CC BY
71
РЕЦИКЛИНГ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ ПРИ РЕНОВАЦИИ ЛЕМЕХА ПЛУГА
Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, А.С. Чернов, А.С. Бондарев, Е.П. Новиков, Г.С. Маслов, Е.И. Паршина
Аннотация. В статье представлена эффективная технология восстановления и упрочнения лемеха плуга за счет использования твердосплавных порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов вольфрамсодержащих спеченных твердых сплавов.
Ключевые слова: лемех плуга, отходы твердых сплавов, электроэрозионное диспергирование, порошок, восстановление и упрочнение.
Одной из основных проблем развития современного сельхозмашиностроения является повышение качества, надежности и долговечности деталей, узлов и механизмов. Одной из основных причин выхода из строя является их изнашивание. При большом многообразии видов и механизмов изнашивания в машиностроении одной из актуальных проблем является повышение качества деталей, работающих в условиях абразивного и коррозионно-абразивного изнашивания. Эта проблема может быть решена за счет применения эффективных методов изготовления, восстановления и упрочнения деталей машин путем применения специальных материалов, обеспечивающих получение покрытия с заданными физико-механическими свойствами. Такими материалами, с точки зрения цены и качества, являются, прежде всего, порошковые твердые сплавы, полученные из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов.
Одним из перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) [1-3]. Технологический процесс получения порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов (ОВТС) включает следующие основные операции:
1. Сбор и сортировка отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов по маркам (химическому составу).
2. Очистка отходов (от загрязнений, стружки).
3. Загрузка отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов в реактор и подключение электродов.
4. Заливка в реактор рабочей жидкости (воды дистиллированной или керосина осветительного).
5. Выбор режимов диспергирования (напряжения, емкости конденсаторов и частоты следования импульсов).
Таблица 1 - Технологический процесс восстановления лемеха плуга
Номер операции Наименование операции Оборудование и приспособления Инструменты и материалы
005 моечная установка для мойки коленчатых валов МД-2 МС-6; МС-8; ЛАБОМИД-102; ветошь обтирочная ГОСТ 5354-79
010 дефектовочная стол дефектовщика ПМД-70 поверочная плита 2-2-1000x630, пластинчатый щуп 3-2, штангенциркуль ЩЦ-1-125-0,1, специальный шаблон
015 термическая электропечь камерная СН 36х12х4/10Н/ -
020 слесарная молоток слесарный ГОСТ 2310-77 -
025 шлифовальная станок круглошлифовальный 3А423 круг шлифовальный ПП 90-50-305
030 наплавочная выпрямитель сварочный ВДУ-306 специально изготовленный электрод полого типа с порошком, полученным методом ЭЭД из сплава Т15К6 в воде
035 шлифовальная станок круглошлифовальный 3А423 круг шлифовальный ПП 90-50-305;
040 контрольная стол дефектовщика ПМД-70 микрометр МК 75-100 ГОСТ4381-80
045 дефектовочная стол дефектовшцка ПМД-70 поверочная плита 2-2-1000x630, пластинчатый щуп 3-2, штангенциркуль ЩЦ-1-125-0,1, специальный шаблон
6. Электроэрозионное диспергирование.
7. Отстаивание и слив рабочей жидкости.
8. Отделение наноразмерной фракции центрифугированием.
9. Химическая очистка порошка (при необходимости).
10. Прокаливание порошка в печи при температуре 150 - 200 °С в течение 20-30 минут.
11. Контроль качества.
Фома и морфология частиц порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава Т15К6 в воде, представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Микрофотография порошка, полученного электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава Т15К6 в воде
Технологический процесс восстановления лемеха плуга, изготовленного из стали 65Г специально изготовленным электродом полого типа с порошком, полученным методом ЭЭД из сплава Т15К6 в воде представлен в таблице 1.
Таблица 2 - Характеристики покрытий, нанесенных электродуговой наплавкой, с использованием твердосплавных порошков, полученных ЭЭД__
Микрошлиф с исследуемыми зонами Зона 5 ' ~* Зона 6
Характерные зоны Зона 1, 2 Зона 3, 4 Зона 5, 6, 7
Микроструктура участков, х 450
Микротвердость, МПа 350±10 250±10 170±10
Относительная износостойкость 1,9 - 1,0
Основные операции техпроцесса восстановления:
1. Дефектация лемеха. Очищенный и вымытый лемех осматривали. Контролировали основные параметры технического состояния. Поверхность лемеха должна быть ровной. Допускается коробление лезвия лемеха до 4, а его спинки - до 2 мм. Контроль вели на поверочной плите 2-2-1000x630 пластинчатым щупом 3-2. Ширина лемеха должна быть не менее 92 мм. Ее проверяют штангенциркулем ЩЦ-1-125-0,1.
Ширина затылочной фаски лемеха (рисунок 2) должна быть меньше 6...8 мм при работе на средних почвах и 3...4 мм при работе на тяжелых почвах. Для проверки ширины затылочной фаски лемеха используют штангенциркуль ЩЦ-1-125-0,1. Толщина режущей кромки лезвия лемеха не должна превышать 1 мм на расстоянии 0,5 мм от режущей кромки. Толщину, определяют с помощью штангенциркуля ШЦ-1-125-0,1 в трех различных сечениях лезвия. Угол заточки лезвия лемеха должен быть 25...35°. Его контролировали специальным шаблоном.
2. Восстановление лемеха. Затупленный лемех восстанавливали оттяжкой после нагрева с последующей закалкой и заточкой, а также последующей наплавкой тыльной стороны лезвия специально изготовленным электродом полого типа с порошком, полученным методом ЭЭД из сплава Т15К6 в воде, с помощью сварочного выпрямителя ВД-306 на посту ручной дуговой наплавки, и заточкой с лицевой стороны (рисунок 2).
Рисунок 2 - Характер износа лезвия лемеха при вспашке средних и тяжелых почв: Р - сила, выталкивающая лемех из почвы; h - ширина затылочной фаски; а - угол наклона затылочной фаски к дну борозды
Результаты исследования структуры и свойств покрытий, полученных электродуговой наплавкой с использованием порошков сплава Т15К6, представлены в таблице 2.
Экспериментально установлено, что электродуговая наплавка с использованием порошков сплава Т15К6 способствует увеличению микротвердости в 2,1 раза и относительной износостойкости покрытий в 1,9 раза. Предложенная технология опробирована и внедрена в ОАО «КСТ». Эксплуатационные испытания показали, что срок службы упрочненных лемехов увеличился в два раза по сравнению с не упрочненными.
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.B37.21.1845.
Список использованных источников
1 Пат. 2449859 Российская Федерация, МПК C22F 9/14, С23Н 1/02, B82Y 40/00. Установка для получения нанодис-персных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е.В., Латыпов Р.А., Семенихин Б.А. [и др.]; заявитель и по-тентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - № 2010104316/02; за-явл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.
2 Состав и свойства порошков из отходов твердых сплавов ВК8 и Т15К6, полученных электроэрозионным диспергированием / Р.А. Латыпов, Е.В. Агеев и [др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2010. - № (7). -С. 2-7.
3 Получение износостойких порошков из отходов твердых сплавов / Е.В. Агеев, Р.А. Латыпов // Заготовительные производства в машиностроении. - 2010. - № 12. - С. 39-44.
Информация об авторах
Агеев Е.В., кандидат технических наук, доцент кафедры автомобилей, транспортных систем и процессов ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», е-mail: [email protected], тел. 8-904-526-55-07.
Агеева Е.В., кандидат технических наук, доцент кафедры физической химии и химической технологии ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», е-mail: ageevа[email protected], тел. 8-904-525-50-70.
Чернов А.С., аспирант ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет», е-mail: [email protected]
Бондарев А.С., студент ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».
Новиков Е.П., студент ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет.
Маслов Г.С., студент ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».
Паршина Е.И., студент ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет».
