ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН И ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Термические и термохимические методы. К ним относятся закалка, цементация, азотирование и др.

Термической и термохимической обработкой можно придать дета­лям необходимую твердость и вязкость, однако толщина слоя твердого металла весьма незначительна и после его срабатывания деталь изнашивается во много раз быстрее. Кроме того, этими методами восстанавливают детали с износами не более 0,5 мм.

Закалка. В результате закалки повышаются физико-механиче­ские свойства поверхностного (10...12 мм) слоя детали, его твердость возрастает до 500...600 НВ.

Поверхностная закалка. В результате такой обработки достигается твердость до 45...55 HRC на поверхности всего изделия или части его без изменения структуры и твердости металла в остальной части изделия- при -минимальной деформации.

Цементация. При насыщении углеродом поверхностного слоя изделия происходит его упрочнение при сохранении мягкой и вязкой внутренней зоны; твердость после закалки повышается до 50...60 HRC. Глубина цементированного слоя колеблется от 0,5...2 мм для твердых карбюризаторов и до 0, 2...0,6 мм для жидких.

Цианирование. Создается упроченный, с высокой износо­стойкостью слой стали глубиной до 0,4 мм при твердости 930...1100 HV.

Азотирование. Твердость сталей повышается до 1150 HV, что в 1,5...2 раза выше, чем при цементации и закалке. Увеличиваются изно­состойкость и антикоррозионные качества в слое глубиной не более 0,5 мм.

Механическая обработка (дробеструйный наклеп, накатка ролика­ми и др.). Методы механического управления можно использовать для создания тонкого твердого слоя над вязкой сердцевиной. Методы непригодны для восстановления деталей с большим износом.

Дробеструйный наклеп. При такой обработке на поверх­ности детали создаются напряжения сжатия около нескольких сотен МПа. Особенно хорошие результаты получаются при повышении уста­лостной прочности и упрочнении термически обработанных стальных деталей, работающих при знакопеременных нагрузках.

Твердость мягких металлов повышается на 20...40 % при глубине наклепа до 1 мм.

Накатка роликами. При накатке улучшается микрогео­метрия поверхности, создается упроченный, наклепанный до твердости 300 НВ слой глубиной приблизительно 1 мм, повышающий износостой­кость деталей.

Наклеп взрывом. Этот метод применяется для создания наклепа в изготовленных из высокомарганцовистых сталей новых де­талях экскаваторов, драг и камнедробилок. Детали со всех сторон по­крывают взрывчаткой, скорость детонаций которой около 7300 м/с (например, пластиком типа пентаэритролтетранитата или порошком гексогена), и взрывают ее. В результате создающегося давления (50 ГПа) твердость сталей повышается до 300...350 НВ. Глубина накле­панного слоя достигает 20...30 мм.

Электролитические покрытия (хромирование, осталивание и др.). В этом случае создаются тонкие твердые поверхностные слои. Методы непригодны для устранения больших износов, сравнительно дороги и недостаточно производительны.

Хромирование. Получается покрытие твердостью, близкой к корунду (1050...1200 HV), и высокой стойкостью к истиранию. При этом структура основного металла детали и ее термическая обработка не нарушаются. Толщина хромовых покрытий не превышает 0,5 мм.

Осталивание. На деталь наносят слой железа толщиной 0,8...1,5 мм. К разновидностям процесса осталивания можно отнести электролитическое осаждение сплавов Fe-Мп, которое позволяет полу­чить содержащие 0,4...0,6 % Мп осадки с высокой твердостью толщиной 1,5 мм. Использование малоконцентрированных ванн при высоких плотностях тока и пониженных температурах ванн электролита дает воз­можность получать слои твердостью около 50 HRC.

Наплавка износостойких сплавов (электронаплавка, газопламен­ная и др.). При нанесении износостойких сплавов на основу из обыч­ных углеродистых сталей получаются детали с хорошо сопротивляю­щейся ударам вязкой сердцевиной из недорогих сталей и поверхностью в виде достаточно толстых слоев износостойких сплавов, обладающих высокой сопротивляемостью абразивному изнашиванию.

Электронаплавка износостойких сплавов позволяет полу­чать износостойкие покрытия толщиной 5...6 мм и более при твердости 50...60 HRC.

Газопламенная наплавка используется для получения износостойких слоев толщиной 4...5 мм и твердостью до 60 HRC.

Термитная наплавка дает слой наплавленного металла средней твердости толщиной более 5 мм.

При наплавке износостойких сплавов можно наносить на изнашива­ющиеся поверхности рабочих органов металл общей толщиной до 3...6 мм в один слой или несколько слоев. Эти методы позволяют восста­навливать первоначальную форму значительно изношенных деталей и придавать им одновременно высокую износостойкость.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Раскрыть сущность основных понятий темы - изнашивание и износ, скорость и интенсивность изнашивания, износостойкость и абразивный материал.

 

2. Назвать примеры деталей машин, подвергающихся абразивному изнаши­ванию.

 

3. Описать механизм контакта поверхности детали и абразивных частиц, а также варианты развития событий при различных внешних условиях.

 

4. Имеется ли зависимость скорости изнашивания сталей в абразивной среде от содержания углерода и величины их твердости?

 

5. Дать краткую характеристику свойств почвенных сред.

 

6. Виды конструкций установок для испытания деталей в условиях абразивного изнашивания.

 

7. За счет каких факторов можно ускорить процесс изнашивания материалов в лабораторных условиях?

 

8. Как рассчитать коэффициент ускорения испытаний?

 

9. Какое оборудование и измерительные приборы используются в лабораторной работе?

 

10. Какова последовательность операций в методике обработки результатов испытаний образцов на износостойкость?

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Ермолов Л.С. Повышение надежности сельскохозяйственной техники.-М.:Колос, 1979.-255 с.

2. Виноградов В.Н. и др. Абразивное изнашивание.-М.:Машино­строение, 1990.-224 с.

3. Гаркунов Д.Н. Триботехника.-М.:Машиностроение,1985.-424 с.

4. Петров И.В. Износостойкая наплавка в ремонте машин.- М.:Агропромиздат,1988.-118 с.

5. Черновол М.И. Восстановление и упрочнение деталей сельско­хозяйственной техники.-Киев:1989.-256 с.

6. Полимерные материалы в сельскохозяйственном машиностроении.-М.:Агропромиздат,1986.-255 с.

7. Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей.-М.:Колос, 1981.-351 с.

8. Молодык Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. Справочник.-М.:Машиностроение,1989.-480 с.

9. Сушкевич М.В. Контроль при ремонте сельскохозяйственной техники.-М.:Агропромиздат,1988.-254 с.

10. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание.-М.:Наука, 1970.-252 с.

11. Крагельский И.В. Трение и износ.-М.:Машиностроение,1968.-480 с.

12. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию/ Трение и износ,1982,№ 1.С.76-82.

13. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Пашков А.Н. Долговечность буровых долот.-М.:Недра,1977.-256 с.

14. Гвоздев А.А. Упрочнение лап культиваторов электродуговой обработкой/ Совершенствование средств механизации и техноло­гических процессов в сельском хозяйстве. Сб.науч.тр.С.-П.: 1992.С.43-44.

15. Гвоздев А.А., Мясоедов В.Е. Установки для испытания деталей в условиях абразивного изнашивания/ Совершенствование средств механизации и технологических процессов в сельском хозяйстве. Сб.науч.тр.С.-П.:1998.С.30-35.

16. Икрамов У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа.-М.: Машиностроение,1987.-288 с.