МОДИФІКУВАННЯ РОБОЧИХ ПОВЕРХОНЬ СТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ З ФОРМУВАННЯМ ВИСОКОВУГЛЕЦЕВИХ СТРУКТУР

  • Валерій Іванович Савуляк Вінницький національний технічний університет
  • Валерій Йосипович Шенфельд Вінницький національний технічний університет
  • Максим Сергійович Дмитріев Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: сталь, поверхневий шар, навуглецьовування, твердість, зносостійкість, ефективність

Анотація

Актуальною задачею є створення на поверхні сталевих деталей шарів, які здатні тривалий час надійно працювати за умов тертя та зношування. Інструментом для підвищення зносостійкості  поверхневих шарів сталевих деталей вибрано методи модифікування робочих поверхонь шляхом їх навуглецьовування. У цьому випадку твердість металу регулюють зміною концентрації вуглецю у поверхневих шарах, вмістом легуючих елементів за технологіями термічної та хіміко-термічної обробки.

В роботі виконано порівняльні дослідження ефективності різних технологій навуглецьовування робочих поверхонь сталевих деталей та формування на них властивостей стійкості до зносу, утворювання задирок та схоплювання. Порівняльні дослідження запропоновано виконувати за критеріями продуктивності, собівартості та можливості застосування для габаритних деталей. 

Аналіз виявив існування низки способів, які використовують явище дифузії для формування на поверхнях сталевих деталей зносостійких високовуглецевих покриттів з металевою матрицею та карбідними зміцнювальними включеннями або цементованих шарів з різними структурними складовими, які відомі під назвою «гартівні структури», що відрізняються різною техніко-економічною ефективністю. Певну увагу приділено також способу формування композиційного високовуглецевого покриття у режимі високотемпературного синтезу, що саморозповсюджується (СВС).

В результаті виконаних досліджень показано наявність суттєвого недоліку переважної більшості розглянутих методів навуглецьовування робочих поверхонь деталей з низько- або середньовуглецевих сортів сталі – висока собівартість через низьку продуктивність та складність реалізації. Ці недоліки стимулюють розробку нових висопродуктивних методів формування на сталевих деталях відповідних покриттів значної глибини та з низькою собівартістю.

Біографії авторів

Валерій Іванович Савуляк, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, професор кафедри галузевого машинобудування

Валерій Йосипович Шенфельд, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри галузевого машинобудування

Максим Сергійович Дмитріев, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри галузевого машинобудування

Посилання

Попов В. С. Восстановление и повышение износостойкости и срока службы деталей машин. – Запорожье : Мотор-Сич, 2000. – 394 с.

Савуляк В. І., Шенфельд В. Й. Наплавлення високовуглецевих зносостійких покриттів. – Вінниця : ВНТУ, 2016. – 124 с.

Yrafen W., Sdenhofer B. Acetylene low-pressure carburizing - a novel and superior carburizing technology. Heat treatment progress. – 1999. – V. 26. – P. 4.

Савуляк В. І. Синтез зносостійких композиційних матеріалів та поверхневих шарів з екзотермічних компонентів. – Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2002. – 161 с.

Марочник стали и сплавов [Електронний ресурс] // splav-kharkov. – 2003. – Режим доступу до ресурсу: http://www.splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=32.

Шевеля В. В., Олександренко В. П. Трибохимия и реология износостойкости. – Хмельницький : ХНУ, 2006. – 278 с.

Тененбаум М. М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. – М. : Машиностроение, 1966. - 332 с.

Хрущов М. М.. Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. – М.: Наука, 1970.-251 с.

Yoshimoto G., Tsukizoe T. On the Mechanism of Wear Between Métal Surfaces. Wear. – 1958. –V. 1, № 6.

Костецкий Б. И. Фундаментальные закономерности трения и износа. – Киев : Знание, 1981. – 31 с.

Бернштейн М. Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. - М. : Металургия, 1968. – Т. 1. – 586 с

Бабат-Захряпин А. А., Кузнецов Г. Д. Химико-термическая обработка в тлеющем разряде. – М., 1975. – 284с.

Арзамасов Б. Н. Циркуляционный метод химико-термической обработки. Металловедение и термическая обработка металлов. – 2004. – № 6 (215). – С. 79–84.

Рыжов Н. М., Смирнов А. Е., Фахуртдинов Р. С. [и др.]. Особенности вакуумной цементации теплостойкой стали в ацетилене. МиТОМ. – 2004. – № 6. – С. 10–15.

Киргизов В. Е., Шишкин Г. М., Балданов К. П. [и др.]. Повышение долговечности плужных лемехов при восстановлении наплавкой угольным электродом. Вестник ИрГСХА. – 2010. – № 38. – С. 65–71.

Пономаренко Л. А., Дегула А. І., Тисячник О. В. Підвищення зносостійкості деталей шляхом заміни цементації на карбохромування. Проблеми тертя та зношування. – Суми : Сумський державний університет, 2017. – (77).

Шадрин С. Ю. Электрохимико-термическая цементация стальных цилиндрических образцов в барботируемой ячейке. Быстрозакаленные материалы и покрытия : сборник трудов 4-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – М. : МАТИ, 2005. – С. 127–131.

Кусманов С. А., Дьяков И. Г., Белкин П. Н. Повышение эффективности электрохимико-термической цементации путем модификации состава электролита. Быстрозакаленные материалы и покрытия : труды 8-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – М. : МАТИ, 2009. – С.119–122.

Mirzoev R. A., Davydov A. D. Stability of the solution front of ‘rectifying’ metals in a passive state. Elektrokhimiya. – 1995. – V. 31, no. 3. – P. 277–285.

Das D. K. Prior Austenite Grains in Steels laser Surface Alloyed with Carbon. Materials characterization. – 1997. – V. 38, no 3. – P. 135–141.

Колмыков Д. В. Восстановление и упрочнение деталей автомобилей цементованными железохромистыми гальваническими покрытиями : автореферат дисертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Орел, 2009. – 19 c.

Опубліковано
2019-07-03
Як цитувати
[1]
В. Савуляк, В. Шенфельд, і М. Дмитріев, МОДИФІКУВАННЯ РОБОЧИХ ПОВЕРХОНЬ СТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ З ФОРМУВАННЯМ ВИСОКОВУГЛЕЦЕВИХ СТРУКТУР, ВМТ, vol 9, № 1, с. 115-122, Лип 2019.
Розділ
Articles