Методика расчета многокомпонентных порошковых композиций

Предложенный способ восстановления зубчатых колес позволяет увеличивать эксплуатационную надежность и срок службы восстановленных колес. Испытания наплавленных колес проведены в ряде хозяйств Приморского края, что позволяет рекомендовать способ к широкому внедрению.

Список литературы

1. Иншаков, С.В. Современные тенденции повышения надежности гусеничного движителя / С.В. Иншаков, С.А. Ищенко // Состояние и перспективы агроинженерного образования на Дальнем Востоке: сб. науч. трудов / Прим. гос. с.-х. акад. — Уссурийск, 2001. — С. 59-63.

2. Ищенко, С.А. Повышение долговечности деталей гусеничного движителя рисозерноуборочных комбайнов / С.А. Ищенко, В.И. Балабанов, С.В. Иншаков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. — 2008. — Вып. 4 (29). — С. 84-88.

3. Зайченко, Ю.А. Научное обоснование, технологические разработки и широкое внедрение индукционно-металлургических способов восстановления и упрочнения деталей узлов трения транспортной техники: дис. ... д-ра техн. наук (05.02.04; 05.02.01) / Ю.А. Зайченко. — Ростов-на-Дону, 1999.

4. Ищенко, С.А. Прогрессивные технологии технического сервиса автотракторной техники / С.А. Ищенко. — М.: УМЦ «Триада», 2005.

5. Заявка 2008132983 Российская Федерация. МПК7 В23К 35/32. Состав порошкового материала для индукционной наплавки / В.И. Балабанов, С.А. Ищенко; заявитель В.И. Балабанов; заявл. 13.08.2008.

6. Пат. 2109614 МПК7 В23Р 6/00, В22D 19/00. Способ восстановления звездочек приводных цепей / Ю.А. Зайченко, В.В. Косаревский. — № 96123553/02; заяв. 11.12.96; опубл. 27.04.1998. Бюл. № 16.

7. Пат. 2090326 МПК7 В23К 13/01. Способ индукционной наплавки / Ю.А. Зайченко. — № 94015053/02; заяв. 25.04.94; опубл. 20.09.1997. Бюл. № 32.

УДК 661,666.2-026.771.001.24 А.В. Поликарпов, ассистент

ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

МЕТОДИКА РАСЧЕТА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОРОШКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Методы газотермического нанесения покрытий из порошковых материалов находят все большее применение в современной технологии ремонта деталей машин. Особенностью данного метода нанесения покрытий является возможность управления составом, структурой и, соответственно, свойствами покрытий за счет применения различных порошковых композиций с широким интервалом соотношения компонентов, в качестве которых могут выступать металлы, сплавы, оксиды, карбиды, бори-ды, нитриды, сульфиды, твердые смазки и т. д. [1].

В тяжелых условиях работы, когда пластичные и жидкие смазки вытесняются с поверхности трения, разделение трущихся поверхностей могут обеспечить материалы, относящиеся к классу сухих или твердых смазок, такие как графит.

При создании покрытий триботехнического назначения, содержащих твердую смазку, учитывают вид и количество последней, так как это определяет работоспособность покрытия. Количество твердой смазки принято оценивать в объемных долях. Это объясняется тем, что работоспособность материалов определяется процессами трения, происходящими преимущественно в поверхностном слое. Таким образом, содержание твердой смазки в объемных процентах характеризует площадь, занимаемую твердой смазкой на поверхности трения. При напы-

92

лении покрытий с использованием металлизированного порошка графита, содержащего от 50 до 85 % массы металла, формируются покрытия, в которых доля графита составляет 40.80 % объемных.

Такое высокое содержание графита значительно отличается от содержания твердой смазки в антифрикционных материалах, известных из практики их применения. При наличии большого количества графита в покрытии резко снижается его когезионная и адгезионная прочность [2].

Для снижения доли графита предложено использовать механические смеси медненного порошка графита с порошками меди, никеля, железа, керамики и другими материалами.

Для расчета состава многокомпонентной смеси существуют зависимости, позволяющие увязать объемное содержание графита в будущем покрытии с составом металлизированного порошка графита и количеством дополнительно вводимого порошка или подшихтовки [3].

Рассмотрим два варианта расчета:

• для двухкомпонентной смеси, когда дополнительно вводимый материал имеет одинаковую плотность с металлом оболочки;

• для многокомпонентной смеси, когда дополнительно вводится материал с отличающимся значением плотности.

Вестник ФГОУ ВПО МГАУ №Г20Ю

Для расчета двухкомпонентной смеси автором предложена зависимость

Q = Q РобП -(' - grp )/<?грРгр

^ПОД ^СМ Л Л ’ V1/

Роб ПРгр

где бпод — количество порошка металла, вводимого дополнительно к порошку металлизированного графита, кг; бсм — количество приготавливаемой смеси, содержащей два компонента: металл и графит, кг; роб и ргр — плотность компонентов порошка, кг/м3; п — отношение объемного содержания металла и графита.

Зависимость получена после следующих преобразований:

(бпод + боб )ргр

n = -

бгрРоб

где Qоб — количество металла в оболочке металлизированного графита, кг; Qгр — количество графита в металлизированном порошке графита, кг.

С другой стороны:

бсм бпод + бмет.гр;

бгр б

б =—=

^мет.гр

об

1 - 4г,

бгр (бсм бпод)^гр;

боб = (бсм - бпол)(1 - 4гр)’

где Qметгр — количество металлизированного графита, кг.

Подставляя значение Q и Qоб в выражение (2) и решая его относительно Qпод, получили зависимость (1).

Расчет трехкомпонентной механической смеси проводили согласно полученному выражению

к

^=ТТ^ТЛ •

Коэффициент k использован для замены:

_ п4гР 1 - grp

k =

Гр

Роб

расчетная плотность порошковой композиции, дополнительно вводимой к металлизированному порошку графита, кг/м3.

Выражение (4) получено подобно выражению (1), при этом зависимость (2) приобретает вид

п =

(бП0Др0б ^ б0бРп0Д )рг

Рпод Р обб1

гр

Согласно выражению (3) количество металлизированного порошка графита составляет разницу между количеством смеси и расчетным количеством порошка подшихтовки.

Исследование показало, что оптимальное содержание графита в материалах уменьшает склонность графитсодержащих покрытий к заеданию и схватыванию, увеличивает износостойкость и снижает коэффициент трения, что расширяет пределы работоспособности покрытий по скоростям скольжения и нагрузкам.

Список литературы

1. Балдаев, Л.Х. Газотермическое напыление: учебное пособие / Л.Х. Балдаев, В.Н. Борисов, В.А. Вахалин; под общ. ред. Л.Х. Балдаева. — М.: Маркет ДС, 2007.

2. Кулик, А.Я. Газотермическое напыление композиционных порошков / А.Я. Кулик [ и др.]. — Л.: Машиностроение, 1985.

3. Ковтун, В.А. Влияние содержания графита на триботехнические характеристики порошковых систем медь омедненный графит / В.А. Ковтун, В.Г. Савкин, В.Б. Шувалов // Трение и износ. — Т. 2. — 1990. — С. 34-36.

где Рпод — плотность материала третьего компонента или

Вестник ФГОУ ВПО МГАУ№ 1'2010

93