К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН - Студенческий научный форум

IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Военная автомобильная техника является основой обеспечения подвижности и боевой готовности войск. Большую ее часть составляют базовые шасси под вооружение и военную технику, ремонт  которых должен осуществляться в первую очередь.

В связи с реформированием Вооруженных Сил Российской Федерации ремонтно-восстановительные работы, касающиеся военной техники, были отданы на аутсорсинг (от англ. outsourcing - передача организацией на основании договора определенных функций на обслуживание другой компании, специализирующейся в соответствующей области). В настоящее время функции по осуществлению ремонта военной техники могут выполняться на авторемонтных заводах.

Актуальность ремонта автомобильной техники обусловливается тем, что обеспечение ВС новым автомобильным имуществом и техникой значительно осложнено, а во многих случаях и невозможно. Учитывая общее снижение объемов производства военной техники, внимание должно уделяться модернизации техники, находящейся в эксплуатации. При этом модернизацию проводят с учетом новых разработок, что позволяет продлить срок службы выпущенных образцов военной техники и довести их технические характеристики до уровня современной техники, а в ряде случаев и превзойти.

Уровень технических решений при модернизации закладывается таким образом, чтобы эффективность модернизированной техники была не ниже, чем у техники, находящейся в процессе изготовления. Таким образом, посредством модернизации решается задача повышения технического уровня выпущенных изделий и отработки принципиально новых технических решений, которые могут быть применены в конструкции перспективных образцов военной техники.

После отработки ресурса или при получении случайных повреждений в процессе эксплуатации значительная номенклатура деталей подлежит восстановлению. При этом преобладающая часть таких деталей имеет отклонения, вызванные их изнашиванием, которые связаны с потерей эксплуатационных свойств поверхностного слоя: отклонением геометрических характеристик, свойств материала, формированием дефектов и другими отклонениями. Применительно к условиям ремонта и восстановления машин накоплен опыт разработки ремонтно-восстановительных технологий. Одной из определяющих задач восстановления является обоснование минимальных размеров удаляемого дефектного слоя и наносимого восстановительного слоя.

К числу наиболее передовых и относительно недорогих технологий восстановления деталей относится термодиффузионная технология.

Впервые этот метод был применен в Англии в начале ХХ века и получил название «шерардизация» (по фамилии изобретателя - Шерард). Термодиффузионное покрытие является анодным по отношению к черным металлам и электрохимически защищает сталь. Оно обладает  прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностых интерметаллидных фазах Zn-Fe, поэтому покрытие мало подвержено отслаиванию или скалыванию  при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий. Преимущество термодиффузионной технологии покрытий по сравнению с гальваническими состоит не только в ее превосходстве по коррозионной стойкости, но и в том, что она не вызывает водородного охрупчивания металла [4].

Термодиффузионное покрытие в точности повторяет контуры изделий, оно однородно по толщине на всей поверхности, включая изделия сложной формы и резьбовые соединения.

В настоящее время существуют разные способы термодиффузионной технологии. Одним из таких является термодиффузионная металлизация. Он позволяет получать покрытиятребуемой толщины с заданными физико-механическими свойствами: высокой износостойкостью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью, адгезионной прочностью и твердостью. Рекомендуется к применению на авторемонтных заводах.

Существует широкий спектр разработанных порошковых смесей для получения диффузионных покрытий [2]. Например, используя цинк, как основной насыщающий элемент, и ферросплав, как легирующий элемент, получают толщину до 1,8 мм [2,3]. Состав порошковой смеси зависит от материала восстанавливаемой детали. Так для восстановления бронзовых деталей применяют газовый контактный метод в порошковой смеси, имеющей многокомпонентный состав.

При таком способе термодиффузионного насыщения газовая фаза генерируется в непосредственной близи от поверхности детали из порошкообразной насыщающей смеси. Насыщающие компоненты образуют химические соединения и транспортируются к обрабатываемой поверхности, на которой происходит их осаждение. Передача диффундирующего элемента в насыщаемую поверхность происходит благодаря реакции восстановления, замещения, и др. Далее происходит диффузия насыщающих компонентов в глубину металла с образованием на поверхности детали новых фаз, отличающихся по своему строению и свойствам от основного металла.

Качество покрытия и скорость его образования зависят от площади фактического контакта. Более мелкие фракции порошка диффундирующих элементов увеличивают площадь контакта на поверхности обрабатываемой детали, а, следовательно, улучшают равномерность распределения элементов диффузии в поверхностном слое и увеличивают скорость роста покрытия.

Анализ работ [1], посвященных вопросам ТДМ, показал, что значительно увеличить приращение линейных размеров возможно, установив его зависимость от технологических факторов процесса ТДМ. По мнению многих ученых, одним из таких факторов может быть состав порошковой смеси.

Восстанавливаемые детали закладываются в специальный контейнер, туда же засыпается и уплотняется порошковая смесь. Контейнер герметизируется и устанавливается в рабочее пространство предварительно разогретой термопечи. По окончании процесса металлизации термопечь остывает, после чего контейнер извлекается и распаковывается. Детали необходимо очистить от остатков порошковой смеси, провести визуальный осмотр качества диффузионного слоя и измерить необходимые параметры (величину прироста диффузионного слоя, твердость и т.д.).

Таким образом, преимуществами рассмотренной технологии являются:

- способность технологического процесса получить любую толщину покрытия;

- отсутствие склеивания деталей;

- высокая адгезия увеличивает коррозионную стойкость, практически исключает вздутие и отслоение красок с поверхности;

- срок службы деталей с двойным покрытием увеличивается, что приводит к значительной экономии при их эксплуатации;

- экологическая чистота.

Список использованных источников:

1 Дриц М.Е., Бочвар Н.Р., Гузей Л.С. и др. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: Справочник.-М.: Наука, 1979.-248с.

2 Захаров A.M. Промышленные сплавы цветных металлов. Фазовый состав и структурные составляющие.-М.: Металлургия, 1980.-256с.

3 Земсков Г.В., Коган Р.Д. Многокомпонентное диффузионное насыщение металлов и сплавов.-М.: Металлургия, 1987.-207с.

4 ГОСТ 9.316-2006 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия термодиффузионные цинковые. Общие требования и методы контроля.

Просмотров работы: 3