д.т.н., профессор, кафедра автоматизированного оборудования машиностроительного производства, Московский просп., 14, г. Воронеж, 394000, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, automated equipment of machine-building production department, Moskovsky Ave., 14, Voronezh, 394000, Russia
младший научный сотрудник, НИЦ (ППО и УА ВВС), ул. Старых Большевиков, 54А, г. Воронеж, 394064, Россия
junior researcher, research center, 54A Starye Bolshevikov str. Voronezh, 394064, Russia
к.п.н., доцент, кафедра машин и аппаратов химических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Cand. Sci. (Ped.), associate professor, machines and apparatuses of chemical production department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
к.т.н., старший научный сотрудник, НИЦ (ППО и УА ВВС), ул. Старых Большевиков, 54А, г. Воронеж, 394064, Россия
Cand. Sci. (Engin.), senior researcher, research center, 54A Starye Bolshevikov str. Voronezh, 394064, Russia
Все большую актуальность в области ремонта и восстановления машин и механизмов приобретают газотермические методы нанесения функциональных покрытий на рабочие поверхности деталей машинных узлов. Назначение газотермических методов нанесения покрытий заключается в обеспечении и получении специальных физико-механических свойств поверхности детали, а также в восстановлении изношенных узлов и механизмов после их долгосрочной и интенсивной эксплуатации. Эффективным способом газотермической обработки поверхности детали является плазменное напыление композитных покрытий. В данной работе проведено исследование по вопросу оптимального подбора материала для плазменного напыления детали с учетом её эксплуатационных особенностей и видов износа рабочих поверхностей. В частности, проанализированы условия эксплуатации шнека транспортирующего конвейера. Рассмотрены технологические особенности нанесения композитных материалов технологией плазменного напыления. Произведен теоретический подбор двухфазного дисперсно-наполненного композита для нанесения на рабочие поверхности шнека с целью его восстановления и упрочнения. Проведены исследования и анализ одного из главных показателей качества формируемого покрытия после плазменного напыления – величина образовывающихся остаточных напряжений (растяжения и сжатия). Беря за основу кинематические режимы и особенности геометрии рабочих поверхностей шнека, а также критерии формирования толщины напыляемого слоя, получены расчетные уравнения по определению остаточных напряжений, возникающих на винтовой и цилиндрической поверхностях шнека транспортирующего конвейера. Сделан вывод о том, что для достижения необходимых физико-механических свойств покрытия объемная доля наполнителя в матрице композитного порошка ПГ-СР4 должна находиться в диапазоне 20–25%. Следовательно, возможно применение на практике дисперсно-наполненного композита типа NiСrВSiFе с 20–25% упрочняющих частиц наполнителя ТiС с целью вос-становления деталей машин и механизмов.
The increasing relevance in the field of repair and restoration of machines and mechanisms is acquiring gas-thermal methods of applying functional coatings to the working surfaces of parts of machine assemblies. The purpose of gas-thermal coating methods is to provide and obtain special physical and mechanical properties of the surface of the part, as well as to restore worn-out components and mechanisms after their long-term and intensive operation. Plasma spraying of composite coatings is an effective method of gas-thermal treatment of the surface of a part. In this paper, a study was conducted on the optimal selection of material for plasma spraying of a part, taking into account its operational features and types of wear of working surfaces. In particular, the operating conditions of the screw of the conveying conveyor are analyzed. The technological features of the application of composite materials by plasma spraying technology are considered. The theoretical selection of a two-phase dispersed-filled composite for application to the working surfaces of the screw in order to restore and harden it has been carried out. Studies and analysis of one of the main indicators of the quality of the formed coating after plasma spraying – the magnitude of the resulting residual stresses (stretching and compression) have been carried out. Taking as a basis the kinematic modes and geometry features of the working surfaces of the screw, as well as the criteria for the formation of the thickness of the sprayed layer, the calculation equations for determining the residual stresses arising on the screw and cylindrical surfaces of the screw of the conveying conveyor are obtained. It is concluded that in order to achieve the required physical and mechanical properties of the coating, the volume fraction of the filler in the matrix of the PG-SR4 composite powder should be in the range of 20–25%. Therefore, it is possible to use in practice a particulate-filled composite of the NiСrВSiFе type with 20–25% reinforcing TiC filler particles in order to restore parts of machines and mechanisms.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.