CC BY
9УДК 631.3.02:621.793.7:621.794.61
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ «ХОЛОДНЫМ» ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ НАПЫЛЕНИЕМ С ПОСЛЕДУЮЩИМ УПРОЧНЕНИЕМ МИКРОДУГОВЫМ ОКСИДИРОВАНИЕМ
Кузнецов Ю.А., д. т. н., профессор, Бабенков А.И., студент, Медведев Д.И., студент
ФГБОУ ВПО «Орел ГАУ»
Ключевые слова: «холодное» газодинамическое напыление, микродуговое оксидирование, деталь, электролит, ресурс. Key words: "cold" gas dynamic oxidation, micro arc oxidation, element, electrolyte, resource. Аннотация. В статье рассмотрена комбинированная технология
восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники и оборудования перерабатывающих производств АПК, сочетающая в себе преимущества газодинамического напыления и микродугового оксидирования, позволяющая значительно увеличить их ресурс. Abstract. The article examines the combined technology of restoration and hardening of elements of agricultural machines and equipment of processing plants in Agro Industrial Complex, possessing the advantages of gas dynamic spraying and micro arc oxidation and allowing their considerable resource increase.
Разработка новых экологически чистых технологий нанесения высокоэффективных покрытий для упрочнения деталей с целью повышения их износостойкости, является одной из актуальных задач современной науки и техники.
Среди перспективных способов создания
многофункциональных керамикоподобных модифицированных покрытий с широким комплексом свойств, особый интерес представляет микродуговое оксидирование (МДО). Суть МДО заключается в формировании на поверхности детали в условиях воздействия микродуговых разрядов высокопрочного износостойкого оксидно-керамического покрытия, состоящего преимущественно из твердофазных модификаций оксида алюминия.
К основным преимуществам МДО можно отнести следующие [1, 2,5]:
• возможность нанесения покрытий на сложно-профильные изделия, внутренние поверхности и скрытые полости;
• получение покрытий толщиной до 0,2 мм с адгезией, сопоставимой с прочностью материала основы;
• дешевизну и доступность химических реактивов и материалов;
• экологическую безопасность.
Наибольшее распространение МДО получило при обработке вентильных материалов, обладающих униполярной проводимостью (алюминий, магний, титан и др.).
Однако, получение тонкослойной оксидной керамики на стальных поверхностях данным способом не возможно. К тому же, данные покрытия не могут компенсировать износ деталей.
Проведенные исследования позволили предложить ремонтному производству комбинированную технологию восстановления деталей «холодным» газодинамическим
напылением с последующим упрочнением микродуговым оксидированием, сочетающую в себе преимущества этих двух способов.
Необходимо отметить, что в наиболее распространенных газотермических способах нанесения покрытий для их формирования из потока частиц необходимо, чтобы падающие на основу частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления материала. При газодинамическом напылении, это условие не является обязательным, что и обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой основой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью [3, 4].
Напыление производится алюминийсодержащим порошком. При этом толщина напыленного слоя, в зависимости от износа детали, может составлять от 0,1 до 0,9 мм. После этого, восстанавливаемую поверхность подвергают механической обработке, а затем упрочняют МДО.
Адгезия покрытий, сформированных сверхзвуковым газодинамическим напылением на алюминиевых сплавах, составляет 50.. .65 МПа; на сталях - 40.. .50 МПа [5].
На рисунке 1 представлен общий вид лабораторной установки для микродугового оксидирования.
а) б)
Рисунок 1 - Общий вид лабораторной установки для МДО: а) электролитическая ванна; б) блок питания и управления
В качестве электролитов для МДО рекомендуется использовать растворы типа «КОН-№28Ю3 » или «К0Н-Н3В03». В ходе МДО плотность тока необходимо поддерживать в пределах 15.25 А/дм2, температуру электролита - 30..50 оС. Продолжительность обработки должна составлять не менее 90.120 мин.
При МДО, в зависимости от режимов обработки, достигается толщина упрочненного слоя 0,100.0,200 мм, а микротвердость 9500.10800 МПа.
Применение разработанной технологии позволяет увеличить ресурс восстановленных деталей в 2-3 раза в сравнении с новыми деталями. Технология рекомендуется для внедрения на ремонтно-технических предприятиях и цехах, занимающихся восстановлением изношенных деталей машин и оборудования перерабатывающих производств АПК.
ЛИТЕРАТУРА
1. Суминов И. В., Белкин П. Н., Эпельфельд А. В., Людин В. Б., Крит Б. Л., Борисов А. М. Плазменно-электролетическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. Под общей редакцией И. В. Суминова в 2-х томах. Том II. - Москва: Техносфера, 2011.- 512 с.
2. Коломейченко А.В., Чернышов Н.С., Павлов В.З. К вопросу о коррозионной стойкости МДО - покрытий в агрессивных средах. Техника и оборудование для села. 2013. № 6. С. 33-35
3. Каширин, А.И. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние [Текст] / А.И. Каширин, А.В. Шкодкин. - Упрочняющие технологии и покрытия, №12, 2007., с. 22-32.
4. Кузнецов, Ю.А. Инновационные способы газотермического напыления покрытий. Монография. [Текст] / Ю.А. Кузнецов, В.В. Гончаренко, К.В. Кулаков. - Орел: изд-во ОрелГАУ, 2011. - 124 с.
5. Yu.A. Kuznetsov « Micro arc oxidation of elements restored by gas dynamic spraying » Traktori I pogonske masine, Tractors and power mashines, Vol. 17, № 1, p.1-117, Novi Sad, Dec. 2012.
УДК 621.81:621.7:621.35
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОТОЧНОГО СПОСОБА МДО ПРИ УПРОЧНЕНИИ ДЕТАЛЕЙ
Кузнецов Ю.А., д. т. н., профессор, Меркулов А. В., студент, Косоухов И. Н., студент
ФГБОУ ВПО «Орел ГАУ»
Ключевые слова: проточный способ, микродуговое оксидирование, деталь, восстановление, упрочнение, электролит.
Key words: flow-through method, micro arc oxidation, element, restoration, hardening, electrolyte.
Аннотация. В работе описан проточный способ ведения микродугового оксидирования (МДО), рекомендуемый при упрочнении локальных поверхностей деталей. Подобная схема ведения процесса позволяет значительно расширить технологические возможности микродугового оксидирования, снизить энергозатраты и себестоимость процесса в целом.
Abstract. The flow-through method of conducting micro arc oxidation (MAO) recommended at hardening local surfaces of elements is described in the article. The similar scheme of the process allows considerable extension of technological capabilities of micro arc oxidation and reduction of energy expenditure and production cost of overall process.
