Диссертация (1025312), страница 17
Текст из файла (страница 17)
К выполнению технологических процессов на лазерных установкахдопускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинскийосмотр, аттестацию в квалификационной комиссии, инструктаж поохране труда и стажировку на рабочем месте в соответствии смежотраслевыми правилами по охране труда ПОМ РМ-016-2001.11. Администрация предприятия, на котором проводятся работы понанесению покрытий методом лазерной наплавки порошковыхматериалов обязана разработать инструкцию по охране труда с учетомместных условий для каждой профессии или внести необходимыедополнения в действующие инструкции, согласовать и утвердить их вустановленном порядке и обеспечить повседневный контроль за ихвыполнением.12.
При выполнении технологического процесса наплавки необходимособлюдать меры по охране природы в соответствии с ГОСТ 17.0.0.0176.На Рис. 5.15 показан стенд в процессе нанесения покрытиянаповерхность вала. Наплавка проводится на вращателе, который перемещает валпо окружности. Продольное перемещение осуществляется роботом.135Рис. 5.15. Процесс нанесения покрытия на поверхность валаНа Рис. 5.16 показан процесс нанесения покрытий в виде отдельных зонпо окружности и длине вала.
Такие валы применяются в буровом оборудованиии требую упрочнения не всей поверхности, а отдельных зон. В данном случаелазерный метод наиболее эффективный и производительный. После нанесенияпокрытий требуется только обработать поверхности до необходимых размерови шероховатости.Рис.
5.16. Процесс лазерного нанесения покрытий отдельными зонами на вал136Однимирасположенияизнаиболееподшипников.частоизнашиваемых зонЛокальностьлазерногоявляютсяметодаместананесенияпокрытий позволяет качественно восстанавливать изношенные поверхности.Пример такого ремонта показан на Рис. 5.17.Рис. 5.17. Восстановленная поверхность шейки валы подшипника лазернымметодом137ВЫВОДЫ ГЛАВЫ 51.Трибологическими испытания установлено, что на всех четырёхисследованных режимах износ в 2,1-3,7 раз меньше, чем у материала подложки,однако наблюдается существенная разница в этих значениях для различныхрежимов.2.Измерение твёрдости покрытий показало, что она зависит отрасстояния от центра покрытия до краёв и поверхности.
В среднем значениятвёрдости в 2,8 - 3,0 раза превышают значения материала подложки.3.Микроструктурными исследованиями установлено, что на всехрежимах образуется мелкодисперсная дендритная структура.4.Измерениями размеров дендритов установлен количественныйпоказатель дисперсности структур. Показано, что режимы нанесения покрытий,обеспечивающие структуры с расстоянием между осями дендритов второгопорядка менее 1,8 мкм и шириной дендритов 1,41 мкм обладают наилучшимимеханическими и трибологическими свойствами.5.Изучение фазового состава покрытий показало, что высокиезначения свойств обеспечивает наличие карбидных частиц Cr7C3 . Установлено,что наибольшее количество карбидных частиц, в количестве 16,5 %, находитсяв наплавленном материале на режиме 1.6.нанесенииИз четырёх исследованных режимов наилучшие результаты припокрытиягеометрическимпоказалхарактеристикирежимс1,сочетающийвысокимиоптимальныемеханическимиитрибологическими свойствами.7.Выбранныережимыиусловияпозволилисоставитьтехнологические инструкции по нанесению покрытий из сплава Stellit6лазерным методом на валы ГТУ из стали AISI 434.138ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ1.Разработан комплекс методик, позволяющий оптимизироватьтехнологические режимы нанесения порошковых износостойких покрытий изматериала Stellite 6 на валы энергоустановок лазерным методом.2.Путём оптимизации выбран метод коаксиальной подачи порошкадля процесса нанесения покрытий из материала Stellit 6 на поверхность валовэнергетического оборудования.3.Используя методику расчёта потоков газа и порошка черезкоаксиальное сопло, определены оптимальные размеры сопла, диаметр струипорошка, расстояние между срезом сопла и обрабатываемой поверхностью, чтопозволило оптимизировать технологические параметры процесса обработки.4.Расчётным путём определён оптимальный угол раскрытия сопла,который составил 65 градусов.
Такое сопла позволяет регулировать диаметрпятна в зоне наплавки в широких пределах и получать максимальную ширинунаплавляемого материала и, соответственно, высокую производительностьпроцесса.5.Путемматематическогомоделированиясприменениемрегрессионного анализа оптимизированы параметры газопорошковой струи.Показано, что для частиц размером 20 – 60 мкмоптимальный диапазонзначений диаметра перетяжки потока смеси газа и порошка составляет от 2 до 4мм, а оптимальный диапазон допустимых значений зазора между срезом соплаи обрабатываемой поверхностью составляет от 13 до 20 мм.6.Разработанаселективнаяметодикаоптимизациирежимовобработки, по которой выбрано 4 режима, обеспечивающих наилучшиегеометрические параметры валика.7.Определены критериальные значения параметров геометрическихпараметров валиков, которые обеспечивают лучшие свойства.
Установлено, чтомаксимальный критерий значимости может достигать значений от 0,25 до 0,3.Показано, что расчётные и экспериментальные значения коэффициента139нанесённого слоя, находящегося в этом диапазоне, обеспечивают наилучшиегеометрические характеристики валика и проплавления.8.Расчётом по методикам простой линейной и полиномическойрегрессии построены зависимости от режимов обработки всех геометрическихпараметров валиков.Это позволило определить по данной методикеоптимальный режим обработки, который совпал с одним из режимов,полученных селективным методом.9.Экспериментальноисследованызначенияизносостойкостиитвёрдости полученных покрытий.
Установлено, что на всех оптимальныхрежимах износ в 2,1-3,7 раз меньше, чем у материала подложки, а твёрдость в2,0-2,14 раза превышают значения материала подложки. Это указывает навысокую эффективность применения лазерного метода нанесения покрытий изStellite 6 на поверхность стали AISI 4340.10.Установленавзаимосвязьструктурногоифазовогосоставапокрытия с режимами обработки, параметрами покрытия и получаемымимеханическимисвойствами.Доказано,чтонаилучшаяизносостойкостьдостигается при содержании в покрытии фазы карбида Cr7C3 в количестве16,5% и создании мелкодисперсной структуры с расстоянием между осямидендритов второго порядка менее 1,8 мкм и шириной дендритов 1,41 мкм.11.Разработана технология и составлены технологические инструкциипо лазерно-порошковому методу нанесения покрытий Stellite 6 на поверхностьвалов энергетического оборудования, изготовленных из стали AISI 4340.140СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением инаплавкой. М.: Машиностроение, 1988. 189 с.2. Крымов В.В., Елисеев Ю.С., Зудин К.И.Производство лопатокгазотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 2002. 376 с.3. Heinz P. Improving machinery reliability, volume 1 of practical machinerymanagement for process plants. Gulf Professional Publishing, 1998. 680 р.4. Тополянский П.А. Износо- и коррозионностойкие сплавы длянефтегазовой промышленности // Арматуростроение.
2007. № 1. С.40-44.5. Giampaolo T. Gas turbine handbook: principles and practice. 4th Edition The Fairmont Press, Inc., 2009. Р. 193-197.6. Гаркунов Д.Н., Мельников Э.Л., Бабель В.Г. Трибология на основесамоорганизации. Lap lambert academic publishing, 2015. 245 с.7. Fimmm J.C. Laser processing of engineering materials. Principles, procedure and industrial application // JEuropin Inginiring Ceng. 2005. №5. P.48-59.8. Мышкин Н.К., Петроковец М.И.
Трение, смазка, износ. Физическиеосновы и технические приложения трибологии. М.: ФИЗМАТЛИТ,2007. 368 с.9. Балдаев, С.Л. Повышение эксплуатационных характеристик тяжелонагруженныхподшипниковыхузловпутемнанесениягазотермических покрытий. М.: Машиностроение, 2010. 182 с.10. Guijin B., Gasser A. Restoration of nickel-base turbine blade knife-edgeswith controlled laser aided additive manufacturing // Physics Procedia.2011. Vol.
12, № 10. Р. 402-409.11. Advanced laser cladding application for oil and gas components / A.Andolfi [et al.]. Technology Insights. 2012. № 5. Р. 165-173.14112. Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменно-порошковая наплавкадеталейзапорнойарматурыразличногоназначения//Арматуростроение . 2007. № 4. С. 57-61.13. Пузряков, А. Ф. Теоретические основы технологии плазменногонапыления: учебное пособие для вузов. М.: Издательство МГТУ им.Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
