Разработка технологии плазменного напыления рабочей фаски клапана (1231341), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В моем дипломном проекте по разробртке технологии, описанная технология проводилась с использованием нейтральной среды газа (аргон).

3.2 Получение вольфрама из шеелитового концентрата.

В качестве материала нами взят шеелитовый концентрат в котором доля W по отношению к другим элементам составляет 30–40% (CaWO₄ )

В лабораторных условиях производились исследования с использованием неизмельчённого концентрат, с предварительным измельчением, и добавлением углеродосодержащего восстановителя в исследуемые образцы.

Воздействие производилось в течении 30–50 сек. Температура при которой протекало спекание варьировалась в пределах 4-6 тысяч °С.

По причине токопроводности смесей шеелитового концентрата с углеродосодержащим материалом реакция протекала непрерывно и устойчиво, была изолирована от воздуха средой защитного газа (Аргон), при нормальных условиях окружающей среды и атмосферного давления. Реакция протекала без каких-либо сложных приспособлений по откачки воздуха или созданию давления как в случаях упомянутых выше.

W

100 ммммµm

Рисунок 3.4 – Концентрат после восстановления

После сплавления смеси, были получены частицы карбида, содержащего небольшое количество восстановленного вольфрама, из которого были выделены шарики более твердые чем весь остальной продукт. Шарики достигали от 0,2–0,5 мм в диаметре, были представлены восстановленным вольфрамом, обладали высокой твердостью и плотностью, процент вольфрама в этих шариках достигал 60,7%, карбид вольфрама составил 21,9%, остаток углерода составил порядка 2,5% от общего объёма взятой пробы. После последующего анализа данного материала на химический состав элементов, были получены соединения: вольфрамат кальция CaWO₄, карбонат кальция CaCO₃, монокарбид вольфрама W₂C, и карбид вольфрама WC, а также остаток углеродосодержащего вещества не задействованного в реакции восстановления. Также при небольшом увеличении полученного синтезированного материала (рисунок 3.4) можно различить мелкодисперсные частицы (шарики), представленные восстановленным вольфрам доля которого составила 5,7% от общего количества взятого на исследования материала. Результаты анализа приведены ниже (таблица 3.6), а также спектрограмма образцов взятых на анализ (рисунок 3.5).

Таблица 3.6 – Процентное соотношение восстановленного вольфрама и других соединений от общего количества взятого вещества.

Опыты проведенные с неизмельченным концентратом показали подобные результаты с небольшой долей восстановленного вольфрама и полученного карбида концетрата. Можно предположить, что при механоактивации синтез протекает лучше. Это результат взаимодействия на молекулярном уровне элементов входящих в состав смеси, еще в процессе измельчения. Восстановление вольфрама из концентрата протекало качественней.

Рисунок 3.5 – Спектрограмма полученного карбида вольфрама при воздействии на него энергией высокой плотности g> - вт/ , g> - вт/ .

Реакции протекающие в шеелитовом концентрате в составе с углеродосодержащим восстановителем, где часть вольфрама была восстановлена, часть преобразовалась в карбид вольфрама и часть ушла на образование карбид кальция. На порядок ниже реакция протекала в составе с датолитовым концентратом. Необходимо варьировать режимами воздействия на смесь порошков и объёмом синтезируемого материала для достижения положительных результатов эксперимента в дальнейшем. Повышать время спекания и температуру.

По результатам проведенного эксперимента можно сделать следующие обоснованные выводы:

- реакция восстановления вольфрама из шеелитового концентрата в смеси с углеродосодержащим веществом и плотности энергии воздействовавшей на образцы g больше 10⁴-10⁵ вт/ , проходит в достаточно полном объёме порядка 80-90%;

- образуется карбид вольфрама что дает возможность уже на первых стадиях, внедрять полученный продукт в производство, например электроискровое легирование, электродуговая сварка или наплавка в виде флюса;

- изъятие из концентрата вольфрама дает сокращение стадий в переработке данного сырья, что позволит уменьшить использование большого объёма химических составляющих использовавшихся на ранних стадиях переработки, продуктов для гашения химических отходов, уменьшит выбросы отработанного материала, а также уменьшение базы очистных сооружений.

- процесс предварительного измельчения смеси концентрата позволяет улучшить качество протекания реакции.

3.3 Процес ремонта детали

Рисунок 3.6 – Процесс плазменного напыления и упрочнения детали

В специальных установках, называемых плазмотронами, газ протекая сквозь столб электрической дуги, ионизируется, квазинейтральность и превращается в плазму. Рабочая температура струи достигает 7000–15000⁰С.

Исходным материалом для нанесения покрытия служит проволока или гранулированные порошковые материалы, а в нашей работе это концентраты порошков, перечисленные выше. Плазмообразующим газом для расплавления металла обычно является аргон и азот, а также их смеси. В качестве оборудования используются установки типа УПУ-3Д,и др. Их характеристики представлены в таблице 3.7.

Плазменное напыление может выполняться в один или два этапа. Первый этап – нанесение подслоя толщиной 0,1-0,15 мм для улучшения сцепления основного покрытия с материалом детали. Второй этап - нанесение основного слоя требуемой толщины. Покрытие, нанесенное в один слой подлежит оплавлению посредством нагрева детали до температуры плавления порошка (990 – 1070 ⁰С), при которой происходит спекание частиц между собой и с поверхностью детали. В этом случае процесс напыления называется «горячим». Покрытие, нанесенное в два этапа, не оплавляется, и процесс называется «холодным». При напылении используются порошки чистых металлов, сплавов, оксиды, безкислородные соединения, а также композиционные материалы [7].

Таблица 3.7 - Характеристики плазменных установок

Характеристика плазменных установок	УПУ-3Д	УПУ-8	Киев-7	УН-120	УН-108
Рабочие газы	Аргон, азот, аргон с водородом	Аргон, азот, аргон с водородом	Пропан-бутан, азот	Азот, аргон	Воздух, азот, пропан-бутан
Расход, м3/ч: Азот, аргон, Водород, сжатый воздух, Пропан-бутан	3-4	4-5	0,1-0,3	3,0-6,3	3-10 2-6
Давление, МПа: Азот, сжатый воздух Пропан-бутан	0,3-0,5	0,3-0,5	0,5-0,6 0,1-0,3	0,5-0,6	0,4-0,6 0,2-0,4
Производительность, х 103 кг/с (кг/ч)	1 (3,5)	1,1-1,2 (4-8)	2,8-6,7 (10-25)	2,8-4,2 (10-15)	1,4-4,2 (5-15)
Мощность, кВт : плазматрона, общая	30	40	80-100	70-130	120

Продолжительность напыления , мин, определяется по формуле

где Q – количество (масса) напыляемого металла, кг; П_Р – производительность установки, кг \ч; – коэффициент потерь, равный 0,6–0,8.

где V – объем наносимого металла, см³; - плотность металла, г/см³.

где Д_В – диаметр детали после металлизации с учетом припуска на механическую обработку, см; Д_И – диаметр детали после износа с учетом механической обработки, см; L – длина покрытия, см.

Штучно-калькуляционное время Т_ШК, мин, при напылении определяется по формуле

По подобной технике расчета можно рассчитать и нашу технологию восстановления и упрочнения детали.

95

Вывод: подобная техника восстановления, намного упрощает ремонт деталей, сокращает объемы производства и при дальнейшем исследовании может существенно удешевить объемы ремонтов и восстановлений различных деталей помимо рабочей фаски выпускного клапана. Также в дальнейшем можно провести исследования по улучшению свойств уже новых деталей что позволит увеличить межремонтные пробеги, а объемы ремонтов сократить.

4 РАЗРАБОТКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРОЕКТА ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ФАСКИ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА ДИЗЕЛЯ Д49

4.1 Введение и основные понятия

Рост цен на потребительские товары (стоимость перевозки, как грузов, так и пассажиров), продукцию производственно-технического назначения - транспортные услуги, воспринимается как неизбежное следствие различных происшествий и происходящих финансовых потрясений. Каждый субъект хозяйствования, а в нашем случаи такого предприятия как ремонтное локомотивное депо, может представить калькуляцию и бухгалтерский отчет о понесенных им затратах на ремонты отдельных узлов и деталей локомотивов (1-й секции). Цена в ремонте – это денежное выражение стоимости единицы детали или узла, которая выражается количеством необходимого человеческого труда, а также цены на замену новыми деталями и ремонт.

Механизм ценообразования имеет свои особенности, которые обусловлены индивидуальным характером ремонтов и стоимости новых деталей или узлов, а также зависимостью от конкретных условий. Поэтому цена рассматривается индивидуально на основе сметной документации в соответствии с объемами работ, методами технологии производства и единичных расценок на отдельные виды работ [8].

Сметная стоимость является основой для определения эффективности работы предприятия, рентабельности, расчетов за выполненные ремонтов. Сметная стоимость объекта – это сумма денежных средств, необходимых для ремонта, в соответствии с проектными затратами на ремонт деталей, рабочую силу и новые детали.

Характеристики

Список файлов ВКР