126161 (690931), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

- міцність зчеплення з деталлю (основою), яка перевищує міцність зчеплення покрити подібних методів в 5-9 раз і, у свою чергу, забезпечує їхню високу працездатність в умовах граничного тертя й при відсутності змащення;

- мала пористість, що дозволяє застосовувати покриття для деталей, які працюють в агресивних середовищах;

- менша шорсткість формуючої поверхні, яка залежить від дисперсності порошку, рельєфу поверхні й режимів, дозволяє застосовувати деталі з напилюванням без додаткової механічної обробки;

- широкий діапазон товщини напиленого шару дозволяє відновляти нерівномірно зношені поверхні зі значними локальними руйнуваннями;

- обмежена температура нагрівання деталі, практично не впливає на структуру матеріалу деталі й дозволяє наносити покриття з різних порошків не тільки на метали й сплави, але й на вироби із пластмас, гуми, скла й інше.;

- застосування спеціальних видів підготовки поверхні деталі до напилюванню (добре струмінна й піскоструминна обробка, вирівнювання) дозволяє не тільки зберегти початкову втомну міцність, але й підвищити її;

- простота налагодження встаткування й підготовки обслуговуючого персоналу. Однак слід зазначити, що на даному етапі для детонаційних методів нанесення зносостійких інше. характерне використання порошкових матеріалів утримуючих дорогі й дефіцитні компоненти (W, Nі, Co і ін.).

1.3 Обґрунтування доцільності відновлення деталей

При розв'язку питання про доцільний спосіб відновлення деталі, у якості оціночного показника потрібно встановити комплексний показник якості відновлення, що враховує ресурс відновленої деталі, сумарні витрати на відновлення й експлуатацію. За такий комплексний показник якості відновлення деталі можна прийняти інтегральний показник, де техніка - економічний ефект відновлення ( ) ставиться до наведених витрат ( ) на складання, зберігання, транспортування деталей, розробку процесу відновлення деталей, експлуатацію відновленої деталі;

;

Де ; ( ) - інтегральний показник якості відновлення деталі ;

= + +

- вартість простою виробу ;

- собі вартість відновлення деталі ;

- вартість усунення відмов (заміна, регулювання)

і вартість ремонтних матеріалів, що витрачаються при усуненні відмов

Ефект від експлуатації деталі може, зокрема , виражатися у вигляді ресурсу деталі, якщо прибуток від її експлуатації пропорційна наробітку деталі. Найбільш ефективним є спосіб відновлення, що має максимальне значення . Для оцінки доцільності виробів можна зіставити показником якості нової деталі обумовленим аналогічно

; ;

Де;

- ефект від експлуатації нової деталі ; - витрати на виготовлення й експлуатацію нової деталі ;

Уведемо позначення ;

∆ = - ;

∆ = - ;

Тоді рівень якості відновлення виразиться у вигляді ;

Де - відносне зниження (або відносне підвищення при З 0) витрат на відновлення й експлуатацію відновленої деталі замість нової ;

∆ - відносне зниження значення показника якості відновленого виробу.

Тоді критерієм технічної й економічної доцільності відновлення або умовою ефективності відновлення якості виробу є виконання нерівності ;

I 1 , отже ,

;

Якщо представляти процес відновлення в координатах ∆ , ∆ , то при заданих і ефективними той процес відновлення, який відповідає рівності ;

∆ = ∆ ;

1.4 Постановка завдань дослідження

Таким чином, вивчення експлуатаційних ушкоджень залежно від характеру несправностей дозволяє укласти, що широка номенклатура рухливих з'єднанні бракується через підвищене локальне зношування й недолік технологічних рекомендацій і матеріалів по їхньому надійному ремонту відновленню. При цьому на ремонтних підприємствах у практиці поновлення об'єктів авіаційної техніки зложилося гостре протиріччя між необхідністю наступного підвищення зносостійкості відновлюваних деталей і відсутністю як науково обґрунтованих методів її підвищення, так і рентабельної технології їх поновлення. Відзначене протиріччя може бути дозволене шляхом всебічних експериментально-теоретичних досліджень фізико-механічних процесів підвищення поверхневої міцності застосовуваних при поновленні покрити й підвищення ефективності технологій ремонту. Що щодо мети магістерської роботи, означає розробку детонаційного зносостійкого покриття на основі не дефіцитних і не дорогих компонентів в умовах тертя й зношування, з позицій структурно-енергетичної теорії.

1.5 Розробка часткових завдань дослідження

Виходячи з мети роботи були розроблені наступні часткові завдання дослідження:

• розробити методологічні основи створення детонаційно-газових зносостійких покриттів з порошкових матеріалів системи Fe-Mn.

• установити компонентний склад детонаційно-газових зносостійких покриттів системи Fe-Mn

• вивчити закономірності формування й зношування поверхневих структур детонаційно-газових покриттів системи Fe-Mn

• установити галузі практичного застосування досліджуваних покриттів при зміцненні й поновленні деталей трибо технічного призначення

Розділ 2. Об’єкти, засоби й методика досліджень

Дослідження процесів тертя й зношування матеріалів вимагає комбінації теоретичних і експериментальних підходів, сполучення сучасних фізико-хімічних методів дослідження поверхні з досягненнями методології планування й обробки експерименту.

2.1 Науково-методологічні положення вивчення процесів тертя й зношування

У трибофізичних системах закономірності виникнення й розвитку процесів зношування визначаються властивостями поверхневих шарів. Залежно від умов тертя, якісні й кількісні параметри взаємодії поверхонь можуть змінюватися в широкому діапазоні. Розробка й застосування детонаційно-газових порошкових покриттів є одним з перспективних методів у триботехнічному матеріалознавстві. Специфіка застосування детонаційно-газового напилення обумовлена певною складністю процесів формування покриттів, принциповою новизною й істотними відмінностями їх від традиційних методів нанесення зносостійких шарів. Що, у свою чергу, вносить необхідність розробки науково-методологічних основ обґрунтування, постановки й проведення комплексних досліджень. Методологічний підхід допускає необхідність розгляду показників надійності деталей, які відновляються, розробку наукових основ впливу початкового порошкового матеріалу й вхідних технологічних параметрів напилення на оптимізацію властивостей покриттів, дослідження багатостадійних процесів у зоні контактної взаємодії, елементарним актом якого є розрив міжатомних зв'язків і структурно-фазові перетворення, руйнування й регенерація фрагментів тонких плівок (поверхневих структур). Особливість методичного підходу до аналізу процесів тертя й зношування детонаційно-газових порошкових покриттів, полягає в тісній взаємодії експериментальних і теоретичних методів, із застосуванням методик комплексного дослідження. Відповідно до цих методик і поставленими завданнями дослідження здійснювався аналіз якісних змін стану й властивостей поверхонь тертя, вивчення кількісних змін, які відбуваються при зношуванні, а також обґрунтування вибору приладів і встаткування. Відносно детонаційно-газових покриттів необхідно досліджувати: зміни структури в самих тонких поверхневих шарах пар тертя; зміни хімічного складу в тонких поверхневих шарах; теплові явища при терті й зношуванні покриттів; зміни механіко-фізичних властивостей поверхневих шарів трибоматеріалів; зміни мікрогеометрії поверхонь.

Фізико-механічний рівень. На відзначеному рівні враховувалося конструктивне різноманіття контактних поверхонь тертя. При цьому оцінки якості зносостійких детонаційно-газових покриттів у з'єднанні з аналізом умов їх експлуатації стали основою для обґрунтованого вибору показників довговічності деталей з урахуванням кількісних закономірностей процесу тертя й зношування. А саме, інтенсивність зношування (І_h) - показник зносу, адгезійна міцність зчеплення (σзч) - показник впливу технологічних параметрів детонаційно-газового напилення, і мікротвердість поверхневих шарів покриттів (Ημ) - показник, який обумовлює основні властивості матеріалу покриттів. Таким чином, ураховується вплив основних показників, які характеризують опір зносу й технологічний параметри покриттів, а також матеріалознавських, які зв'язані зі структурою й властивостями матеріалів для напилення.

R_фм = F(І_h, σ_зч, Η_μ)

Метало-фізичний рівень. При дослідженні відзначеного рівня з метою вивчення закономірностей структури й будови покриттів, пояснення взаємозв'язків технологія - структура й будова - властивості були використанні тонкі методи дослідження. Це F рентгено-електрона спектроскопія, растрова електрона мікроскопія, рентгенівський мікроаналіз, рентгено-фазовий аналіз . Знання основ і можливостей зазначених методів є принциповою умовою успішної діяльності при розробці матеріалів для напилення й аналізу отриманих результатів і, у свою чергу, дозволило визначити наступні положення. Макроскопічні властивості матеріалу покриттів характеризують дія зовнішніх впливів на них. Однак зазначені властивості визначаються внутрішніми особливостями матеріалу (зокрема , розподілом і величиною залишкових напруг (σзн), його структурою (S) і будовою (CS). При цьому під структурою будемо розуміти атомарна будова матеріалу, включаючи тип, число й розподіл дефектів кристалічних ґрат (вакансії, сторонні атоми, дислокації, границя зерен), а під будовою - кількість фаз, включаючи величину зерна, його взаємне розташування в обсязі й орієнтацію.

R_мф = F(σ_зн, S, CS)

Фізико технологічний рівень. Одним з методологічних напрямків у розробці порошкових матеріалів для детонаційно-газових покриттів, які мають високі триботехнічні властивості, стало створення багатокомпонентних порошкових сумішей методом термодиффузійного легування за рахунок гетерогенізації початкової сировини. Проведені дослідження [24] показали, що для легованих сталей і сплавів отриманих методом дифузійного насичення, як показник доцільніше всього використовувати гранулометричний склад порошкових матеріалів (G). Гранулометричний склад, у свою чергу, змінюється в широкому діапазоні й залежить від складу початкової шихти (C_pш), режимів дифузійного насичення (r_дн) і наступної обробки порошкового матеріалу (r_обр).

R_фт = F(G),

де G = f(C_pш, r_дн, r_обр)

Інформаційний рівень. Розвиток і ускладнення методів дослідження, умов функціонування триботехнічних систем показує, що процес створення детонаційно-газових покриттів з керованими властивостями має багато розв'язків (іноді навіть не певних), тому дослідникові необхідно враховувати якість інформації (Q): важливість (і_mp), терміновість (e), ступінь суперечливості (dc). Також прийняття того або іншого розв'язку, у свою чергу, залежать від характеру досліджень (TE): ресурсного забезпечення (rp) і наукової доцільності (se).

Rі = F(Q, TE),

де Q = f(іmp, e, dc)

TE = f(rp, se)

Характеристики

Список файлов курсовой работы