Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания

Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания

Разработана и опробована технология нанесения антифрикционных износостойких покрытий с помощью лазерного излучения на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
1. Verfasser: Шатрава, А.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Schriftenreihe:Металл и литье Украины
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31554
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания / А.П. Шатрава // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 66-70. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-31554
record_format dspace
spelling irk-123456789-315542012-03-10T12:45:09Z Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания Шатрава, А.П. Разработана и опробована технология нанесения антифрикционных износостойких покрытий с помощью лазерного излучения на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания. 2009 Article Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания / А.П. Шатрава // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 66-70. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31554 621.375.826 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Разработана и опробована технология нанесения антифрикционных износостойких покрытий с помощью лазерного излучения на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания.
format Article
author Шатрава, А.П.
spellingShingle Шатрава, А.П.
Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
Металл и литье Украины
author_facet Шатрава, А.П.
author_sort Шатрава, А.П.
title Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
title_short Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
title_full Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
title_fullStr Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
title_full_unstemmed Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
title_sort разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания
publisher Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31554
citation_txt Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания / А.П. Шатрава // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 66-70. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series Металл и литье Украины
work_keys_str_mv AT šatravaap razrabotkapokrytijpolučennyhpoddejstviemlazernogoizlučeniâdlâpovyšeniâstojkostipodšipnikaupornogodvigatelâvnutrennegosgoraniâ
first_indexed 2025-07-03T11:59:21Z
last_indexed 2025-07-03T11:59:21Z
_version_ 1836626961214996480
fulltext �� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 относительное удлинение, твердость) и металлографи- ческие (содержание графита в шаровидной форме, содержание структурных составляющих и т. д.) харак- теристики образцов из труб чугуна, обработанного экспериментальной и сравнительной проволоками с нормативными расходами, аналогичны. Использование экспериментальной проволоки не привело к повышению уровня дефектности отливаемых труб. Массовый рас- ход порошковой проволоки с наполнением смесью магния и карбида кремния металлургического для обеспечения одинаковых качественных показателей модифицирования чугуна аналогичен расходу прово- локи с наполнением магний + ферросилиций. При этом затраты на модифицирование экспериментальной про- волокой в рассматриваемый период были ниже на 5-10 %. Высокая эффективность использования этой про- волоки обусловлена тем, что при вводе проволоки с наполнением смесью магния и материала, содержащего кремний, в жидкий металл внутри проволоки происходит эндотермическая реакция между магнием и кремнием с образованием силицида магния Mg2Si и расположением части магния в мелких эвтектических областях, что, с одной стороны, позволяет снизить температуру в зоне реакции и, соответственно, угар магния, а с другой стороны – образующийся силицид магния растворяется в жидком металле быстрее, чем образующие матрицу сплава более тугоплавкие фазы [6]. Поэтому возника- ющие в глубине металла пузырьки пара магния формируются в результате растворения каждой из эвтектических областей в отдельности, причем из-за малого количества магния в каждой из областей образу- ющиеся пузыри будут иметь малые размеры и большую площадь поверхности раздела с обрабатываемым металлом, что приводит к относительно спокойному протеканию процесса при высокой его эффективности. При этом за счет того, что на протекание этих химиче- ских реакций расходуется определенное количество теп- ла, время расплавления оболочки проволоки увеличива- ется, что дает ей возможность погружаться на большую глубину и реакцией взаимодействия магния с расплавом будет охвачен максимальный объем металла в ковше. Кроме того, совместное действие кремния и углерода как графитизирующих элементов положительно влияет на структуру металла. Вывод Таким образом, разработанная технология обес- печивает стабильное содержание остаточного магния более 0,025 % на протяжении всего цикла отливки труб, позволяет значительно увеличить эффективность использования магния, существенно снизить затраты на модифицирование, при этом трубы соответствуют всем нормативным требованиям по микроструктуре и механическим свойствам. ЛИТЕРАТУРА 1. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Современная технология производства стали. – М.: Теплотехник, 2007. – 528 с. 2. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Производство стали. Т. 2 // Внепечная обработка жидкого чугуна. – М.: Теплотехник, 2008. – 400 с. 3. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А., Минченков А. В. Внепечная обработка чугуна порошковыми проволоками // Тр. IX конгресса сталеплавильщиков. – М.: ОАО «Черметинформация». – 2007. – С. 567-571. 4. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А., Минченков А. В. Модифицирование чугуна порошковой магнийсодержащей проволокой // Металл и литье Украины. – 2006. – № 6. – С. 11-14. 5. Кисиленко В. В., Дюдкин Д. А., Фещенко С. А. и др. Технология модифицирования чугуна при отливке труб // Чер. металлургия: Бюл. научно-технической и экономической информации – 2006. – Вып. 2.– С. 51-54. 6. Зборщик А. М., Кисиленко В. В., Маринцев С. Н. Исследование механизма реакций при десульфурации чугуна лигатурами ФСМГ // Сталь. – 1998. – № 9. – С. 13-16. УДК 621.375.826 А. П. Шатрава (ФТИМС) Разработка покрытий, полученных под действием лазерного излучения для повышения стойкости подшипника упорного двигателя внутреннего сгорания Разработана и опробована технология нанесения антифрикционных износостойких покрытий с помощью лазерного излучения на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания В последнее время все больше исследователей уделяет внима- ние вопросам получения изно- состойких композиционных на- плавочных покрытий с помощью лазерного излучения [1-3]. Исследо- ватели [4] получали композиционные покрытия методом лазерного легирования сталей и сплавов. Установлено, что лазерное легирование позво- ляет создать в поверхностных слоях основы ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 композиционные антифрикционные покрытия с по- вышенной твердостью (до 30-50 %), теплостойкостью (до 50-70 %) и износостойкостью (в 1,5-2 раза). Увеличивается количество исследований по разра- ботке наплавочных покрытий на основе цветных метал- лов [4-7]. Композиционные наплавочные покрытия на базе алюминиевых сплавов, армированных керамически- ми частичками, являются перспективными для широ- кого применения в различных областях машиностроения благодаря совмещению в них уникальных свойств: легкости, большой удельной твердости и прочности, размерной стабильности, износостойкости и т.п. Извест- ны примеры успешной работы таких композиционных наплавочных покрытий в составе пар трения скольжения. При этом износостойкость таких покрытий существенно выше, чем подшипниковых бронз или антифрикционных силуминов. Таким образом, многими исследователями под- черкивается высокая эффективность методов лазерного легирования, упрочнения и наплавки. Однако общее количество таких работ недостаточно из-за сложности получения композиционных покрытий и отсутствия научно-технической базы для их создания, а также практически полностью отсутствуют работы по созда- нию композиционных покрытий, у которых основа и включения – металлические. Для использования разработанной технологии в промышленности в качестве примера был выбран ти- пичный представитель детали типа «втулка» – подшип- ник упорный, который применяется в конструкции турбокомпрессора типа KTR-130-9G, выпускаемой фирмой «Камацу» (Япония). Изнашивание рабочих поверхностей подшипника происходит в процессе скольжения поверхностей трения в условиях действия высоких температур нагрева в агрессивно-абразивно- окислительной среде. Этому способствуют высокая частота вращения турбины (60-70 тыс. об/мин) и удары, возникающие при переключении скоростей компрессо- ра. Смазка почти не удерживается на контактных поверхностях из-за высокой скорости вращения. Посколь- ку изнашиванию подвергается только узкий поверхност- ный слой, очевидно, что экономически целесообразно всю деталь изготавливать из недорогой стали, а на рабочие участки поверхности нанести покрытие [8-9]. Величина износа рабочих поверхностей подшипни- ков, изготовленных по базовой технологии 0,3-0,4 мм. А при использовании лазерных антифрикционных по- крытий (исходя из опыта применения [10]) – 0,1-0,15 мм. При такой величине износа имеется возможность последующего восстановления размеров изношенных деталей и, за счет этого, многократного продления срока службы. Важным требованием к рабочей поверхности являет- ся ее твердость и прочность для сопротивления высоким нагрузкам и прочность сцепления покрытия с основой. С точки зрения прочности сцепления покрытия с основой наиболее эффективным является способ лазерной на- плавки. А из-за отсутствия смазки в процессе эксплуата- ции, наиболее эффективными являются антифрикцион- ные покрытия из композиционных составов. Цель работы: разработка и оптимизация технологии лазерной наплавки покрытий из композиционных материалов на основе Fe-Cr-Cu для реализации данного технологического процесса нанесения покрытий на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания с целью повышения его эксплуатационной стойкости. Методика проведения исследований. Лазерная наплавка порошков из композиций сталь 9Х18 и бронза ОЦС в объемном соотношении, %: сталь – 30; бронза – 70 (по результатам [10]), проводилась в среде инертного газа (Ar), который использовался в качестве транспортирующего (расход газа Gг = 20-30 л/ч) при подаче порошка дисперсностью 50-100 мкм. Присадочный порошок подавали под углом 45° к оси лазерного излучения вслед движению лазерного луча (рис. 1), расход которого изменялся в пределах (Gпv = 2- 5 см3/мин или Gпm = 7,7-22,2 г/мин). Тепловой источник плотностью мощности Wp = (1÷5) х 108 Вт/м2 перемещался со скоростью v = 4-20 мм/сек, обеспечивая получение наплавочных валиков шириной 1,5-2,5 мм, и высотой 1- 1,5 мм. Наплавка осуществлялась на подложку из стали 3 в виде колец для испытаний на изнашивание, площадью 1 см2. Структурно-фазовые исследования проводились на микроскопе «Karl Zeiss Jena», а также на дифрактометре ДРОН-3М в Fe-Ka излучении и на оптическом микроскопе. Для повышения достоверности качественного фазового анализа на дифрактометре образец вращали. Испытания на изнашивание проводились в режиме Важным требованием к рабочей поверхности является ее твердость и прочность для сопротивления высоким нагрузкам и прочность сцепления покрытия с основой. С точки зрения прочности сцепления покрытия с основой наиболее эффективным является способ лазерной наплавки. А из-за отсутствия смазки в процессе эксплуатации, наиболее эффективными являются антифрикционные покрытия из композиционных составов. Цель работы: разработка и оптимизация технологии лазерной наплавки покрытий из композиционных материалов на основе Fe-Cr-Cu для реализации данного технологического процесса нанесения покрытий на рабочие поверхности подшипника упорного системы турбо наддува двигателя внутреннего сгорания с целью повышения его эксплуатационной стойкости. Методика проведения исследований. Лазерная наплавка порошков из композиций сталь 9Х18 и бронза ОЦС в объемном соотношении: сталь – 30%; бронза – 70% (по результатам [10]), проводилась в среде инертного газа (Ar), который использовался в качестве транспортирующего (расход газа Gг=20…30 л/ч) при подаче порошка дисперсностью 50…100 мкм. Присадочный порошок подавали под углом 45 к оси лазерного излучения вслед движению лазерного луча (рис. 1), расход которого изменялся в пределах (Gпv=2…5 см3/мин или Gпm=7,7…22,2 г/мин). Тепловой источник плотностью мощности Wp=1…5х108 Вт/м2 перемещался со скоростью v=4…20 мм/сек, обеспечивая получение наплавочных валиков шириной - 1,5…2,5 мм, и высотой – 1…1,5 мм. Наплавка осуществлялась на подложку из стали 3 в виде колец для испытаний на изнашивание, площадью 1 см2. Рис. 1. Схема лазерной наплавки с подачей порошка вслед движению луча. 1-образец, 2-наплавленный валик, 3-лазерное излучение; 4-сопло подачи порошка. Рис. 1. Схема лазерной наплавки с подачей порошка вслед движению луча. 1 - образец, 2 - наплавленный валик, 3 - лазерное излучение; 4 - сопло подачи порошка Структурно-фазовые исследования проводились на микроскопе "Karl Zeiss Jena", а так же на дифрактометре ДРОН-3М в Fe-Ka излучении и на оптическом микроскопе. Для повышения достоверности качественного фазового анализа на дифрактометре образец вращали. Испытания на изнашивание проводились в режиме сухого трения с нагрузками 5,1…15,3 МПа, при скорости трения - 20 мм/сек. В качестве контртела использовалась сталь У8. Результаты исследований и их обсуждение. Полученные покрытия подвергались структурно-фазовым исследованиям, испытаниям на твердость и износостойкость. Композиционные покрытия состава: сталь 9Х18 – 30%; бронза ОЦС – 70% (рис. 2) представляют собой матрицу из медного сплава со стальными глобулярными включениями дисперсностью 30…60 мкм, равномерно распределенными по глубине покрытия. Рис. 2. Распределение по глубине покрытия стальных включений (30% сталь + 70% бронза). Высота покрытия – 1,95 мм. (Х300) Микротвердость стальной фазы составляет 5500…6000 МПа на поверхности и 3500…4000 МПа на глубине 1,5 мм. Повышение микротвердости стальной фазы в верхней части покрытия, объясняется ее упрочнением в процессе быстрого нагрева и охлаждения покрытия (закалка из жидкого состояния). При испытаниях на изнашивание характерно существенное повышение износостойкости при больших нагрузках (рис. 3). Существенное повышение износостойкости и уменьшение времени приработки, объясняется, снижением Рис. 2. Распределение по глубине покрытия стальных включений (30 % сталь + 70 % бронза). Высота покрытия – 1,95 мм (Х 300) �� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 сухого трения с нагрузками 5,1-15,3 МПа, при скорости трения – 20 мм/сек. В качестве контртела использовалась сталь У8. Результаты исследований и их обсуждение. Полученные покрытия подвергались структурно- фазовым исследованиям, испытаниям на твердость и износостойкость. Композиционные покрытия состава, %: сталь 9Х18 – 30; бронза ОЦС – 70 (рис. 2) представляют собой матрицу из медного сплава со стальными глобулярны- ми включениями дисперсностью 30-60 мкм, равномерно распределенными по глубине покрытия. Микротвердость стальной фазы составляет 5500-6000 МПа на поверхности и 3500-4000 МПа на глубине 1,5 мм. Повышение микротвердости стальной фазы в верхней части покрытия объясняется ее упрочнением в процессе быстрого нагрева и охлаждения покрытия (закалка из жидкого состояния). При испытаниях на изнашивание характерно существенное повышение износостойкости при боль- ших нагрузках (рис. 3). Существенное повышение износостойкости и уменьшение времени приработки объясняется снижением коэффициента трения между трущимися поверхностями. Это подтверждается также, данными структурно-фазового анализа, которые свидетельствуют о наличии мягкой фазы на поверхности трения. Полученная структура в этих соотношениях твердого и мягкого материалов напоминает так называемую структуру «Шарпи», которая, как известно из теории трения, характеризуется наиболее высокими триботехническими показателями и является наиболее износостойкой [11-12]. Напомним, что все испытания проводились без смазки. Испытания на изнашивание показали, что повышение износостойкости позволяет предположить, что роль твердой смазки в данном случае играет бронза. Для разработки технологического процесса лазерной наплавки подшипника упорного используем следующие исходные данные (табл. 1). Исходные данные для численного расчета расхода порошка дозирующего устройства приведены в табл. 2. Объем наплавляемого валика: 2 2 33,14 0,222 0,05 1,94 10 4 4в н bV hπ −⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ = = ⋅ см3. Масса наплавляемого валика: 31,94 10 8,95 0,0174в вM V g −= ⋅ = ⋅ ⋅ = г. Расход дозирующего устройства: 0,0174 0,1 0,221 0,8 в н и MG t K = = = ⋅ ⋅ г/с. Рассчитаем зависимость высоты наплавляемого валика от расхода порошка: 2 2 4 4 0,221 0,8 0,511 3,14 0,222 8,95 н и н t Kh G G G bπ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ . Анализируя полученные данные с точки зрения размеров получаемых покрытий, выбираем оптимальные режимы лазерной наплавки: плот- ность мощности – Wp= 5•108 Вт/м2; скорость обработки – v = 13-15 мм/с; диаметр пятна фокусирования – dп = = 2,2-2,5 мм При определении режима об- работки в зависимости от расхода порошка, необходимо ввести попра- вочный коэффициент, так как ско- рость обработки определяется при различных временах обработки, а расход – при одном tн = 0,221 с. 1 rG G K= ⋅ , где G – истинный расход порошка; G1 – расход порошка из зависимости; Kr – поправочный коэффициент. 1 ’ r tK t = , где t1 = d / V1: коэффициента трения между трущимися поверхностями. Это подтверждается также, данными структурно-фазового анализа, которые подтверждают наличие мягкой фазы на поверхности трения. Полученная структура в этих соотношениях твердого и мягкого материалов напоминает так называемую структуру "Шарпи", которая, как известно из теории трения, характеризуется наиболее высокими триботехническими показателями и является наиболее износостойкой [11 – 12]. Напомним, что все испытания проводились без смазки. Испытания на изнашивание показали, что повышение износостойкости позволяет предположить, что роль твердой смазки в данном случае играет бронза. Рис. 3. Потеря массы покрытия состава (30% ст. + 70% бр.) Для разработки технологического процесса лазерной наплавки подшипника упорного используем следующие исходные данные (табл. 1) Таблица 1. Исходные данные для разработки процесса наплавки подшипника. Материал основы детали сталь 45 Температура плавления, 13000 С Температура кипения, 17400 С Коэффициент температуропроводности, 1 0,07см2/с Коэффициент теплопроводности, 1 0,314 Вт/см.град Рис. 3. Потеря массы покрытия состава (30 % сталь + 70 % бронза) Таблица 1 Исходные данные для разработки процесса наплавки подшипника. Параметр Значение Материал основы детали сталь 45 Температура плавления, Тпл 1300 °С Температура кипения, Тк 1740 °С Коэффициент температуропроводности, а1 0,07см2/с Коэффициент теплопроводности, К1 0,314 Вт/см • град Теплоемкость, Сp1 4,483 Дж/см3 • град Наплавляемый материал (порошок) ст.9Х18-30 %+ бр.ОЦС-70% Дисперсность порошка, dп 60-80 мкм Температура плавления порошка, Tпл 967 °С Коэффициент температуропроводности, а 0,21 см2/с Коэффициент теплопроводности, К 3,1 Вт/см • град Теплоемкость, Cp 1,67 Дж/см3 • град Плотность, g 8,95 г/см3 Масса детали, Мд 0,32 кг Толщина наплавляемого слоя, hн 0,5 мм Таблица 2 Исходные данные для расчета величины расхода порошка. Параметр Значение Толщина наплавляемого слоя, hн 0,5 мм Ширина наплавляемого валика, b 2,2 мм Плотность материала, g 8,95 г/см3 Коэффициент использования порошка, Ки 0,8 ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 h = 0,01; t = 0,284 / 1,8 = 0,158; Kr = 0,221 / 0,158 = 1,399; G = 0,019 • 1,399 = 0,026. Газопорошковая наплавка применяется на одной из промежуточных стадий изготовления подшипника. Покрытие наносится на заготовку для лазерной наплавки (рис. 4). В соответствие с рассчитанными режимами и выбранной технологической схемой обработки уточняем значения подач и частоты вращения детали. Значение коэффициента перекрытия принимаем равным Кп = 0,6. Шаг смещения зон наплавки в этом случае равен: 0,6 0,222 1,33пS K b= ⋅ = ⋅ = мм. Обработка производится с переходом от меньшего диаметра к большему по схеме обработки (рис. 4). Скорость вращения стола с заготовкой можно определить как i i Vn dπ = ⋅ , где V = 12,9 мм/с = 77,4 см/мин – линейная скорость на- плавки; di – диаметр, на котором проводится наплавка. В процессе обработки диаметр di будет постоянно изменяться. Для обеспечения постоянства линейной скорости наплавки необходимо менять частоту вращения детали ni (табл. 3). Таким образом, заготовка обрабатывается за 11 оборотов при радиальной подаче Sп = 1,33 мм/об. Для снижения шероховатости поверхности це- лесообразно предусмотреть последующую обработку наплавленной поверхности без подачи порошка в ре- жиме оплавления при более высокой скорости. В данном процессе такая обработка не преду- сматривается, поскольку после наплавки слоя толщиной 0,5 мм предусматривается механическая чистовая обработка – точение на глубину 0,2 мм [13-14]. Выводы На основании проведенных исследований получены следующие результаты: - Определены преимущества лазерной газо- порошковой наплавки как наиболее эффективного метода получения антифрикционных композиционных покры- тий на основе Fe-Cr-Cu типа: мягкая матрица – твердые включения. – Для повышения эксплуатационной стойкости под- шипника упорного системы турбонаддува двигателя внутреннего сгорания, определены его конструкционные параметры, проанализированы с точки зрения условий эксплуатации, величины нагрузок, среда и тип изнаши- вания, а также допуски на износ рабочих поверхностей. – Исходя из условий эксплуатации деталей в промышленных условиях, были уточнены режимы лазерной наплавки композиционных материалов, а также разработаны схемы реализации технологического процесса с возможностью многослойного нанесения антифрикционных покрытий. – На примере данной детали (подшипник упорный), эксплуатирующейся в тяжелых условиях износа с невозможностью подачи смазки на изнашиваемую поверхность, показана возможность использования антифрикционных покрытий, которые существенно повышают эксплуатационную стойкость рабочих поверхностей этих деталей, а также долговечность узлов и агрегатов в целом. – В результате исследований показано, что ком- позиционные лазерные покрытия возможно наносить на рабочие поверхности опытных партий деталей, которые эксплуатируются в промышленных условиях. - Сравнительный анализ результатов испытаний обработанных деталей с исходными, показал существен- ное (1,5-2 раза) повышение стойкости первых, что может дать существенный экономический эффект. Таблица 3 Значения диаметра наплавки, скорости вращения заготовки и времени воздействия лазерного излучения в процессе лазерной наплавки di, мм ni, об/мин Ti, с 2,2 11,2 5,36 2,47 10 6,0 2,73 9,02 6,65 2,99 8,27 7,3 3,264 7,55 7,95 3,53 6,98 8,59 3,796 6,5 9,24 3,072 6,07 9,89 4,328 5,7 10,54 4,594 5,37 11,18 4,86 5,07 11,83 Таблица 3. Значения диаметра наплавки, скорости вращения заготовки и времени воздействия лазерного излучения в процессе лазерной наплавки. di, ni, / Ti, 2,2 11,2 5,36 2,47 10 6,0 2,73 9,02 6,65 2,99 8,27 7,3 3,264 7,55 7,95 3,53 6,98 8,59 3,796 6,5 9,24 3,072 6,07 9,89 4,328 5,7 10,54 4,594 5,37 11,18 4,86 5,07 11,83 Таким образом, заготовка обрабатывается за 11 оборотов при радиальной подаче: S = 1,33 мм/об. Рис. 4. Схема лазерной наплавки подшипника упорного. Для снижения шероховатости поверхности целесообразно предусмотреть последующую обработку наплавленной поверхности без подачи порошка в режиме оплавления при более высокой скорости. В данном процессе такая обработка не предусматривается, поскольку после наплавки слоя толщиной 0,5 мм, предусматривается механическая чистовая обработка - точение на глубину 0,2 мм [13 – 14]. Рис. 4. Схема лазерной наплавки подшипника упорного ЛИТЕРАТУРА 1. Chen Yao, Wang Huaming. Микроструктура композиционного покрытия TiC / FeAl, полученного лазерным плакированием, и механизм роста первичного карбида TiC // Хгуои jinshu cailiao yu gongcheng. – Rare Metal Mater, and Eng. – 2003. – 32. – № 7. – С. 569-572. 2. Толочко Н. К., Аршинов М. К., Ядройцев И. А. Закономерности формирования порошковых покрытий под действием лазерного излучения // Перспективные материалы. – 2004. – № 6. – С. 63–69. �0 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 3. Чернышова Т. А., Кобелева Л. И., Лемешева Т. В. Дисперсно наполненные композиционные материалы на базе антифрикционного силумина для узлов трения скольжения // Перспективные материалы. – 2004. – № 3. – С. 69-75. 4. Yang Yongqiang, Hau Chung Man. Zhongguo jiguang. Микроструктура и свойства покрытия из композита SiC / нержавеющая сталь, полученного плакированием Nd: YAG-лазером. – A=Chin. J. Lasers. - A. – 2000. – 27. – № 10. – C. 941-946. 5. Чудина О. В. Азотирование стали, легированной при лазерном нагреве // Металловед, и терм., обраб. мет. – 2004. – № 1. – С. 35-40. 6. Вайнерман А. Е., Попов В. О., Колганов Б. Д. и др. Триботехнические композиционные материалы, полученные с помощью лазерной обработки поверхности // Вопросы материаловедения. – 2001. – № 2. – С. 159-165. 7. LUO Shou-jing, Jiang ju-fu, WANG Ying. Interface and microstucture characteristics of SiCp / Аluminium alloy composite. Trans. Nonferrous Met.Soc.China. – 2004. – V. 13. – № 1. – P. 135-139. 8. Chernyshova T. A., Kobeleva L. I., Plishkin D. N. Trans. IWRI, 2001. – V. 30. – Special Issue: HTC – 2000, – P.529-534. 9. Тушинский Л. И. Потерпев Ю. П. Проблемы материаловедения в трибологии. – Новосибирск: НЭТИ, 1991. – 63 с. 10. Шатрава А.П. Физико-механические характеристики покрытий сталь-бронза, полученных с помощью лазерной наплавки // Автоматическая сварка. – 2002. – № 5. – С. 60-61 11. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. – Киев: Техніка, 1970. – 395 с. 12. Костецкий Б. И., Колесниченко Н. Ф. Качество поверхности и трение в машинах. – Киев: Техніка, 1969. – 215 с. 13. Шатрава А. П., Скрипка Н. М. Лазерні покриття з аморфізованих, мікрокристалічних і композиційних матеріалів // Металознавство та обробка металів. – 2003. – № 2. – С. 18-20. 14. Лихошва В. П., Шатрава А. П., Бондарь Л. А. Лазерное легирование узлов трения // Процессы литья. – 2007. – № 3. - С. 35-38. A.P.Shatrava ANTIFRICTION AND WEAR-RESISTANCE COVERS, METH- ODS OF INVESTIGATIONS, COMPOSITE SYSTEMS, OPTIMI- ZATION OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS, DENSITY OF POWER Is worked out and tested technology of hard-facing of antifriction and wear-resistance cowers with application of laser beam on working surfaces of bearing-persistent turbo-blowing-system of inside burning down engine Summary Вниманию читателей и подписчиков! УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! С 1 января 2009 года журнал «Металл и литье Украины» поменял адрес редакции. Статьи для печати в журнале «Металл и литье Украины» необходимо высылать по адресу: Украина, 03680, г. Киев-142, пр. Вернадского, 34/1, Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Телефон: (044) 424-12-50, 459-50-29, факс (044) 424-35-15, E-mall: mlu@ptima.kiev.ua Продолжается подписка журнала на 2009 год Подписаться на журнал можно через редакцию журнала. Чтобы оформить подписку, необходимо направить письмо-запрос или факс в адрес редакции для оформления счета-фактуры. Счет-фактура высылается письмом или по факсу. Стоимость одного журнала - 28 грн. Годовая подписка - 336 грн. (для Украины). Годовая подписка для зарубежных стран - 90 $. Редакция может предоставить электронную версию журнала на компакт-диске. Редакция также может подготовить заказной номер журнала. Ориентировочная стоимость заказного номера - 6750 грн. (объем до 4 уч.-изд. л.) Ориентировочная стоимость заказного спаренного номера - 13000 грн. (объем до 8 уч.-изд. л.)

Ähnliche Einträge