НОВИЙ СПОСІБ ЗАХИСТУ СТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ ВІД ГІДРОАБРАЗИВНОГО ЗНОСУ ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНИМИ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ МЕТОДАМИ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2023.4.19

Ключові слова:

електроіскрове легування, гідроабразивний знос, деталь, абразивний знос, цементація, алітування, покриття, металополімерний матеріал.

Анотація

Метою дійсної роботи було підвищення довговічності стальних деталей, шляхом розробки технології формування покриттів на зношувальних поверхнях, який би підвищив здатність чинити опір зношуванню, гарантував би надійність і довговічність їх роботи в агресивних середовищах, був би екологічно безпечним і скоротив витрати на їх виготовлення. В статті запропонований новий екологічно безпечний спосіб захисту сталевих деталей від гідроабразивного зносу, який належить до галузі машинобудування і ремонту машин, зокрема до зміцнення сталевих деталей, і може бути використаний для їх захисту методом електроіскрового легування від гідроабразивного зносу. Технологія використання нового способу полягає в наступному. Спочатку поверхні стальних деталей шліфують до Ra=0,5 мкм, після чого на шліфованій поверхні формують електроіскрове покриття (ЕІП), здійснюючи цементацію шліфованої поверхні деталей методом електроіскрового легування (ЦЕІЛ), після цього використовують алітування цементованого шару методом ЕІЛ алюмінієвим електродом-інструментом з подальшим нанесенням на нього ЕІП електродом з композиційного зносостійкого матеріалу, отриманого за допомогою порошкової металургії (ПМ), складу 90%ВК6+10%1М, де 1М – 70%Ni+20% Cr+5%B+5%Si. Далі поверхню сформованого комбінованого електроіскрового покриття піддають полімеризації металополімерним матеріалом (МПМ), армованим при полімеризації порошком карбіду вольфраму WС і/або нітриду цирконію ZnN або їх сумішшю WC+ZnN. Потім частину поверхневого шару МПМ видаляють до виступів шорсткості покриття з композиційного зносостійкого матеріалу 90%ВК6+10%1М. До практичного використання, з метою захисту стальних деталей від гідроабразивного зносу, пропонуються покриття, сформовані в послідовності ЦЕІЛ → ЕІЛAl → ЕІЛ (90%ВК6+10%1М) → нанесення МПМ, армованого порошком WС, або ZnN, або їх сумішшю. Експериментально встановлено, що кращою стійкістю спротив гідроабразивного зношування володіють зразки з корозійностійкої нержавіючої сталі 12Х18Н10Т, знос яких у порівнянні із зразками зі сталі 45 менший на 37,3 %.

Посилання

Тарельник В.Б., Саржанов Б.О., Гапон О.О. Новий спосіб відновлення і зміцнення деталей з листової сталі, що піддаються в процесі експлуатації абразивному зносу. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Механізація та автоматизація виробничих процесів». 2019. Вип. 1–2 (35–36). С. 18–24.

Tarelnik V.B., Gaponova O.P., Konoplyantschenko E.V., Yevtushenko N.S., Gerasimenko V.A., The Analysis of a Structural State of Surface Layer after Electroerosive Alloying. II. Features of Formation of Electroerosive Coatings on Special Steels and Alloys by Hard Wear-Resistant and Soft Antifriction Materials. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2018, 40, No.6, 795.

Cementation of steel details by electrospark alloying Tarelnyk, V.B., Gaponova, O.P., Kirik, G.V., …Tarelnyk, N.V., Mikulina, M.O. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 2020, 42(5), С. 655–667.

Пат. 104664 UA, МПК В23Н 5/00, В2ЗН 9/00, C23C 28/00 (2014.01) Спосіб відновлення зношених поверхонь металевих деталей / Марцинковський В. С., Тарельник В. Б., Павлов О. Г., Іщенко А. О. ; заявл. 14.08.2012 ;

опубл. 25.02.2014, Бюл. № 4, 2014.

Tarelnyk V.B., Konoplianchenko I.V., Gaponova O.P., Sarzhanov O.A., Antoszewski B. Effect of Laser Processing on the Qualitative Parameters of Protective Abrasion-Resistant Coatings. Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2020, 58(11–12), С. 703–713.

Пат. на корисну модель 136895 UA, МПК B23H 9/00, С23С 8/60 (2006.01), С23С 10/48 (2006.01) Спосіб підвищення зносостійкості сталевих деталей / Тарельник В. Б., Марцинковський В. С., Гапонова О. П., Коноплянченко Є. В., Тарельник Н. В., Саржанов О. А., Саржанов Б. О., Антошевський Б. ; заявл. 02.04.2019 ; опубл. 10.09.2019, Бюл. № 17, 2019.

Tarelnyk V., Konoplianchenko I., Gaponova O., Sarzhanov B. Assessment of Hydroabrasive Wear Resistance of Construction Materials with Functional Coatings, which are Formed by Resource-Saving and Environmentally Friendly Technologies. Key Engineering Materials. 2020. vol 864, p. 265–277. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.864.265

Tarel’nik, V.B., Paustovskii, A.V., Tkachenko, Y.G. et al. Electric-spark coatings on a steel base and contact surface for optimizing the working characteristics of babbitt friction bearings. Surf. Engin. Appl. Electrochem. 2017. 53, С. 285–294. https://doi.org/10.3103/S1068375517030140

Саржанов Б.О. Розробка екологічно безпечних методів відновлення шнеків машин технологічного циклу утилізації гною. – Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 13 – Механічна інженерія за спеціальністю 133 – Галузеве машинобудування. – Сумський національний аграрний університет, Суми, 2021.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-29