Технические науки / 1.Металлургия

К.т.н., О.В. Санкина

Кемеровский Государственный сельскохозяйственный институт

г. Кемерово, Россия

Нелегированный белый чугун в качестве наплавочного материала

Специфика сельскохозяйственного производства требует разработки и внедрения простых и высокопроизводительных технологий упрочнения быстроизнашивающихся («малоресурсных») деталей машин.

К таким технологиям можно отнести упрочнение поверхностей деталей способом электроискровой наплавки (ЭИН) дисковым вращающимся электродом [1-4]. Этот способ может быть реализован на простом оборудовании, имеющемся в ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий. [5]

Для получения наибольшего эффекта упрочнения, в качестве материала наплавочного электрода, применяли нелегированный белый чугун. Наплавка чугуном в тоже время осложнена образованием в структуре наплавленного слоя графита, резко снижающих прочность и износостойкость. В белом чугуне основная масса углерода связана в виде цементита, который повышает износостойкость почворежущего инструмента и других деталей сельскохозяйственных машин (ножи роторных косилок, сита и молотки зернодробилок) в процессе работы. Однако при наплавке и охлаждении металла часть углерода выделяется в свободном состоянии в виде пластинчатого графита, который резко снижает прочность наплавленного слоя, а оставшаяся часть углерода, связанная в цементит, не обеспечивает достаточного уровня твердости и износостойкости.

В результате проведенных исследований [6] разработаны способы получения нелегированного белого чугуна, имеющего структурную наследственность, выражающуюся в том, что при последующем расплавлении и охлаждении наплавляемого чугуна в металлической основе не образуется графитная фаза.

Из данного чугуна заливкой в металлические формы были изготовлены электроды, с помощью которых наплавлялись почворежущий инструмент и другие детали сельскохозяйственных машин (ножи роторных косилок, сита и молотки зернодробилок) с помощью электроискровой наплавки (ЭИН). [7]

Наплавка режущих кромок лемехов производилась с тыльной стороны, а геометрическое построение рисунка велось двумя способами.

При первом способе лемех наплавлялся сплошной полосой шириной 25-30 мм с уширением к носовой части.

Второй способ наплавки заключался в нанесении отдельных полос на высоту 25-30 мм с расстоянием между ними 25-30 мм. Данный способ наплавки необходим для того, чтобы при полевых испытаниях после определенной наработки на ненаплавленной рабочей кромке образовывались выемки, а кромка с наплавленным слоем представляла зубцы. Таким образом, основа, представленная сталью, подвергается большему абразивному изнашиванию, а наплавленный слой – меньшему. В итоге лемех будет представлять прототип зубчатого, испытывающего меньшее удельное сопротивление.

Наплавка стрельчатых лап производилась с внутренней стороны режущей кромки.

Также для упрочнения было выбрано сито зернодробилки КДУ-2 (размер 390х670). Упрочнение производилось дисковым электродом из белого нелегированного чугуна [8]. Обработке подвергалось пятьдесят процентов рабочей поверхности. Граница раздела проходила по большей оси сита, для обеспечения работы в равных условиях. После пятидесяти часов работы сито достигло предельного состояния.

На необработанной (контрольной) поверхности сита из-за значительного износа, произошло разрушение перемычек между отверстиями (рис.1).

Рис. 1 – Поверхность детали неупрочненная ЭИН, ( х 30)

Исходя из практических данных следует сделать вывод, что в результате наплавки увеличивается срок службы почворежущего инструмента и других деталей сельскохозяйственных машин (ножи роторных косилок, сита и молотки зернодробилок).

Наплавленные лемехи, стрельчатые лапы, сита зернодробилок проходят испытания в хозяйствах Кемеровской области.

Литература

1. Лившиц Л.Г. Восстановление автотракторных деталей / Л.Г. Лившиц – М.: Колос, 1966.

2. Бабусенко С.М. Ремонт тракторов и автомобилей / С.М. Бабусенко – М.: Агропромиздат, 1987.

3. Восстановление деталей машин: Справочник / Ф.И. Пантелеенко, 3. В.П. Лялякин, В.П. Иванов, В.М. Константинов. Под ред. В.П. Иванова. – М.: Машиностроение, 2003.

4. Бадин И.Н., Дубоделов Р.Н., Корнева О.В. Формирование микрорельефа режущей кромки рабочих органов сельскохозяйственных машин (ножей роторных косилок) при электроискровой наплавке // Сб. мат. Третьей научной конференции молодых ученых вузов «Агрообразования» Сибирского федерального округа. – Кемерово, 2005.

5. Терехин В.Н., Бадин И.Н., Корнева О.В. Упрочнение деталей, работающих в незакрепленной абразивной массе // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки. Материалы 8-й международной практической конференции-выставки 11-14 апреля 2006 года. Ч.2. – Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2006.

6. Афанасьев В.К. Прогрессивные способы повышения свойств доменного чугуна / В.К. Афанасьев, Р.С. Айзатулов, М.В. Чибряков и др. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 1999. – 258 с.

7. Чибряков М.В., Бадин И.Н., Корнева О.В. Использование нелегированного белого чугуна для наплавки почвообрабатывающего инструмента // Научно-практическая конференция Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, практика. 21-24 октября 2003. – Кемерово, 2003. – 98-99 с.

8. Патент 2130089 РФ по заявке № 98109231 от 10.05.99. Заявл 15.05.98. - Чугун // Чибряков М.В., Афанасьев В.К., Сарлин М.К., Сагалакова М.М.