Відновлення та підвищення зносостійкості статора роторного двигуна нарощуванням шару корунду мікродуговим оксидуванням
Автор: Козоріз Назар Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Досвід ремонтно-технічних підприємств показує, що останні роки намітилася тенденція використання зміцнювальних технологій, которі дозволяють значно підвищити відносну зносостійкість діталей та з’єднань. Одним з таких методів є мікродугове оксидування (МДО). Проте, цим способом також неможливо компенсувати зношення деталей. Запропоновано, для відновлення статора роторного двигуна використати комбіновану технологію, яку використовують для відновлення та зміцнення деталей, виготовлених із залізовуглецевих сталей та алюмінієвієвих сплавів. Суть технології полягає в тому, що на початку на зношеній поверхності відновлюваної деталі «холодним» газодинамічний напленням формують товстошарове алюмінієве покриття, а потім з метою збільшення її зносостійкості та забезпечення необхідної довговічності зміцнюють мікродуговим оксидуванням [1]. Можливість локального нанесення холодного газодинамічного напилення (ХГН) покриттів відкриває широкі можливості для відновлення геометричних та лінійних розмірів деталей та вузлів машин. Низька температура при нанесенні покриттів дозволяє відновлювати розміри деталей без фазових перетворень та створення внутрішніх напруг у структурі металу, які призводять у кінцевому підсумку до деформації виробу. При цьому технологія забезпечує можливість локального напилення на поверхню деталі, без торкання бездефектних ділянок [2]. Об’єкт дослідження – Формування покриттів методом холодного газодинамічного напилення здійснюється в результаті попереднього прискорення напилюваних частинок до надзвукової швидкості та їх зіткнення з матеріалом-підкладкою з наступною пластичною деформацією та їх поверхнева обробка мікродуговим оксидуванням. Предмет дослідження – зразки виготовлені з алюмінієвих сплавів та корозійностійких сталей на які проводилось газодинамічне напилення на різних режимах та наступне мікродугове оксидування. Мета і завдання дослідження. полягала у проведенні досліджень адгезії та зностійкості комбінованих покриттів, отриманих надзвуковим газодинамічним напилюванням та начтупним зміцненим мікродуговим оксидуванням; розробка загальних рекомендацій для здійснення технології. Для цієї мети слід розв’язати наступні задачі: 1. Підібрати матаріал і параметри процесу напилення та склад розчину електроліту ванни і режими для мікродугового оксидування. 2. Визначити умови визначення контролю зносостійкості напилених та зміцнених зразків. 3. Дослідити вплив пераметрів процесів газодинамічного напилення та мікродугового оксидування на зносостійкість покриттів. Основні результати. Холодний газодинамічний напил порошкових матеріалів можна застосовувати не тільки як альтернативу гальванічним покриттям для захисту від корозії, але і як ремонтна технологія деталей і вузлів машин з метою відновлення тріщин, сколів та інших дефектів. Цей метод дозволяє формувати багатофункціональні та багатокомпонентні покриття, як тонкоплівкові, так і покриття товщиною >1 мм, що мають високу адгезію до підкладки. Перевага технології відновлення дефектів методом ХГН полягає у відсутності шкідливих і агресивних газів, окислення металевих частинок та підкладки, а також у технологічній простоті нанесення покриттів за рахунок компактності установки. Проведені дослідження дозволили розробити та запропонувати комбіновану технологію підвищення зносостійкості деталей двигуна Ванкеля із ливарного алюмінієвого сплаву АК7ч, Технологія включає нанесення покриття методом холодного газодинамічного напилення покриттів з наступним синтезом на покритті крамічного шару методом ПЕО та модифікування частинками нанопорошку CuO дуговим електрофорезом. Розроблена комбінована технологія рекомендується до впровадженню на ремонтно-технічних підприємствах та цехах, що займаються відновленням зношених деталей. Виходячи з аналізу літературних джерел та результатів досліджень, можна стверджувати, що зносостійкість зміцнених покриттів плазмоелектролітним оксидуванням буде в 5-7 разів вищим щодо алюмінієвого сплаву без покриттів, прийнятого за зразок порівняння. Вартість відновлення корпусів насосів ХГДН напиленням не перевищує 10-15% вартості купівлі нового насоса. За попереднім оцінкам вартість відновлення комбінованим методом не перевищуватиме 25-30%, але це незначне подорожчання 1. Gartner F., Stoltenhoff T., Schmidt T., Kreye H. The cold spray process and its potential for industrial applications // Journal of Thermal Spray Technology. 2006. Vol. 15. No. 2. P. 223–232 2. Lee K.A., Jung D.J., Park D.Y. et al. Study on the fabrication and physical properties of cold sprayed, Cu-based amorphous coating // Journal of Physics: Conference Series. 2009. Vol. 144. P. 12–15.