ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ СТІЙКОСТІ РОБОЧИХ ОРГАНІВ ҐРУНТООБРОБНОЇ ТЕХНІКИ ЕЛЕКТРОШЛАКОВИМ НАПЛАВЛЕННЯМ З КОМПЛЕКСНИМ МОДИФІКУВАННЯМ ПОКРИТТІВ

Анотація

У статті розглянуто комплексний підхід до підвищення експлуатаційної стійкості робочих органів ґрунтообробної техніки, які працюють в умовах інтенсивного абразивного та ударно-абразивного зношування. Об’єктом дослідження є леміші плугів і стрілчасті лапи культиваторів, відновлені методом електрошлакового наплавлення у струмопідвідному кристалізаторі з формуванням товстих наплавлених шарів та застосуванням порошкових дротів, шихта яких містить комплексні модифікуючі присадки на основі карбідів хрому, карбіду ніобію та оксиду алюмінію. Дослідження побудовано у вигляд замкненої схеми «структура – мікротвердість – зносостійкість – ресурс – економічна ефективність», що дозволяє простежити повний ланцюг перетворень від мікрорівня до практичних техніко-економічних результатів. Описано конструкцію та принцип дії струмопідвідного кристалізатора, подано технологічну схему процесу електрошлакового наплавлення робочих органівта обґрунтовано вибір товщини наплавлених шарів з урахуванням умов їх роботи в ґрунті. На основі структурних, електронно-мікроскопічних і оптико-математичних досліджень показано, що використання комплексно модифікованих порошкових дротів забезпечує перехід від крупнозернистої мартенситної матриці з локальними скупченнями грубих карбідів до дрібнозернистої структури з рівномірно розвинутим дисперсним карбідним каркасом. За даними карт розподілу твердості й мікротвердості встановлено, що комплексне модифікування Cr-карбідами, NbC та Al₂O₃ підвищує твердість приповерхневих зон на 15–20 % порівняно з немодифікованими покриттями, при цьому градієнт твердості по товщині шару зменшується, що свідчить про кращу деформаційну сумісність покриття з основним металом. Результати лабораторних випробувань на ковзне абразивне зношування узагальнено у вигляді діаграми «твердість – зносостійкість» яка відображає зростання відносної зносостійкості комплексно модифікованих покриттів у 2,2–3,1 рази порівняно з базовим наплавленим металом. Польові випробування відновлених лемешів і стрілчастих лап культиваторів у важких, кам’янистих ґрунтах показали зростання їх ресурсу в середньому на 35–40 %, а для оптимальних складів порошкових дротів – до 85–100 % відносно нових серійних деталей без відновлення. Техніко-економічна оцінка засвідчила можливість зниження сумарних витрат на ремонт і технічне обслуговування ґрунтообробної техніки майже на 40 % за рахунок скорочення кількості замін робочих органів, зменшення простоїв машин і раціональнішого використання металоресурсу. Показано, що розроблена технологія електрошлакового наплавлення з комплексним модифікуванням має суттєвий ресурсозберігаючий потенціал і може бути адаптована до відновлення інших деталей, які працюють в умовах інтенсивного абразивного та ударно-абразивного зношування.