставленной цели необходимо выполнения следующих задач исследования:
1 анализ качества и свойств металлических покрытий и современные материалы;
2 прогнозирование свойств покрытий на основе тепло-физических и физико-химических процессов при газотермическом напылений;
3 разработка способа и оборудования для газотермического напыления металлических поверхностей
Предмет исследования. Технология и процессы газотермического напыления металлическими порошками.
Объект исследования. Газотермические покрытия металлических поверхностей.
Основные задачи работы
-анализ современных достижений в области конструирования машин для проведения щелевых выработок при добыче блочного камня из крепких горных пород;
-обоснование разработки термодинамического рабочего органа выполненного на основе организации нового способа горения топливной смеси в ударных волнах, иницируемых в камере сгорания;
-разработка новой конструкции машины для напыления защитных покрытий.
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии на всех этапах работы при постановке конкретных задач, выборе методик исследований, обработке и обсуждении результатов исследования, написании статей по теме диссертации.
Практическая значимость исследования. Является разработка требований, предъявляемые к материалам и технологическим процессам для обеспечения заданных свойств напылённых покрытий.
Разработка технологий и оборудования для газтермического нанесения порошков. Правильный выбор зависит, в первую очередь от анализа основных причин, вызывающих износ. В этой связи вопросы исследования механизма изнашивания и влияние на него различных факторов приобретают первостепенное значение в аспекте повышения надежности и долговечности деталей и узлов трения машин.
Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы представлены на Международных Сатпаевских чтениях «Роль и место молодых ученых (2015г.), Международная научно-практическая конференция «Современное материаловедение: опыт, проблемы и перспективы развития» (2015г.), II Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы технических наук в современных условиях» (2015г.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников 62 наименований, изложена на 80страницах компьютерного набора, иллюстрирована 32 рисунком и 9 таблицами.
ВВЕДЕНИЕ
Повышение надежности современной техники, снижение себестоимости ее эксплуатации, обеспечение конкурентоспособности, а также продление ресурса эксплуатации и его реновации и путем применения современных технологий ремонта при необходимости восстановления работоспособности узлов до уровня новых изделий, подвергающихся различным видам износа.
Применение технологий защитных покрытий, среди которых газотермические процессы в настоящее время занимают наиболее значительное место, является одним из кардинальных путей решения данного вопроса. Используя существующие в настоящее время оборудование, материалы и технологии газотермического напыления, возможно уменьшить или исключить полностью влияние таких процессов как износ трением, эрозия коррозия (в т.ч. высокотемпературная), абразивный износ, кавитация и др. Защитные покрытия могут иметь кроме чисто защитных функций и другое предназначение как, например, создание термо барьера, обеспечение электроизоляционных свойств, поглощение излучения продуктов радиоактивного распада, обеспечение определенных оптических свойств, реализация селективного смачивания, создание биологически активных поверхностных свойств для различных искусственных органов и многое другое.
В промышленно развитых странах освоение техники газотермического напыления стимулируется и для решения экологических проблем путем интенсивного вытеснения гальванических, экологически очень грязных технологий из промышленности и их замена на более эффективные газотермические покрытия.
1 Анализ факторов, определяющих качество, структуру и свойства металлических покрытий, полученных газотермическим напылением
1.1 Материалы, используемые для нанесения покрытий полученных газотермическим напылением
Необходимость применения различных видов защитных покрытий диктуется исключительно условиями эксплуатации детали. В зависимости от эксплуатационных условий, в которых работают детали с нанесенными на них газотермическими покрытиями (высокая температура, давление, скорости, химическая агрессивность среды, абразивный износ, различные виды излучений или определенная совокупность вышеперечисленных условий) определяется назначение покрытия (термостойкие, жаростойкие, жаропрочные, эрозионностойкие, износостойкие, антифрикционные, коррозионностойкие, отражающие или поглощающие излучения).
Классификация газотермических покрытий, разработанная по данным различных литературных источников, представлена на рис.1.1.
Как видно из этой классификации, все газотермические покрытия, наносимые на металлические детали и изделия можно разделить на три основные группы:
защитные, обеспечивающие более длительную работу деталей в рабочих условиях;
технологические, обеспечивающие защиту поверхности деталей при технологическом пределе;
конструкционные, с помощью которых восстанавливается размер и форма детали, придаются новые свойства её поверхности или когда покрытие выполняет роль конструкционных материалов.
Рисунок 1- Классификация газотермических покрытий по назначению
Среди защитных покрытий наибольшее применение нашли износостойкие покрытия, которые успешно сопротивляются поверхностному разрушению при трении в самых разнообразных условиях нагружения.
В зависимости от этих условий следует выбирать те материалы, которые в каждом конкретном случае имеют большее сопротивление изнашиванию. В качестве износостойких в условиях пленочной жидкостной смазки, применяют антифрикционные материалы (баббиты, бронзы). При сухом трении до 500° С - сочетание твердых материалов и мягкой связки (карбид вольфрама - кобальт или никель). При повышенных температурах (900°С) - карбид хрома - нихром. При высоких температурах - материалы, дающие устойчивые оксиды: алюминий, никеля, нихром, или покрытия, содержащие твердые смазки (графит, дисульфид, молибдена, нитрид бора). При возможности возникновения в зоне трения абразивного изнашивания применяют материалы повышенной твердости — самофлюсующиеся порошки, содержащие бориды, карбиды. При эрозионном пылевом изнашивании помимо самофлюсующихся покрытий хорошо себя зарекомендовали плотные пленки на основе карбидов вольфрама и хрома, полученные при напылении высокоскоростным способом.
При жидкостном трении используются газотермические покрытия пористостью 5-15%, которые в этих условиях обладают более высокой износостойкостью, чем новые детали. Это связано с тем, что смазка задерживается в порах покрытия и обеспечивает лучшие условия работы с напылением сравнением с деталью, имеющей плотную поверхность.