Зависимость между параметрами вязкости и прочности сцепления газотермических покрытий деталей лесных машин
Автор: Тимохова Оксана Михайловна, Бурмистрова Ольга Николаевна, Тимохов Роман Сергеевич
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 4 т.17, 2020 года.
Бесплатный доступ
В процессе эксплуатации на лесные машины действуют различные факторы, оказывающие существенное влияние на техническое состояние основных узлов, сборочных единиц и отдельных деталей. Значительный ущерб приносит воздействие коррозии на все незащищённые металлические поверхности. Её воздействие настолько ощутимо, что при разработке методов защиты специально выделяют коррозионную усталость, коррозионное растрескивание, коррозионно-механическое изнашивание. Однако по данным статистики, наиболее частой причиной необходимости замены той или иной детали становится механический износ. Изнашиваясь, сопрягаемые детали начинают взаимодействовать с отклонениями от начальных регулировок, это приводит к ещё более интенсивному износу контактирующих поверхностей. В связи с этим расширение спектра вторичного использования изношенных деталей открывает огромный резерв в экономической сфере. Об этом говорит опыт экономически развитых стран. Например, в США, по данным Ассоциации дилеров тракторных запчастей, более 500 предприятий непосредственно занимается восстановлением изношенных узлов и отдельных деталей. Эффективное использование ресурсов требует внедрения новых технологий - плазменных, денатоционных и прочих, которые позволяют повысить срок эксплуатации лесных машин, снизить энерго- и материалоёмкость производства. Применение (при ремонте и изготовлении деталей лесных машин) современных методов нанесения покрытий способствует значительному повышению их долговечности. Исследованы газотермические покрытия с содержанием молибдена для напыления на стальную подложку с использованием электрической дуги, плазменного напыления и высокоскоростного газоплазменного напыления. Экспериментальные исследования на прочность соединения при растяжении проводились с целью изучения степени адгезии, когезионной прочности покрытий. Исследования на трещиностойкость при вдавливании по Виккерсу проводились как параллельно, так и перпендикулярно на границе раздела покрытие-подложка с целью изучения трещиностойкости материала во взаимосвязи с микроструктурой, направлением вдавливания, твёрдостью и длиной микротрещин, возникающих при различных нагрузках. Выявлено, что на вязкость разрушения оказывает влияние направление и нагрузка вдавливания. Найдена взаимосвязь между вязкостью разрушения и прочностью сцепления формируемых газотермических покрытий.
Машины лесные, покрытие газотермическое, вязкость разрушения, прочность сцепления
Короткий адрес: https://sciup.org/147225686
IDR: 147225686 | УДК: 620.17 | DOI: 10.15393/j2.art.2020.5482
The relationship between the parameters of viscosity and adhesion strength of thermal spray coatings of forest machine parts
During operation, forest machines are affected by various factors that have a significant impact on the technical condition of the main units, assembly units and individual parts. The effects of corrosion on all exposed metal surfaces cause significant damage. Protection methods are developed with a special focus on corrosion fatigue, corrosion cracking, and corrosion-mechanical wear. However, according to statistics, mechanical wear is the most common reason that causes replacement of a particular part. Worn mating parts begin to interact with deviations from the initial adjustments that results in even more intensive wear of the contacting surfaces. Consequently, reuse of worn parts is of potential economic value, as developed countries have already proved. For example, in the USA, according to the Association of Tractor Parts Dealers, more than 500 enterprises are directly involved in the restoration of worn out assemblies and individual parts. Efficient use of resources requires the introduction of new technologies that can increase the service life of forestry machines, and reduce the energy and material intensity of production. The use of modern coating methods in the repair and manufacture of forest machine parts contributes to a significant increase of their durability. The authors have investigated thermal gas coatings containing molybdenum for spraying onto a steel substrate using an electric arc, plasma spraying, and high-speed gas-plasma spraying. Experimental studies of the tensile strength of the joint were performed to study the degree of adhesion and cohesive strength of coatings. Vickers indentation crack resistance studies were performed both parallel and perpendicularly at the coating-substrate interface to study the crack resistance of the material in relation to the microstructure, direction of indentation, hardness and length of microcracks arising under various loads. It was found that the direction and load of indentation influences the fracture toughness. The relationship between fracture toughness and adhesion strength of the formed thermal gas coatings is found.
Список литературы Зависимость между параметрами вязкости и прочности сцепления газотермических покрытий деталей лесных машин
- Nature of Thermal Spray Coatings [Электронный ресурс]. URL: http:// www.gordonengland.co.uk/tsc.htm.
- Abedini A., Pourmousa A., Chandra S., Mostaghimi J. Splat Formation in Wire Arc Spraying // ITSC-2004: Proceedings, section "Innovative equipment and process technology". 2004. P. 1-6.
- Вирник А. М., Морозов А. И., Подзей А. В. К оценке остаточных напряжений в покрытиях, нанесённых плазменным напылением // Физика и химия обработки материалов. 1970. № 4. С. 53-56.
- Максимович Г. Г., Шатинский В. Ф., Копылов В. И. Физико-химические процессы при плазменном напылении и разрушении материалов с покрытиями. Киев: Наукова думка, 1983. 264 с.
- Handbook of thermal spray technology / ed. by J. R. Davis. 2d ed. ASM International, 2005. 339 p.
- Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.
- Timokhova O. M., Burmistrova O. N., Sirina E. A., Timokhov R. S. Effect of plasma spraying modes on material properties of internal combustion engine cylinder liners // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 327. 022101.
- Timokhova O. M., Burmistrova O. N., Sirina E. A. Optimization of cylinder liner plasma spraying mode // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 87. 082049.
- Кадырметов А. М., Тимохова О. М., Снятков Е. В., Махонин В. Л. Вопросы технологического обеспечения плазменного напыления и упрочнения покрытий деталей машин // Воронежский научно-технический вестник. 2017. Т. 4, № 4 (22). С. 16-31.
