Реєстраційний номер
0821U102306, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
16-09-2021
Статус
Захищена
Назва роботи
Підвищення зносостійкості деталей машин переробки твердих корисних копалин шляхом наплавлення самозахисним порошковим дротом
Здобувач
Трембач Богдан Олександрович,
Керівник Гринь Олександр Григорович
Опонент Гвоздецький Володимир Михайлович
Опонент Білик Олександр Григорович
Рецензент Дмитрик Віталій Володимирович
Рецензент Лузан Сергій Олексійович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Опис
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 132 "Матеріалознавство" (13–Механічна інженерія). – Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ; Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Об’єктом дослідження є процес зміцнення та відновлення деталей машин переробки твердих корисних копалин шляхом наплавлення самозахисним порошковим дротом з екзотермічною добавкою. Предметом дослідження є зміцнюючий сплав та зварювально технологічні властивості самозахисного порошкового дроту з екзотермічною добавкою у складі наповнювача, що забезпечує підвищення експлуатаційної стійкості наплавленого металу до абразивного та корозійного зношування. Найбільш розповсюдженою технологією відновлення таких деталей є електродугове наплавлення. На теперішній час підвищуються вимоги до наплавлених деталей. Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної проблеми, а саме розробці зносостійкого сплаву для зміцнення та відновлення робочих поверхонь деталей машин переробки твердих корисних копалин шляхом наплавлювання самозахисного порошкового дроту (СПД) з екзотермічною добавкою CuO – Al у складі наповнювача. В літературних джерелах відсутні дані або недостатньо досліджено вплив екзотермічної добавки CuO – Al, що входить до складу наповнювача порошкового дроту та характер легування наплавленого металу міддю та трибологічні властивості зміцнюючого шару. У першому розділі виконаний аналітичний огляд стану питання й обґрунтовано вибір напряму досліджень. Проведений аналіз сучасного погляду на вимоги, стосовно показників, які характеризують наплавлений метал. Наведено огляд сучасної літератури відносно систем легування металу. Обґрунтовано, що подальше підвищення зварювально-технологічних властивостей СПД та трибологічних властивостей наплавленого металу можливе за рахунок екзотермічної добавки CuO–Al, яка входить до композиції наповнювача СПД. Другий розділ «Вибір напрямків, методик та обладнання досліджень» присвячено вивченню штатних і оригінальних методик випробувань, що гарантували б достовірність отриманих результатів, та забезпечували відтворюваність отриманих результатів іншими дослідниками. Запропоновані нові методики досліджень, що дозволяють оцінити тепловий вклад екзотермічних добавок на плавлення СПД та визначити температуру протікання можливої екзотермічної реакції у наповнювачі СПД. Третій розділ "Головні напрямки оптимізації складу самозахисного порошкового дроту" присвячений термодинамічним дослідженням оцінки протікання реакцій у композиції наповнювача порошкового дроту та термодинамічним розрахункам складу фаз за допомогою програмного продукту Thermo. Вперше проведені комплексні дослідження впливу окремих параметрів режимів наплавлення та кількості екзотермічної добавки (CuO–Al) в осерді наповнювача СПД на показники плавлення, геометрію наплавленого валика, зварювальний струм та ефективну теплову потужність. Обрані оптимальні значення параметрів наплавлення та обґрунтовані межі додавання екзотермічної добавки CuO-Al. Четвертий розділ "Дослідження впливу екзотермічної добавки на тепловий стан вилиту самозахисного порошкового дроту" присвячений дослідженню впливу композиції наповнювача СПД на показники плавлення та коефіцієнти засвоєння легуючих елементів. Досліджено вплив композиції наповнювача на показники плавлення, коефіцієнту відновлення легуючого елементу та коефіцієнт засвоєння легуючих елементів. Експериментально та розрахунками підтверджено легування наплавленого металу міддю. На підставі отриманих експериментальних даних побудовані математичні залежності впливу зазначених чинників та обрані їх оптимальні значення, що склали: ЕД=33..39%, СuO/Al=3,75…4, СuO/C=5…5,25. П’ятий розділ «Дослідження механічних та трибологічних властивостей вдосконаленого самозахисного порошкового дроту» присвячений дослідженню і порівнянню порошкового дроту марки СПД-200Х15С1ГРТ, що застосовується при відновленні деталей машин для переробки твердих корисних копалин, з експериментальним порошковим дротом з екзотермічною добавкою СuO–Al в складі наповнювача. Проведені експериментальні дослідження показали, що введення екзотермічної добавки CuО-Al до складу наповнювача порошкового дроту знижує розмір зерна наплавленого металу та позитивно впливає на розмір і морфологіє неметалевих включень в наплавленому металі. Порівняльні трибологічні випробування засвідчили підвищення стійкості до абразивного зношування закріпленим та незакріпленим абразивом у 1,52 та 1,63 разів відповідно, що підтверджується проведеними промисловими випробуваннями. У дисертації наведено нові науково обґрунтовані розробки в області технології, матеріалів для відновного наплавлення зубів крокуючих та кар’єрних екскаваторів, які забезпечують підвищену стійкість до абразивного зношування та якість наплавленого металу за рахунок ведення екзотермічної добавки до складу наповнювача СПД.
Дата реєстрації
2021-09-20
Додано/оновлено в НРАТ
2021-09-20 / 2026-07-01
