1. Підвищення терміну служби деталей реновацією, як правило, забезпечують металургійними (легуванням і модифікуванням) або технологічними (деформаційне зміцнення) методами. Найбільш економічними й добре керованими в процесі виробництва та відновлення є методи легування робочих поверхонь. Тому є актуальними розробки, які спрямовані на пошук ефективних методів підвищення експлуатаційної стійкості деталей нанесенням покриттів з використанням легуючих зольних відходів теплових електростанцій, а також наступним деформаційним зміцненням спеціальною механічною обробкою. 2. Запропонована комплексна технологія реновації деталей. При нанесенні покриттів рекомендується вводити легуючі зольні відходи Зміївської ДРЕС у кількості 5 – 7% у флюс, після чого піддавати його деформаційному зміцненню спеціальною механічною обробкою. Як фінішну операцію запропоновано використання алмазного вигладжування. 3. Методом планування експерименту визначені оптимальні параметри нанесення покриттів: I = 160 – 180 А; V = 23 – 27 м/ч при додаванні у флюс зольних відходів 5 – 7 % із гранулами 0,5 – 3,0 мм. Менша концентрація такої домішки не чинить істотного впливу на структуру й властивості покриттів, а введення більше 10 % призводить до появи значної долі пор і неметалевих включень. 4. Введення в оптимальній кількості зольних відходів, які містять Al 12,7 – 14,2 %; Fe 19,3 – 20,0 %; Mg 1,9 – 2,0 %; Cu 0,6 – 1,0 %; Mn 0,45 – 0,6 %; Ti 1,2 – 1,5 %; V 1,2 – 1,7 %; Ce 3,9 – 4,4 %; P 0,02 – 0,03 %; S 0,02 – 0,04 %; і решта Si у флюс АН-348А при електродуговому наплавленні забезпечує подрібнення зерна в 1,4 – 1,5 рази та відсутність дефектів у покритті й перехідній зоні. При цьому мікротвердість покриття досягає Н-50 - 427 – 438, міцність зчеплення його з основним металом – 330 – 390 МПа, твердість покриття 44 – 46 HRC, що на 18 – 23 % вище показників, одержаних при використанні флюсу без домішок. Ефект досягається за рахунок легування титаном, ванадієм, алюмінієм, а також присадок, що модифікують (церію і магнію), які знижують кількість шкідливих домішок. Одержання покриттів із введенням зольних домішок у флюс захищено патентом України UA 13760. 5. При введенні оптимальної кількості зольних домішок у флюс при нанесенні покриттів концентрація Cr, Mn і Si практично не змінюється, дещо зростає концентрація Al, і Mg. У такому покритті методом спектрального та мікрорентгеноспектрального аналізів виявлені Ti, V і Ce. 6. Порівняльним аналізом встановлено, що з добавкою 5 – 7 % зольних відходів у флюс зростає частка мартенситної складової порівняно із традиційною технологією нанесення покриття. При введенні домішки золи більше 10 % суттєво змінюється структура покриття і у зоні термічного впливу від троосто-мартенситної до троосто-перлитної. Це пов’язано з тим, що зменшується теплопровідність флюсу і збільшується термін охолодження покриття. 7. Методом мікрорентгеноспектрального аналізу оцінений розподіл компонентів по перерізу покриття і перехідної зони. Розподіл Cr, Mn і Si має стабільний характер. Розкид Ti, V, Al, Ce і Mg є більш істотним, що пов'язано з їхнім входженням у неметалеві включення. На основі петрографічного, рентгеноструктурного аналізів і оптичної мікроскопії визначені сполуки, які входять до складу зольних відходів. Розглянуті реакції їхньої взаємодії з рідким металом, що визначають процеси відновлення окислів, десульфурації та легування. Концентрація фосфору й сірки в покриттях з оптимальною домішкою золи не перевищує 0,05 %. 8. Додаткове деформаційне зміцнення покриттів здійснювали двома послідовними методами. На першому етапі спеціальною механічною обробкою (передній кут різця = 400; швидкість різання V = 1,6 – 1,8 м/с; подача S = 0,20 – 0,24 мм/об; глибина різання t = 0,35 – 0,4 мм). На другому додатково алмазним вигладжуванням з параметрами обробки: радіус робочої частини алмаза R = 2,5 мм; сила притиснення P = 220 – 240 Н; подача S = 0,03 – 0,05 мм/об; швидкість ковзання V = 1,45 – 1,65 м/с. Експериментальними дослідженнями встановлено, що така комбінована обробка забезпечує створення безструктурного мартенситу («білих шарів»), що більше ніж в 2 рази підвищує мікротвердість тонкого робочого шару покриття. 9. Порівняльними дослідженнями встановлено, що найкраща припрацьовуваність досягається в покритті при введенні 5–7% зольних відходів у флюс із наступним їхнім зміцненням за технологією, яка рекомендується. Такі покриття забезпечують однорідне зношування робочої поверхні в процесі припрацьовування, а також відрізняються мінімальним зношуванням в усталеному періоді та підвищеною довговічністю. Використання комплексної технології реновації деталей забезпечило підвищення зносостійкості покриттів в 2,0 – 2,1 рази. Запропонована математична модель, яка дозволяє прогнозувати зношування покриттів у різні періоди випробувань. 10. Економічний ефект від впровадження запропонованої технології реновації деталей класу «Стрижні круглі» на ВАТ «Пересічанске РТП» склав 19,4 тис.грн на рік при обсязі впровадження 1100 валів. Досягнутий ефект одержаний за рахунок зниження поточних витрат і підвищення зносостійкості деталей. Очікуваний економічний ефект від розширення впровадження всієї номенклатури цього типу деталей складе 58,3 тис.грн на рік. |
