УДК 621.7.09

ВОЗМОЖНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ЛОПАТОК ДРОБЕМЕТНОЙ ГОЛОВКИ

Даниленко Марина Владимировна1, Земцов Алексей Владимирович2
1Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, доцент
2Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета, студент

Аннотация
В работе подобран материал лопаток с высокими износостойкими свойствами для повышения срока службы детали и выбран материал для финишного плазменного упрочнения, с целью повышения ее износостойкости.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Даниленко М.В., Земцов А.В. Возможные способы повышения срока службы лопаток дробеметной головки // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 7 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/07/95782 (дата обращения: 23.10.2021).

Рациональное использование всех узлов сталеструйной машины создания современных машин, характеризуется хорошей производительностью, степенью очистки поверхностей, надёжностью и долговечностью.

Увеличение срока службы и повышение надёжности работы изделий в период её эксплуатации – это один из важнейших путей оснащения высококачественной техникой всех отраслей производства продукции машиностроительного производства.

Дробеструйная обработка — это процесс обработки поверхности с использованием высокоскоростного стального абразива, подаваемого на поверхность заготовки, за счет струи сжатого воздуха.

Интенсивный износ деталей дробеметного аппарата, особенно его рабочих лопастей, является серьезным недостатком, значительно снижающим производительность, усложняющим ремонт и обслуживание, а также повышающим эксплуатационные расходы.

Материал лопастей должен соответствовать следующим требованиям: ударная вязкость-3,9-8,8Дж/см, твердость-40-64НRC (более 360НВ), временное сопротивление при изгибе 720-800МПа и разрыве-340-450МПа. Наиболее характерными типами износа лопастей являются: эрозионный и ударно-абразивный, при котором поверхностный слой металла разрушается под действием циклических напряжений [1].

На износостойкость металлов и сплавов большое влияние оказывает их химический состав и структура. Наиболее износостойкий сплав – сталь, имеющая мелкозернистую структуру. Введение в состав стали добавок кремния, марганца, хрома, никеля, молибдена и вольфрама повышает износостойкость.

Рассмотрим три материала, применяемых для изготовления лопаток:

1 наиболее распространённая износостойкая сталь 110Г13Л ГОСТ 2176 [2]

2 хромистый чугун ЧХ16М2 ГОСТ 7769 (связано с наличием в их структуре карбидной составляющей с высоким уровнем микротвердости) [3]

2 импортный износостойкий материал HARDOX500 [4].

Качество материала детали характеризуется его физико-механическими свойствами (прочностью, твердостью, вязкостью), которые в свою очередь определяются химическим составом и структурой. Твердость оказывает наибольшее влияние на износостойкость материала.

Сравнив характеристики материалов, в качестве материала для лопаток турбин принимаем легированную горячекатаную сталь Hardox 500, которая относится к классу конструкционных сталей твердостью от 350 до 650 HB, срок эксплуатации изделий и конструкций из Hardox выше, чем у других марок в 2.5 раза.

Для сохранения выносливости при абразивном износе можно использовать разнообразные методы упрочнения аналогичные методам поверхностной обработки для повышения его эрозионной стойкости. Это ионно-плазменное напыление, финишное плазменное упрочнение, ионная имплантация и ионная имплантация в комбинации с ионно-плазменным напылением. В результате анализа литературных данных каждому методу применительно к упрочнению лопатки, был присвоен определённый балл по 5-ти балльной шкале (1…5), в которой наименьший балл соответствует худшему покрытию, а наибольший – лучшему [5].

Технология финишного плазменного упрочнения (ФПУ) состоит в повышении долговечности деталей и инструмента за счет нанесения при атмосферном давлении тонкопленочных покрытий при бескамерном химическом осаждении из паровой фазы (PECVD процесс) с применением жидких элементоорганических соединений и активации электродуговой плазмой.

Разработки авторов статьи [6] дают возможность повысить износостойкость покрытия за счет введения в материал высокохромистой стали и молибдена, получить оптимальную пористость в исходной шихте при синтезе композиций FeCrMo–MoS2/CaF2/С–TiC, улучшить технологические параметры порошков и тем самым повысить коэффициент их использования при напылении, удешевить технологию нанесения износостойких покрытий.


Библиографический список
  1. Вайтехович П.Е. Ударно-абразивное изнашивание лопастей ротора центробежной мельницы // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2018. № 3. С. 84-89.
  2. Болобов В.И.,  Износостойкость стали 110Г13Л в различных абразивных средах / Болобов В.И., Баталов А.П., Бочков В.С., Чупин С.А. // Записки Горного института. 2014. Т. 209. С. 17-22.
  3. Барановский К.Э., Ильюшенко В.М. Износостойкость хромистых чугунов эвтектического состава // Литьё и металлургия. 2009. №3 (52). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iznosostoykost-hromistyh-chugunov-evtekticheskogo-sostava
  4. Износостойкая сталь HARDOX. Марки и их характеристики, применение и преимущества URL: https://emk24.ru/wiki/spetsialnye_stali/iznosostoykie_stali_hardox_4368174/
  5. Упрочнение периферии лопаток компрессоров авиационных двингателей с целью предотвращения снижения усталостной прочности URL: https://www.plasmacentre.ru/file/nashy-public/213.pdf
  6. В. А. Оковитый, Ф. И. Пантелеенко, В. В. Оковитый, В. М. Асташинский Получение композиционного керамического материала для газотермического напыления // Наука и техника. 2017. №3.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Морозова Лилия Константиновна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация