авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Разработка комбинированных методов восстановления и упрочнения изношенных деталей сельскохозяйственной техники на основе

-- [ Страница 2 ] --

для нанесения покрытий, в т.ч. для обезвреживания

сточных вод и выбросов в атмосферу, руб;

ТiОБ.В. – ресурс i-го оборудования, ч;

СВ – производительность технологии нанесения покрытий,

шт/ч (дм2/ч);

Робсум – годовая стоимость обслуживания всего комплекса

оборудования по нанесению покрытий и

обезвреживания сточных вод и выбросов в

атмосферу, руб/год;

ФОБ.В – действительный годовой фонд времени работы

оборудования, ч;

Мi – расход i-го вида материалов (включая воду, газ) на

нанесение покрытий, кг;

Ti – срок, в течение которого используется Мi-е количество

материала, ч;

Цi – стоимость i-го материала, руб/кг;

СiPER – стоимость регенерации i-х материалов,

используемых при нанесении покрытий, в течение

срока их использования, руб;

Сст – годовые затраты на обезвреживание сточных вод и

выбросов в атмосферу, руб/год;

Vn – объем помещения, используемого для нанесения

покрытий, м3;

Цзд – цена 1 м3 помещений, руб/м3;

На – норма амортизационных отчислений, %;

СмехуД – удельная стоимость механической обработки

перед нанесением и после нанесения покрытия,

руб/шт (руб/дм2);

Кд – коэффициент долговечности (отношение ресурсов

восстановленной и новой деталей).

Применительно к оценке технологических процессов восстановления деталей гальванопокрытиями нами предложена формула:

(4)

где Прг – приведенные затраты на нанесение гальванических

покрытий при определенной средней толщине

покрытий, руб/дм2;

ЭУД.Г – удельные затраты энергии на нанесение

гальванических покрытий при определенной средней

толщине, кВт ч/дм2;

PГi – балансовая стоимость i-го оборудования и оснастки

для нанесения покрытий, подготовительно-

заключительных операций, вспомогательного

оборудования, в т.ч. и обезвреживания сточных вод и

выбросов в атмосферу, руб;

ТОБ.Гi – ресурс i-го оборудования, ч;

СГ – производительность технологической линии нанесения

покрытий, дм2/ч;

МА – удельный расход анодов на нанесение гальванических

покрытий, кг/дм2;

ЦА – цена анодов с учетом их подготовки к работе, руб/кг;

СЭл.i – стоимость приготовления электролита i-й ванны,

входящей в состав технологической линии, руб;

Тэлi – срок службы электролита i-й ванны, ч;

Сэл.об – годовая стоимость работ по контролю, фильтрации

и корректировке электролитов в ваннах, входящих в

состав технологической линии, руб/год;

Vb – годовой расход промывочной воды при реализации

технологического процесса нанесения гальванических

покрытий, м3/год;

Свп – стоимость промывочной воды, руб/м3.

Как видно из формулы, на технический уровень технологий железнения по критерию приведенных затрат влияет коэффициент долговечности восстановленной детали. Для его повышения теоретически обосновано применение сплавов на основе железа при восстановлении деталей. Специфические свойства, которые приобретает электролитическое железо, объясняются особенностями его структуры и высокой концентрацией дефектов кристаллической решетки. При электрокристаллизации железа создаются условия для формирования мелкоблочной структуры с большой протяженностью субзеренных границ. Это, в свою очередь, приводит к повышенной плотности дислокаций в электроосажденном металле. Другой особенностью гальванических осадков, получаемых электролизом из водных растворов солей, является насыщение металла водородом, ионы которого разряжаются на катоде вместе с ионами металла. Водород в железе образует твердый раствор типа протонных твердых растворов, входя в пустоты кристаллической решетки железа в частично ионизированном состоянии, при этом решетка железа деформируется. В более крупных дефектах решетки (порах и пустотах) водород может существовать в молекулярной форме.



Электролитическое осаждение металлов может рассматриваться как своеобразный способ получения высокопрочного состояния металлов путем формирования высокодисперсных неравновесных структур, насыщенных дефектами и предельно упрочненных. Микротвердость таких структур достигает 6,0...6,5 ГПа, а величина блоков мозаики уменьшается до 100... 120 .

Наиболее твердые покрытия обычно пронизаны сеткой трещин и имеют повышенную хрупкость. Вместе с тем, прочность металлов, как известно, определяется не только их твердостью, но и усталостными характеристиками, зависящими от пластичности металла. Оптимальное сочетание этих параметров позволяет получить наибольшее сопротивление материала поверхностному разрушению в процессе изнашивания или от других причин.

Для получения прочных и износостойких железных покрытий целесообразно использовать хлористый электролит, обеспечивающий высокую универсальность и хорошие технико-экономические показатели процесса. Наилучшее качество и высокая скорость осаждения электролитического железа получены при использовании для электролиза асимметричного тока.

При гальваническом осаждении железа и сплавов на его основе структура осадков имеет характерное слоистое строение, в свою очередь осажденные слои состоят из субзерен, размеры которых колеблются в пределах от 500 до 2000 , конфигурация которых соответствует конфигурации слоев.

Для анализа прочности материала со слоистой структурой может быть использована теоретическая модель, предложенная Лиу и Гурландом. Эта модель основана на взаимодействии дислокаций, вызванных деформированием кристалла, с трещиной в металле, роль которой в рассматриваемом случае может играть субзеренная граница.

Приняв за основу предложенную модель, можно записать критическое условие разрушения слоя:

(5)

где –разрушающее напряжение, приложенное к материалу;

0 – прочность кристалла бесконечно большого размера;

F – прочность матрицы;

– радиус кривизны концентрата напряжения (ширина

межзеренной границы);

d – размер субзерна осажденного материала.

Приняв действительные значения прочности железа 0=F=150 МПа и ширину границы = 100, получили уравнение для расчета твердости осадка в зависимости от размеров блоков (субзерен) кристаллической решетки

Н = 540 + 2956 – d-1/2 (6)

Экспериментальная проверка твердости, рассчитанная по выражению (6), показала вполне удовлетворительное совпадение результатов (рис.1).

Ужесточение режимов электролиза, которое приводит к образованию в электролитическом железе большого количества дефектов, вызывает уменьшение плотности железного осадка и повышает его твердость и прочность.

Рис. 1 Зависимость твердости гальванического осадка железа от размеров субзерен. Точками показаны экспериментальные результаты

1 - расчетная кривая;

2-область экспериментальных значений

Введение в состав электролитического железа легирующих элементов приводит к возникновению новых факторов, которые могут внести положительные моменты в дальнейшее повышение прочности осадка. Известно, что атомы примеси, содержащейся в дефектном кристалле, активно адсорбируются дислокациями и закрепляют их в решетки, препятствуя скольжению.

Напряжение, необходимое для отрыва дислокации от атмосферы примеси, предлагается оценивать выражением

(7)

где С0- концентрация легирующих элементов в сплаве.

Расчеты, приведенные по выражению (7), показывают, что введение в состав осадка небольшого количества легирующего элемента (фосфора) повышает предел текучести электролитического железа на 10...12 %. Эти данные хорошо корреллируют с экспериментальными результатами.

При нагревании железо-фосфорных сплавов наблюдается дальнейшее упрочнение электролитического осадка, что связано, по-видимому, с образованием твердых фосфидных фаз по границам субзерен. Поэтому создание электролитических сплавов является перспективным направлением повышения твердости и износостойкости электроосажденного железа. Прогнозные расчеты, проведенные по вышеизложенной методике, дают значения микротвердости железо-фосфорных покрытий, в зависимости от концентрации фосфора и режимов электролиза, от 9127 МПа до 11850 МПа, что вполне согласуется с экспериментальными данными.

В третьей главе «Программа и методика исследований» рассмотрены программа и методики экспериментальных исследований.

Для проведения исследований была разработана программа, блок-схема, которая представлена на рис.2.

Рис. 2. Блок-схема исследований

Организация работ по мониторингу состояния технологических процессов восстановления деталей на сервисных предприятиях предусматривала: сбор данных о структуре технологических процессов, их разработчиках и численном составе; об основной номенклатуре восстанавливаемых деталей и устраняемых дефектах; о длительности использования технологических процессов; о состоянии технологического оборудования и темпах его обновления; о надежности технологических процессов. Было проанализировано около 500 технологических процессов восстановления деталей сельскохозяйственной техники (ТП). Сбор информации по надежности ТП восстановления деталей гальванопокрытиями проводили на операциях нанесения покрытий и их финишной обработки. Надежность технологического процесса нанесения покрытия оценивали коэффициентом технологической надежности (Ктн)

(8)

где n – количество дефектных деталей;

N – общее количество деталей, прошедших данную операцию.

Оценку технического уровня технологических процессов восстановления деталей проводили по единичным показателям и разработанному критерию.

Осаждение легированных покрытий на основе железа проводилось из хлористых электролитов. Состав электролита: хлористое железо 350...400 г/л, соляная кислота 0,7...1,8 г/л. Режимы нанесения: катодная плотность тока 20...40 А/дм2, катодно-анодный показатель 1,5...6, температура электролита 293...313 К, кислотность рН 0,8...1,0. Состав добавок в электролит дан в таблице 1.

Таблица 1. – Состав добавок в электролит

Покрытие (сплав) Добавка
Железо-фосфор гипофосфат натрия
Железо-вольфрам вольфрамово-кислый натрий лимонная кислота
Железо-молибден молибдат аммония лимонная кислота
Железо-бор борная кислота
Железо-титан титан щавелево-кислый
Железо-кобальт кобальт хлористый
Железо-алюминий хлористый алюминий хлористый калий
Железо-ванадий метаванадат аммония


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.