По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.793.73

Модернизация электродуговой наплавки для получения комбинированных покрытий с повышенными эксплуатационными свойствами

Гадалов В. Н., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, е-mail: gadalov-vn@yandex.ru
Бродский В. М., Юго-Западный государственный университет, Курск
Ляхов А. В., канд. техн. наук, заместитель директора, Курский электромеханический техникум, Курск, е-mail: lyakhov.andrei@yandex.ru
Макарова И. А., аспирант, Юго-Западный государственный университет, Курск, 305458, Курск, ул. 50-летия Октября, д. 9

Проведен анализ автоматизированных способов электродуговой наплавки комбинированных покрытий, представлены варианты комбинированной технологии. Проведенные исследования показали, что вязкие армирующие элементы в твердых покрытиях существенно повышают вязкость разрушения и прочностные характеристики комбинированных наплавленных покрытий за счет: увеличения в наплавленном слое объема металла, способного к упругопластической деформации; частичного рассеивания и затухания упругой волны при передаче ударных импульсов через вязкие прослойки; торможения и остановки трещин границами раздела и металлом вязких армирующих прослоек; увеличения поверхностей сплавления хрупкого металла с вязким металлом основы и прослоек, разориентации поверхностей сплавления относительно действующих нагрузок. Формирование диссипативных микро- и макроструктур путем введения вязких прослоек, обеспечивающих эффективное рассеивание энергии при нагружении за счет пластической деформации и микроразрушения, открывает возможности широкого применения ранее неперспективных твердых экономно легированных, но хрупких сплавов в качестве составляющих комбинированных наплавленных покрытий.

Литература:

1. Cottrell, А.Х. Birmingahem Metall [Text] / А.Х. Cottrell // Soc. 1964. V. 282. №13191. — P. 169–175.

2. Бакши, О.А. Влияние степени механической неоднородности на вязкую прочность сварных соединений при растяжении [Текст] / О.А. Бакши, Т.В. Кульневич // Физика и химия обработка материалов. — 1973. — №1. — С. 137–142.

3. Гадалов, В.Н. Исследования некоторых механических свойств наплавленных релитом слоев с мягкими прослойками [Текст] / В.Н. Гадалов, В.М. Бродский // Технология и оборудование сварочных работ. — Тула, 1998. — С. 153–156.

4. Бродский, В.М. Повышение динамической прочности твердых наплавленных покрытий [Текст] / В.М. Бродский, С.А. Зайцев // Научные исследования, автоматика и динамика машин, инновационные и средозащитные технологии в техносфере: матер. Междунар. науч.‑практ. конф. / Курск, ин-т соц. образ, (филиал) РГСУ. — Курск, 2007. — С. 29–35.

5. А. с. 948043 СССР МКИ3 В23К 9/04. Способы дуговой износостойкой наплавки [Текст] / Б.Ф. Якушин, В.Я. Воротников [и др.] (СССР). Приор. 18.12.1980, зарегистрировано в Гос. реестре изоб. СССР 1.04.82. ДСП.

6. А. с. 1113112 СССР МКИ3 В23К 9/04. Способ дуговой износостойкой наплавки [Текст] / Б.Ф. Якушин, В.Я. Воротников, В.Н. Куценко [и др.] (СССР). Приор. 10.09.1982, зарегистрировано в Гос. реестре изобр. СССР 22.08.84. ДСП.

7. А. с. 1148192 СССР МКИ3 В23К 9/04. Способ дуговой износостойкой наплавки [Текст] / О.И. Стеклов, В.Я. Воротников, В.М. Бродский [и др.] (СССР). Приор. 04.04.1984, зарегистрировано в Гос. реестре изобр. СССР 01.12.84. ДСП.

8. А. с. 1460841 СССР МКИ3 В23К 9/04. Способ дуговой наплавки [Текст] / В. Я. Воротников, В. М. Бродский, О.И. Стеклов [и др.) (СССР). Приор. 16.06.1986, зарегистрировано в Гос. реестре изобр. СССР 22.12.88. ДСП.

9. А. с. 1624827 СССР МКИ3 В23К 9/04. Способ дуговой наплавки [Текст] / В.М. Бродский [и др.) (СССР). Приор. 28.03.1989, зарегистрировано в Гос. реестре изобр. СССР 01.10.90. ДСП.

10. Бродский, В.М. Испытания композиционных наплавленных слоев на износо- и ударостойкость [Текст] / В.М. Бродский // Материалы и упрочняющие технологии — 2008: сб. матер. XV Рос. науч.‑техн. конф. с междунар. участием. — Курск, 2007. — С. 248–251.

Технология получения наплавкой твердых износостойких покрытий предполагает нанесение определенным способом на рабочую поверхность детали твердого сплава, выбранного в соответствии с условиями эксплуатации. Независимо от способа нанесения традиционные технологии направлены на получение сплошного износостойкого покрытия, резко отличающегося по своим физико-механическим свойствам от основного металла наплавляемой детали. В процессе наплавки, вследствие достаточно высокой хрупкости износостойких сплавов и внутренних напряжений, в наплавленном твердом сплаве возникают микро- и макротрещины, а карбиды и бориды в структуре мог у т так же вызывать эффек т «внутреннего надреза» и ослаблять несущую способность покрытия. Сказанное в значительной степени относится к наплавке так называемых композиционных сплавов, например релиту — гранулированному сплаву карбидов вольфрама WC — W2C.

Условия эксплуатации деталей с наплавленными износостойкими покрытиями весьма разнообразны. Так, рабочие поверхности деталей горного, горно-обогатительного и нефтедобывающего оборудования и инструмента, контактирующего с горной породой, подвергающиеся интенсивному абразивному изнашиванию, могут испытывать значительные контактные и динамические нагрузки. При этом наличие дефектов в структуре и высокая хрупкость твердого сплава покрытия существенно повышают риск его хрупкого разрушения (отслаивания, скалывания и выкрошивания). Это обстоятельство, а также высокая стоимость и дефицитность твердых наплавочных сплавов снижают эффективность и существенно ограничивают применение твердых сплавов в условиях высоких контактных и динамических нагрузок. Выбор наплавочных материалов при этом определяется компромиссом между его стойкостью против абразивного изнашивания и динамической прочностью.

Одним из условий расширения возможностей использования твердых сплавов, повышения надежности и эффективности износостойких покрытий при работе в условиях контактных и динамических нагрузок является применение известных из механики разрушения методов торможения и остановки трещин, развивающихся в твердом наплавленном покрытии, создание на их пути барьеров (дополнительных элементов), поглощающих энергию и увеличивающих работу разрушения [1–4].

Для Цитирования:
Гадалов, Бродский, Ляхов, Макарова, Модернизация электродуговой наплавки для получения комбинированных покрытий с повышенными эксплуатационными свойствами. Главный механик. 2020;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: