Технология лазерной наплавки молотков дробилок

Технология лазерной наплавки молотков дробилок

Лазерная наплавка молотков дробилок

Повышение долговечности сельскохозяйственных машин относится к числу наиболее важных и актуальных задач. Интенсивному износу подвержены рабочие элементы и тяжелонагруженные детали машин и оборудования для заготовки и переработки кормов. Например, в результате износа срок службы молотков дробилок кормов составляет 0,5…0,7 года при сроке службы машин 6 лет. В процессе работы износу подвергаются вершины углов молотка, в результате чего изнашиваемая поверхность принимает вид кривой переменного радиуса, снижается производительность измельчителя, рис.1. Нарушается балансировка ротора, нарушается энергоемкость процесса [1]. Рис. 1. Износ молотка дробилки

Закалка, цементация и нитроцементация молотков из различных углеродистых сталей не изменяет существенно их износостойкость [2]. Наряду с существующими методами упрочнения перспективными является применение новой прогрессивной технологии лазерной наплавки.

Лазерная наплавка молотков из стали 45 проводилась с использованием порошка системы Ni-Cr-B-Si (ПГ-10Н-01) с введением упрочняющей фазы 20% Al₂O₃ (весовых) [3], по разработанной технологии на ЛТК-01 с использованием технологического оборудования. Размер молотка был равен 110х48х3,8 мм.

Инжектирование порошкового материала осуществлялось в зону воздействия лазерного луча и поверхности молотка. Для повышения производительности наплавки молотки дробилок устанавливали в ряд по 5 штук. Наплавку производили на торцевую рабочую поверхность молотка, толщина наплавки составляла 1,5…2,0 мм при мощности лазерного излучения 3,0 кВт и скорости перемещения 4,2 мм/с. Наплавленный молоток приведен на рис. 2.

В зависимости от плотности мощности лазерного источника и скорости перемещения детали образуется регулируемая переходная зона 20…30 мкм на границе покрытие – основа. Концентрация Al2O3 увеличивается к поверхности, что объясняется гидродинамическими эффектами в жидкой ванне расплава. Рис. 2. Наплавленный лазером молоток дробилки

Важной характеристикой наплавленного износостойкого слоя является прочность сцепления с основой. Термическая активация поверхности наплавки и формирование диффузионной зоны приводит к увеличению адгезионной прочности. Степень растворения основы в наплавленном слое в зоне раздела оказывает большое влияние на прочность связи между ними. Чем выше степень растворения, тем выше прочность связи. Но зона переходной зоны, ее глубина, должна быть оптимальной, т.к. интенсивное взаимодействие наплавляемого материала с основой в присутствии жидкой фазы ведет к изменению его состава, что не всегда желательно.

Микротвердость наплавленного износостойкого слоя на поверхности составляла H50=13000…14000 МПа.

Испытания на износостойкость наплавленного лазером материала проводилось по методу ускоренных испытаний на машине трения типа Хаворта.

Изнашивание испытуемого образца материала происходило при трении его о резиновый диск, контактное давление между которыми было равно 1 МПа. В зону трения подавался предварительно просушенный в печи абразив. Окружная скорость резинового диска в зоне контакта с испытуемым образцом составляла 2,5 м/с. Время испытаний составляло 30 мин. Средний весовой износ образцов из стали 45 составил 0,070 г. Средний износ наплавленного лазером материала составил 0,0061г. Износ наплавленного лазером материала более чем в 11 раз меньше, чем стали 45.

Испытания наплавленных лазером молотков в натурных условиях проводились на комбикормовом заводе на серийно выпускаемых дробилках.

Лазерная наплавка по результатам испытаний повышает износостойкость молотка кормодробилок в 1,5…1,8 раз по сравнению с серийными молотками, закаленными токами высокой частоты.

Список литературы

1. Казинцев Н.В., Сидельникова В.И. Повышение долговечности молотков кормоизмельчителей // Тракторы и сельхозмашины. – 1987. – №3. – С. 43-45.

2. Кардаполова М.А., Девойно О.Г., Спиридонов Н.В. Исследование процесса изнашивания композиционных газотермических покрытий системы самофлюсующийся сплав-карбид //Тезисы докл. Всесоюзной научно-технич.конф. «Современные проблемы триботехнологии». – Николаев: НКИ, 1988. – С. 172.

3. Алисин В.В. Владиславлев А.А, Рощин М.Н. Технология получения износостойких металлокерамических покрытий с ультрадисперсной упрочняющей фазой // Сб. Перспективные материалы и технологии. НАНОКОМПОЗИТЫ, (космический вызов 21 век, Том 2). Под. ред. А.А Берлина и И.Г. Ассовского. – M.: Торус Пресс, 2006. С. 59-68.

Рощин М.Н. Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва

Сведения об авторе: Рощин Михаил Николаевич – к.т.н., ведущий научный сотрудник ИМАШРАН.

Источник: https://elibrary.ru