RU2718599C1 - Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) - Google Patents
Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718599C1 RU2718599C1 RU2019127222A RU2019127222A RU2718599C1 RU 2718599 C1 RU2718599 C1 RU 2718599C1 RU 2019127222 A RU2019127222 A RU 2019127222A RU 2019127222 A RU2019127222 A RU 2019127222A RU 2718599 C1 RU2718599 C1 RU 2718599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- segment
- restored
- hardening
- abrasive wear
- sheet steel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/38—Heating by cathodic discharges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин, в частности к восстановлению и одновременному упрочнению деталей, изготовленных из листовой стали, которые подвергаются, в зависимости от условий внешнего воздействия, различным видам абразивного износа.The invention relates to the field of mechanical engineering and machine repair, in particular to the restoration and simultaneous hardening of parts made of sheet steel, which are subject to various types of abrasive wear, depending on environmental conditions.
Сферические диски в качестве рабочих органов орудий, предназначенных для обработки почвы, широко используются на таких почвообрабатывающих машинах как плуги, лущильники, сеялки, бороны, картофелесажалки и пр. Рабочие органы почвообрабатывающих машин работают в почвенной среде, являющейся сильным незакрепленным абразивом. Под действием этой среды лезвие диска быстро изменяет свою форму, что приводит к его затуплению и потере работоспособности. [Шовкопляс А.B. Дисковые рабочие органы борон: технологии изготовления и восстановления//Лесотехнический журнал 1/2016. - Технологии. Машины и оборудование. C. 203-211.]Spherical discs as the working bodies of implements intended for tillage are widely used on tillage machines such as plows, cultivators, seeders, harrows, potato planters, etc. The working bodies of tillage machines work in a soil environment, which is a strong loose abrasive. Under the influence of this medium, the blade of the disk quickly changes its shape, which leads to its blunting and loss of performance. [Shovkoplyas A.B. Disk working bodies of harrows: manufacturing and restoration technologies // Forestry magazine 1/2016. - Technology. Cars and equipment. C. 203-211.]
Промышленные предприятия, использующие в своем производственном процессе центрифуги, насосное и компрессорное оборудование, сталкиваются с необходимостью защиты при эксплуатации или восстановления при ремонте винтовых поверхностей шнеков центрифуг, изготовленных из листового проката и подвергаемых гидроабразивному износу. Содержащийся в осадке песок, не задержанный песколовками, является основной причиной износа шнеков центрифуг. Шнеки, изготовленные из стали Х18Н10Т, существенно изнашиваются через 1,5-3 тысячи часов работы. Поскольку стоимость шнека довольно высока (30% стоимости центрифуги), практикуется периодическая замена шнеков, реставрируемых в заводских условиях [Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. Справочник. Авторы-составители: В.Д. Дмитриев, Д.А. Коровий, А.И. Кораблев, Г.П. Медведев, Б.Г. Мишуков, М.П. Наумов, Г.С. Чистова // Стройиздат, Ленинградское отделение, 1988, 384 с].Industrial enterprises that use centrifuges, pumping and compressor equipment in their production process are faced with the need to protect during operation or repair of screw surfaces of centrifuge screws made of sheet metal and subjected to waterjet wear during repair. Sand contained in the sediment, not retained by sand traps, is the main cause of wear of centrifuge augers. Screws made of X18H10T steel wear out significantly after 1.5-3 thousand hours of operation. Since the cost of the screw is quite high (30% of the cost of the centrifuge), it is practiced to periodically replace screws that are restored under factory conditions [Operation of water supply, sewage and gas supply systems. Directory. Compiled by: V.D. Dmitriev, D.A. Koroviy, A.I. Korablev, G.P. Medvedev, B.G. Mishukov, M.P. Naumov, G.S. Chistova // Stroyizdat, Leningrad Branch, 1988, 384 s].
Не менее важной проблемой является защита деталей машин и агрегатов от газоабразивного износа. Так, после некоторого времени работы в условиях запыленного потока любой первоначальный профиль входной кромки лопатки рабочего колеса центробежного компрессора превращается в заостренный. Лопатки дутьевых машин изготавливают обычно из листового проката [Лившиц С.П. Высоконапорные дутьевые машины центробежного типа.- Л.: Машиностроение, 1976.- 295 с].An equally important problem is the protection of machine parts and assemblies from gas-abrasive wear. So, after some time in a dusty stream, any initial profile of the inlet edge of the impeller blade of the centrifugal compressor turns into a pointed one. The blades of blowing machines are usually made from sheet metal [Livshits S.P. High-pressure centrifugal-type blowing machines. - L.: Mechanical Engineering, 1976.- 295 s].
Современные ремонтные технологии располагают достаточным количеством способов защиты деталей от абразивного износа: наплавка твердосплавным материалом, газоплазменное напыление твердосплавными порошками, приваривание отдельных сегментов с нанесенным наплавкой в вакууме композиционным материалом типа стеллит, напайка твердосплавных пластин непосредственно на изнашиваемую поверхность и др. Их применяют как при изготовлении, так и при ремонте оборудования. Каждый способ имеет свои недостатки и преимущества. Одним из основных недостатков таких ремонтных технологий, как наплавка, напайка, газоплазменное напыление, сварка и др., является их негативное воздействие на окружающую среду.Modern repair technologies have a sufficient number of ways to protect parts from abrasive wear: hard-alloy surfacing, gas-plasma spraying with hard-alloy powders, welding of individual segments with deposited surfacing in a vacuum with a composite material such as stellite, brazing of carbide plates directly on the wearing surface, etc. They are used as in the manufacture , and when repairing equipment. Each method has its advantages and disadvantages. One of the main disadvantages of such repair technologies as surfacing, brazing, gas-plasma spraying, welding, etc., is their negative impact on the environment.
Традиционно при ремонте шнеков, изношенные участки лопастей заменяют отдельными сегментами, которые приваривают к уцелевшим поверхностям. Например, при ремонте центрифуги, марки ОГШ-631К-02, вышедшей из строя на очистных сооружениях, входящих в состав ГКП "Горводоканал" г. Сумы, на отдельные сегменты наносили покрытия, которые потом приваривали по шаблону к поверхностям шнека. Сегменты, как и шнек, изготавливали из нержавеющей коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т [Саржанов О.А., Саржанов Б.О. Аналiз методiв ремонту вiдповiдальних деталей центрифуг для стiчних вод. Вiсник Сумського нацiонального аграрного унiверситету. Серiя «Механiзацiя та автоматизацiя виробничих процесiв», випуск 10/3 (31), 2016. - С. 58-62].Traditionally, when repairing screws, worn sections of the blades are replaced by separate segments, which are welded to the surviving surfaces. For example, during the repair of a centrifuge, grade OGSh-631K-02, which failed at the wastewater treatment facilities that are part of the Gorvodokanal GKP in Sumy, coatings were applied to individual segments, which were then pattern-welded to the surfaces of the screw. The segments, like the screw, were made of stainless steel 12X18H10T [Sarzhanov OA, Sarzhanov B.O. An analysis of the repair of essential parts of centrifuges for old water. Newsletter of the Sumy National Agrarian University. Seria “Mechanization and automation of viral processing processes”, issue 10/3 (31), 2016. - P. 58-62].
Недостатком такого способа ремонта является значительная трудоемкость и высокая стоимость нанесения покрытий, а также отрицательное влияние на окружающую среду способа прикрепления сегментов к изношенной поверхности шнека методом сварки.The disadvantage of this repair method is the significant complexity and high cost of coating, as well as the negative impact on the environment of the method of attaching segments to the worn surface of the screw by welding.
Примером сферического диска в качестве рабочего органа орудий, предназначенных для обработки почвы, является отвал корпуса плуга.An example of a spherical disk as the working body of tools designed for tillage is the plow body blade.
Известна конструкция отвала корпуса плуга, предполагающая его восстановление за счет приваривания дуговой сваркой сегмента, компенсирующего износ, в заранее удаленную изношенную область отвала. Сегмент предварительно подвергается термической обработке до твердости 50…60 HRC по всей его глубине. Для обеспечения необходимых механических свойств восстанавливаемого отвала производится наплавочное армирование области сварных швов [Патент РФ на полезную модель №92823, В23К 9/04, опубл. в Б.И. №10, 2010].Known design of the blade of the plow body, suggesting its restoration by welding by arc welding a segment that compensates for wear in a previously removed worn area of the blade. The segment is preliminarily subjected to heat treatment to a hardness of 50 ... 60 HRC over its entire depth. To ensure the necessary mechanical properties of the restored blade, surfacing of the weld area is performed [RF Patent for Utility Model No. 92823, V23K 9/04, publ. in B.I. No. 10, 2010].
Однако изготовление сегмента, используемого для компенсации износа отвала, сопряжено с рядом трудностей. Главная из них заключается в том, что для получения заданной твердости сегмента его подвергают термической обработке. В результате, выдержать требуемый радиус кривизны сегмента, имеющего достаточно большую площадь, становится весьма затруднительным из-за его коробления при термической обработке, которая, ко всему прочему, негативно влияет на окружающую среду.However, the manufacture of a segment used to compensate for blade wear is associated with a number of difficulties. The main one is that it is subjected to heat treatment to obtain a given hardness of the segment. As a result, it becomes very difficult to maintain the required radius of curvature of a segment having a sufficiently large area due to its warping during heat treatment, which, among other things, negatively affects the environment.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления и упрочнения отвала корпуса плуга, включающий удаление изношенной части отвала, обеспечение наличия компенсирующего износ профильного сегмента, его приваривание с рабочей стороны поверхности отвала, причем, размеры сегмента выбирают, исходя из условия расположения сварочного шва вне зоны интенсивного изнашивания отвала, и наплавку в области восстановления армирующих валиков из износостойкого электродного материала. При этом армирующие валики расположены перпендикулярно перемещению почвы на расстоянии 20 мм друг от друга, с выходом их в зону ожидаемого лучевидного износа отвала [Патент РФ 2533957, В23Р 6/00, А01В 15/04, опубл. в Б.И. №33, 2014 - прототип].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of restoring and hardening the blade of the plow body, including removing the worn out part of the blade, ensuring the presence of a compensating wear profile section, welding it on the working side of the surface of the blade, and the size of the segment is selected based on the condition the location of the weld outside the area of intensive wear of the blade, and surfacing in the field of restoration of reinforcing rollers from a wear-resistant electrode material iala. Moreover, the reinforcing rollers are located perpendicular to the movement of the soil at a distance of 20 mm from each other, with their exit into the zone of the expected radial wear of the blade [RF Patent 2533957, V23P 6/00, A01B 15/04, publ. in B.I. No. 33, 2014 - prototype].
Недостатком данного способа является сильное тепловое воздействие при наплавке армирующих износостойких валиков, т.к. наплавка происходит с глубоким проплавлением основного металла. Это приводит к короблению восстанавливаемых и упрочняемых отвалов. Кроме того, способ не обеспечивает высоких показателей износостойкости и ресурса восстановленных и упрочненных отвалов корпусов плугов при их эксплуатации на почвах, обладающих высокой изнашивающей способностью, прежде всего песчаных и супесчаных.The disadvantage of this method is the strong thermal effect during surfacing of reinforcing wear-resistant rollers, because surfacing occurs with deep penetration of the base metal. This leads to warping of restored and hardened dumps. In addition, the method does not provide high indicators of wear resistance and resource of restored and hardened dumps of plow bodies during their operation on soils with high wear ability, especially sandy and sandy loam.
При этом применение дуговой сварки при проведении восстановительных работ предполагает:In this case, the use of arc welding during reconstruction involves:
- невозможность использования в качестве материала при восстановлении: металлов с удовлетворительной свариваемостью, когда свариваемый металл для предотвращения трещин предварительно нагревается, а после сварки подвергается термообработке; металлов с ограниченной свариваемостью, когда сталь склонна к образованию трещин и ее предварительно подвергают термообработке, а также термически обрабатывают после сварки; металлов с плохой свариваемостью, когда металл имеет склонность к образованию трещин, и сварка выполняется с предварительной термообработкой, при этом подогрев проводится и после сварки;- the impossibility of using as a material during recovery: metals with satisfactory weldability, when the welded metal is preheated to prevent cracks, and is subjected to heat treatment after welding; metals with limited weldability, when steel is prone to cracking and is preliminarily subjected to heat treatment, as well as heat treated after welding; metals with poor weldability, when the metal has a tendency to crack, and welding is performed with preliminary heat treatment, while heating is also carried out after welding;
применение специальных сварочных преобразователей (выпрямителей, инверторов) и сварочных трансформаторов;the use of special welding converters (rectifiers, inverters) and welding transformers;
- большой расход электроэнергии;- high power consumption;
- зависимость качества соединений от квалификации сварщика;- the dependence of the quality of the joints on the qualifications of the welder;
- сложность технологии и необходимость контроля на всех ее этапах;- the complexity of the technology and the need for control at all its stages;
- вредные условия процесса сварки для окружающих.- harmful conditions of the welding process for others.
В основу изобретения поставлена задача:The basis of the invention the task:
- повышение долговечности восстановленных и упрочненных деталей из листовой стали при их эксплуатации в средах, обладающих высокой изнашивающей способностью;- increase the durability of the restored and hardened parts made of sheet steel during their operation in environments with high wear ability;
- отсутствие коробления, а также повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных деталей в условиях интенсивного абразивного изнашивания;- the absence of warpage, as well as increasing the hardness and wear resistance of the restored and hardened parts in conditions of intense abrasive wear;
- возможность использования износостойких металлов с любой степенью свариваемости в качестве материала при ведении процесса восстановления;- the possibility of using wear-resistant metals with any degree of weldability as a material in the conduct of the recovery process;
- небольшой расход электроэнергии;- low power consumption;
- экологическая безопасность.- environmental Safety.
Поставленная техническая задача решена благодаря созданию способа восстановления и одновременного упрочнения деталей, изготовленных из листовой стали и подвергаемых абразивному износу в процессе эксплуатации, который, как и прототип, включает удаление изношенной части детали и замену ее отдельным сегментом, также изготовленным из листового материала, и соединение его с восстанавливаемой деталью неразъемным соединением, но в котором, в соответствии с одним из вариантов заявляемого технического решения обеспечивают наличие сегмента с предварительно выполненным пазом, который присоединяют к восстанавливаемой детали, снабженной предварительно выполненным шипом, при этом упрочнение восстанавливаемой детали осуществляют методом электроэрозионного легирования (ЭЭЛ) до достижения заданной твердости сегмента, а перед созданием неразъемного соединения восстанавливаемой детали и сегмента поверхности паза сегмента покрывают металлополимерным материалом (МПМ). При этом шип восстанавливаемой детали вставляют в паз сегмента по прессовой посадке, а установленный сегмент дополнительно фиксируют заклепками, винтами или другими крепежными элементами. Причем к восстанавливаемой детали присоединяют сегменты, выполненные как из одинаковых с восстанавливаемой деталью, так и отличных от нее материалов, например, для отвала корпуса плуга, изготовленного из стали 65 Г, сегменты могут быть выполнены из любой стойкой к абразивному износу стали: 70Г, 45, Л53 и др.The stated technical problem is solved by creating a method for the restoration and simultaneous hardening of parts made of sheet steel and subjected to abrasive wear during operation, which, like the prototype, includes removing the worn part of the part and replacing it with a separate segment, also made of sheet material, and connecting it with a restored part is an integral connection, but in which, in accordance with one of the variants of the claimed technical solution, a segment is provided pre-made groove, which is attached to the restored part, equipped with a pre-made spike, while the hardening of the restored part is carried out by the method of electroerosive alloying (EEL) until the specified hardness of the segment is achieved, and before creating an integral connection of the restored part and the segment of the surface of the groove of the segment, they are coated with a metal-polymer material (MPM ) In this case, the spike of the restored part is inserted into the groove of the segment by press fit, and the installed segment is additionally fixed with rivets, screws or other fasteners. Moreover, segments reconstructed are joined both from the materials identical to the restored part and from materials different from it, for example, for a plow body blade made of 65 G steel, segments can be made of any steel resistant to abrasion: 70G, 45 , L53, etc.
Упрочнение поверхностей сегмента могут проводить нанесением методом ЭЭЛ покрытия электродами из твердого сплава Т15К6 последовательно сначала при энергии разряда Wp=0,55 Дж, а затем при Wp=0,90 Дж, а на покрытие из твердого сплава Т15К6 наносить МПМ, предварительно армированный порошком в виде твердосплавной смеси ВК6, добавленной в двухкомпонентную эпоксидную систему, наполненную ферросиликоном марки Loctite 3478 при концентрации армирующего вещества ~ 60%. Кроме того, упрочнение поверхностей сегмента могут проводить поэтапным нанесением покрытия методом цементации ЭЭЛ, снижая на каждом этапе энергию разряда в диапазоне от Wp=6,8 Дж до Wp=3,9 Дж.Hardening of the segment surfaces can be carried out by applying the E15 coating method using electrodes made of T15K6 hard alloys, first sequentially at a discharge energy of W p = 0.55 J, and then at W p = 0.90 J, and MPM, previously reinforced, is applied to the T15K6 hard alloy coating powder in the form of a VK6 carbide mixture added to a two-component epoxy system filled with Loctite 3478 ferrosilicon at a reinforcing substance concentration of ~ 60%. In addition, hardening of the surfaces of the segment can be carried out by stepwise coating by EEL cementation, reducing at each stage the discharge energy in the range from W p = 6.8 J to W p = 3.9 J.
В соответствии со вторым вариантом заявляемого технического решения, обеспечивают наличие сегмента с предварительно выполненным шипом, который присоединяют к восстанавливаемой детали, снабженной предварительно выполненным пазом, при этом шип сегмента вставляют в паз восстанавливаемой детали по скользящей посадке.In accordance with the second embodiment of the claimed technical solution, a segment with a preformed spike is provided, which is attached to the restored part provided with a preformed groove, while the segment spike is inserted into the groove of the restored part according to a sliding fit.
Кроме того, как в первом, так и во втором варианте изогнутую форму сегмента получают, используя технологическую оснастку, применяемую для изготовления изогнутой формы восстанавливаемой детали.In addition, both in the first and in the second embodiment, the curved shape of the segment is obtained using the tooling used to make the curved shape of the restored part.
В качестве деталей, подвергаемых абразивному износу в процессе эксплуатации, использованы диски почвообрабатывающих машин, изготовленные из листовой стали 65Г.As parts subjected to abrasion during operation, the disks of tillage machines made of 65G sheet steel were used.
В качестве деталей, подвергаемых абразивному износу в процессе эксплуатации, использованы лопасти шнека центрифуги, изготовленные из листовой стали 12Х18Н10Т.As parts subjected to abrasive wear during operation, centrifuge auger blades made of sheet steel 12X18H10T are used.
Техническим результатом изобретения является отсутствие коробления, а также повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных деталей в условиях интенсивного абразивного изнашивания; возможность использования в качестве восстанавливающего материала износостойких металлов с любой степенью свариваемости; небольшой расход электроэнергии и, что не маловажно, экологическая безопасность.The technical result of the invention is the absence of warpage, as well as increasing the hardness and wear resistance of the restored and hardened parts in conditions of intense abrasive wear; the possibility of using wear-resistant metals with any degree of weldability as a reducing material; low power consumption and, not least, environmental safety.
Упрочнение поверхностей сегмента методом цементации ЭЭЛ (ЦЭЭЛ) при энергии разряда Wp=6,8 Дж с производительностью Т=0,5 см2/мин обеспечивает твердость покрытия HRC 55-65.Hardening of the segment surfaces by EEL cementation (CEEL) at a discharge energy of Wp = 6.8 J with a productivity of T = 0.5 cm 2 / min provides a hardness of HRC 55-65.
Упрочнение поверхностей сегмента путем нанесения методом ЭЭЛ покрытия электродами из твердого сплава Т15К6 последовательно при энергии разряда Wp=0,55 Дж, а затем при Wp=0,90 Дж обеспечивает 100%-ю сплошность, толщину приращенного слоя, 0,12 мм, шероховатость поверхности Rz=37 мкм.Hardening of the surface of the segment by applying the T15K6 hard alloy electrodes by the EEL method sequentially at a discharge energy of W p = 0.55 J and then at W p = 0.90 J provides 100% continuity, the thickness of the increment layer, 0.12 mm , surface roughness Rz = 37 μm.
Нанесение на сформированное покрытие металлополимерного материала (МПМ), приготовленного с использованием в качестве армирующего материала порошка в виде твердосплавной смеси ВК6, который небольшими порциями добавляют в двухкомпонентную эпоксидную систему, наполненную ферросиликоном марки Loctite 3478, при концентрации армирующего вещества ~ 60% обеспечивает получение сегмента с более высокой степенью упрочнения, достигнутого экологически безопасным способом.Application of the metal-polymer material (MPM) onto the formed coating, prepared using powder as a VK6 carbide mixture as reinforcing material, which is added in small portions to a two-component epoxy system filled with Loctite 3478 grade ferrosilicon, at a concentration of reinforcing agent of ~ 60%, it provides a segment with a higher degree of hardening achieved in an environmentally friendly way.
Далее описание заявляемого технического решения представлено со ссылками на иллюстрации примеров конкретного осуществления способа.The following is a description of the claimed technical solution is presented with reference to illustrations of examples of specific implementation of the method.
На Фиг. 1 представлен дисковый рабочий орган почвообрабатывающей машины, подвергаемый в процессе эксплуатации абразивному износу;In FIG. 1 shows a disk working body of a tillage machine subjected to abrasion during operation;
на Фиг. 2 дано сечение по А-А дискового рабочего органа, изображенного на Фиг. 1;in FIG. 2 shows a section along aa of the disk working member shown in FIG. one;
на Фиг. 3 - увеличенное изображение места В на Фиг. 2 с заточкой лезвия под углом α;in FIG. 3 is an enlarged view of a place B in FIG. 2 with blade sharpening at an angle α;
на Фиг. 4, Фиг. 5 представлены формы паза в сегменте дискового рабочего органа на Фиг. 1;in FIG. 4, FIG. 5 shows the shape of a groove in a segment of a disk working body in FIG. one;
на Фиг. 6, Фиг. 7 - формы шипа в дисковом рабочем органе на Фиг. 1;in FIG. 6, FIG. 7 shows the spike shapes in the disk tool in FIG. one;
на Фиг. 8 показана схема изготовления сегментов;in FIG. 8 shows a manufacturing diagram of segments;
на Фиг. 9, Фиг. 10 - схема фиксации сегмента;in FIG. 9, FIG. 10 is a diagram of a segment fixation;
на Фиг. 11 показан сегмент с шипом и заточкой;in FIG. 11 shows a spike and sharpening segment;
на Фиг. 12 - диск с пазами под сегменты.;in FIG. 12 - a disk with grooves for segments .;
на Фиг. 13 представлена восстановленная дисковая борона в сборе;in FIG. 13 shows a restored disc harrow assembly;
на Фиг. 14 показан участок шнека с изношенными местами;in FIG. 14 shows a section of a screw with worn out places;
на Фиг. 15, Фиг. 16 показана изношенная поверхность лопастей шнека, восстановленная традиционным способом;in FIG. 15, FIG. 16 shows a worn surface of auger blades reconstructed in a conventional manner;
на Фиг. 17, Фиг. 18 показан паз в сегменте и шип в лопасти шнека центрифуги, соответственно;in FIG. 17, FIG. 18 shows a groove in a segment and a spike in a blade of a centrifuge screw, respectively;
на Фиг. 19 представлена структура стали 12Х18Н10Т после последовательного ЭЭЛ твердым сплавом Т15К6 при Wp=0,55 Дж и Wp=0,90 Дж;in FIG. 19 shows the structure of steel 12Kh18N10T after a sequential EEL with T15K6 hard alloy at W p = 0.55 J and W p = 0.90 J;
на Фиг. 20 - структура стали 12Х18Н10Т после последовательного ЭЭЛ твердым сплавом Т15К6 + МПМ;in FIG. 20 - the structure of steel 12X18H10T after serial EEL with the T15K6 + MPM hard alloy;
на Фиг. 21 представлено распределение микротвердости сформированных покрытий по мере углубления от поверхности: 1 - последовательным ЭЭЛ твердым сплавом Т15К6 при Wp=0,55 Дж и Wp=0,90 Дж; 2 - последовательным ЭЭЛ твердым сплавом Т15К6 + МПМ;in FIG. 21 shows the microhardness distribution of the formed coatings as they deepen from the surface: 1 - by a sequential EEL with a T15K6 hard alloy at W p = 0.55 J and W p = 0.90 J; 2 - sequential EEL with a hard alloy T15K6 + MPM;
на Фиг. 22 показан шнек центрифуги с лопастью, восстановленной по заявляемому способу.in FIG. 22 shows a centrifuge screw with a blade restored by the present method.
Восстанавливали изношенную поверхность дискового рабочего органа (Фиг. 1), изготовленного из листовой стали 65Г толщиной 6 мм. Изношенную поверхность диска (Фиг. 2, Фиг. 3) протачивали как чисто и на лепестках, в зависимости от формы паза в сегменте (Фиг. 4, Фиг. 5), изготавливали шипы (Фиг. 6, Фиг. 7).Restored the worn surface of the disk working body (Fig. 1) made of sheet steel 65G 6 mm thick. The worn surface of the disk (Fig. 2, Fig. 3) was machined both cleanly and on the petals, depending on the shape of the groove in the segment (Fig. 4, Fig. 5), spikes were made (Fig. 6, Fig. 7).
Для получения сегмента на токарном станке из листа стали 65Г толщиной 12 мм и твердостью HRC 25 изготавливали технологический диск с пазом заданной формы (Фиг. 4, Фиг. 5) и заточками на наружном диаметре по углу а, как у готового изделия (Фиг. 2 (В), Фиг. 3). Технологический диск с пазом разрезали на фрезерном станке на отдельные сегменты 1 (Фиг. 8). На Фиг. 9, Фиг. 10 представлена схема фиксации сегмента. При монтаже сегмента на восстанавливаемом диске стенки паза сегмента разгибали до размера, позволяющего вставить в него шип диска, и на его поверхности под сопряжение с шипом наносили МПМ, шип диска вставляли в паз сегмента и сжимали стенки паза в замок, формируя соединение по прессовой посадке, фиксировали соединение с помощью дополнительных крепежных элементов (Фиг. 9, Фиг. 10), проводили ЦЭЭЛ боковых стенок паза, имеющих исходную твердость HRC 25 при энергии разряда Wp=6,8 Дж с производительностью Т=2,0 см2/мин, повышая при этом твердость до HRC 57, проводили ЦЭЭЛ поверхности сегмента, находящейся ниже боковых стенок паза и выше заточенной поверхности, имеющих исходную твердость HRC 25 при энергии разряда Wp=6,8 Дж с производительностью Т=0,5 см2/мин, повышая при этом твердость до HRC 65.To obtain a segment on a lathe, a technological disk with a predetermined shape groove (Fig. 4, Fig. 5) and sharpenings on the outer diameter at an angle a, like the finished product (Fig. 2), were made from a 65G steel sheet with a thickness of 12 mm and a hardness of HRC 25. (B), Fig. 3). The technological disk with a groove was cut on a milling machine into separate segments 1 (Fig. 8). In FIG. 9, FIG. 10 shows a segment fixation scheme. When mounting a segment on a restored disk, the walls of the segment groove were unbent to a size that allows a disk spike to be inserted into it, and MPM was applied to its interface to the spike, the disk spike was inserted into the segment groove and the groove walls were compressed into the lock, forming a press fit the connection was fixed using additional fasteners (Fig. 9, Fig. 10), CEEL of the side walls of the groove having the initial hardness of HRC 25 at discharge energy Wp = 6.8 J with a productivity of T = 2.0 cm 2 / min was carried out, increasing hardness up to HRC 57, rovodili Tseel segment surface located below the side walls of the recess and above honed surface having an initial hardness of HRC 25 at a discharge energy Wp = 6,8 J performance T = 0.5 cm 2 / min, while increasing the hardness to 65 HRC.
В соответствии со вторым вариантом способа заявляемого технического решения, в зависимости от размеров сегмента 1 с шипом 2 и заточкой 3 (Фиг. 11) изношенную поверхность восстанавливаемого диска протачивали как чисто и на лепестках изготавливали сквозные пазы 4 (Фиг. 12).In accordance with the second variant of the method of the claimed technical solution, depending on the size of the
В отличие от первого варианта заявляемого способа во втором варианте изготовляли сегмент 1 с шипом 2 (Фиг. 11). При монтаже сегмента 1 шип 2 сегмента 1 (Фиг. 11) вставляли в паз 4 диска (Фиг. 12), по скользящей посадке, на поверхности паза под сопряжение с шипом наносили МПМ, соединяли поверхность сегмента с поверхностью диска, просверливали сквозные отверстия 5 (Фиг. 13) через диск и сегмент 1, вынимали сегмент 1 из диска, вставляли шип 2 сегмента 1 в паз диска и фиксировали соединение заклепками или винтами, проводили ЦЭЭЛ сегмента и прилегающей к нему поверхности диска при энергии разряда Wp=6,8 Дж с производительностью Т=0,5 см2/мин до получения твердости HRC 55-60.In contrast to the first embodiment of the proposed method, in the second embodiment,
На Фиг. 4 схематически изображен участок шнека центрифуги с изношенными лопастями. Традиционно при ремонте шнеков изношенные участки лопастей (Фиг. 15, Фиг. 16) заменяли отдельными сегментами, которые приваривали к уцелевшим поверхностям. Сегменты, как и шнек, изготавливали из нержавеющей коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т.In FIG. 4 schematically shows a portion of a centrifuge screw with worn blades. Traditionally, when repairing screws, the worn sections of the blades (Fig. 15, Fig. 16) were replaced by separate segments, which were welded to the surviving surfaces. The segments, like the screw, were made of stainless steel 12X18H10T.
Применение заявляемого способа для ремонта и восстановления изношенных лопастей шнеков центрифуг оказалось вполне эффективным и целесообразным, в частности, с точки зрения воздействия на окружающую среду.The use of the proposed method for the repair and restoration of worn blades of centrifuge screws turned out to be quite effective and appropriate, in particular, from the point of view of environmental impact.
Изношенную поверхность лопастей шнека, выполненных из листовой стали 12Х18Н10 т толщиной 6 мм, протачивали как чисто и, в зависимости от размеров паза в сегменте (Фиг. 17) изготавливали шипы (Фиг. 18). Сегменты размером 50×50×12 мм изготавливали из листа стали 12Х18Н10 т толщиной 12 мм и твердостью HRC 20. При монтаже сегмента на лопасти шнека стенки паза разгибали до вхождения в него шипа на лопасти шнека, при этом перед сборкой на поверхности паза, сопрягаемые с шипом, наносили МПМ, шип на лопасти шнека вставляли в паз сегмента и сжимали стенки паза в замок, формируя соединение по прессовой посадке, фиксировали соединение с помощью дополнительных крепежных элементов (заклепок, винтов и др.), проводили упрочнение поверхностей сегмента путем нанесения методом электроэрозионного легирования (ЭЭЛ) покрытия электродами из твердого сплава Т15К6 последовательно при энергии разряда Wp=0,55 Дж, а затем при Wp=0,90 Дж. Последовательное формирование покрытия из твердого сплава Т15К6 при Wp=0,55 и 0,90 Дж обеспечивает 100%-ю его сплошность. Толщина приращенного слоя, измеренного микрометром по отдельным выступам, достигала 0,12 мм, шероховатость поверхности при этом составляла Rz=37 мкм. [Патент Украiни на корисну модель №115676, МПК В23Н 5/00. Cnociб вiдновлення зношених поверхонь металевих деталей / В.Б. Тарельник, В. С. Марцинковський, О.Г. Павлов / Опубл. 25.04.2017, Бюл. №8. - 15 с]. Согласно [Патент на корисну модель №131805, МПК В23Н 5/02. Cnociб вiдновлення зношених поверхонь деталей машин з сталi / В.Б. Тарельник, В.С. Марцинковський, О.П. Гапонова, С.В. Коноплянченко, Б.О. Саржанов / Опубл. 25.01.2019, Бюл. №2. - 21 с.], на сформированное покрытие наносили металополимерный материал (МПМ). В качестве армирующего материала при создании МПМ использовали порошок в виде твердосплавной смеси ВК6, который небольшими порциями добавляли в двухкомпонентную эпоксидную систему, наполненную ферросиликоном марки Loctite 3478, и тщательно перемешивали. Концентрация армирующего вещества составляла ~ 60%. Дальнейшее увеличение концентрации порошка ВК6 в металополимерной смеси усложняет перемешивание и не обеспечивает необходимого смачивания частиц твердосплавной смеси полимером. Полученную смесь наносили на сформированное методом ЭЭЛ покрытие из твердого сплава Т15К6.The worn surface of the auger blades made of 12X18H10 t sheet steel with a thickness of 6 mm was machined as clean and, depending on the size of the groove in the segment (Fig. 17), spikes were made (Fig. 18).
На Фиг. 19, фиг. 20 изображены структуры образцов стали 12Х18Н10Т после последовательного ЭЭЛ при Wp=0,55 Дж и Wp=0,90 Дж твердым сплавом Т15К6, также последовательного ЭЭЛ твердым сплавом Т15К6 по указаным режимам и нанесения МПМ, соответственно. Микроструктурный анализ показал, что после ЭЭЛ стали 12Х18Н10Т твердым сплавом структура поверхностного слоя состоит из трех зон, Фиг. 19. На поверхности расположена зона толщиной до 50 мкм, имеющая более темный цвет, микротвердость которой находится в пределах 5000-5400 МПа Фиг. 21, (кривая 1). По мере отдаления в глубь металла от поверхности, расположена переходная зона, микротвердость в которой плавно снижается и, на глубине ~ 70 мкм соответствует микротвердости основы. Как показали исследования, покрытия, полученные по технологии ЭЭЛ твердым сплавом и нанесением МПМ, состоят из 4-х зон, Фиг. 20. На поверхности образуется зона более темного цвета толщиной до 120 мкм, микротвердость которой находится в пределах 6200-9200 МПа. Под ним расположена зона светлого цвета, толщиной до 90 мкм, микротвердость которой составляет около 3200 МПа. По мере отдаления от поверхности, микротвердость плавно снижается, и на глубине - 280 мкм соответствует микротвердости основы, Фиг. 21 (кривая 2).In FIG. 19, FIG. Figure 20 shows the structures of samples of 12Kh18N10T steel after a sequential EEL at W p = 0.55 J and W p = 0.90 J with a T15K6 hard alloy, also a sequential EEL with a T15K6 hard alloy according to the indicated modes and applying MPM, respectively. Microstructural analysis showed that after the EHE of steel 12X18H10T by hard alloy, the structure of the surface layer consists of three zones, FIG. 19. On the surface there is a zone up to 50 microns thick, having a darker color, the microhardness of which is in the range of 5000-5400 MPa. FIG. 21, (curve 1). As the metal moves deeper into the surface from the surface, a transition zone is located, the microhardness of which gradually decreases and, at a depth of ~ 70 μm, corresponds to the microhardness of the base. As studies have shown, coatings obtained by EEL technology with hard alloy and MPM deposition consist of 4 zones, FIG. 20. A darker zone up to 120 microns thick is formed on the surface, the microhardness of which is in the range of 6200-9200 MPa. Under it is a light colored zone up to 90 microns thick, the microhardness of which is about 3200 MPa. As you move away from the surface, the microhardness gradually decreases, and at a depth of 280 μm corresponds to the microhardness of the base, FIG. 21 (curve 2).
На Фиг. 22 показан шнек центрифуги с лопастями, восстановленными по предлагаемой технологии.In FIG. 22 shows a centrifuge screw with blades reconstructed using the proposed technology.
Аналогично, шнек центрифуги может быть восстановлен в соответствии со вторым вариантом заявляемого способа, при котором с шипами могут быть изготовлены сегменты.Similarly, a centrifuge screw can be restored in accordance with a second embodiment of the inventive method, in which segments can be made with spikes.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127222A RU2718599C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127222A RU2718599C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2718599C1 true RU2718599C1 (en) | 2020-04-08 |
Family
ID=70156415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127222A RU2718599C1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2718599C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207203U1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | SEDIMENTARY CENTRIFUGE SCREW |
RU207201U1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | CENTRIFUGE SCREW FOR SUSPENSION SEPARATION |
RU207202U1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | CENTRIFUGE SCREW FOR SUSPENSION SEPARATION |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1771161A1 (en) * | 1990-10-04 | 1994-01-15 | Научно-исследовательский институт технологии, организации производства двигателей | Method for repair of parts |
RU2185945C1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method for restoring turbomachine blades |
US20060207096A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-21 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method for repairing heat recovery steam generator tube-to-header damage |
RU92823U1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-04-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" | Plow hull blade |
RU2524470C2 (en) * | 2012-08-20 | 2014-07-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of reconditioning worn-out metal parts |
RU2533957C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-27 | Александр Михайлович Михальченков | Method of recovery and strengthening mouldboard of plough body |
JP2017008296A (en) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 新日鉄住金化学株式会社 | Crack propagation inhibiting resin composition and crack propagation inhibition method |
RU2671030C2 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-29 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of restoration of worn surfaces of metal parts |
-
2019
- 2019-08-27 RU RU2019127222A patent/RU2718599C1/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1771161A1 (en) * | 1990-10-04 | 1994-01-15 | Научно-исследовательский институт технологии, организации производства двигателей | Method for repair of parts |
RU2185945C1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method for restoring turbomachine blades |
US20060207096A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-21 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method for repairing heat recovery steam generator tube-to-header damage |
RU92823U1 (en) * | 2009-11-17 | 2010-04-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" | Plow hull blade |
RU2524470C2 (en) * | 2012-08-20 | 2014-07-27 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of reconditioning worn-out metal parts |
RU2533957C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-27 | Александр Михайлович Михальченков | Method of recovery and strengthening mouldboard of plough body |
JP2017008296A (en) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 新日鉄住金化学株式会社 | Crack propagation inhibiting resin composition and crack propagation inhibition method |
RU2671030C2 (en) * | 2017-04-14 | 2018-10-29 | Василий Сигизмундович Марцинковский | Method of restoration of worn surfaces of metal parts |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207203U1 (en) * | 2021-03-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | SEDIMENTARY CENTRIFUGE SCREW |
RU207201U1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | CENTRIFUGE SCREW FOR SUSPENSION SEPARATION |
RU207202U1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-10-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | CENTRIFUGE SCREW FOR SUSPENSION SEPARATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2718599C1 (en) | Method of reduction and simultaneous hardening of parts from sheet steel subjected to abrasive wear during operation (versions) | |
EP0168931B1 (en) | Process for producing a wear-resistant article | |
EP2269898B1 (en) | Undercarriage assembly component for a track-type machine | |
DE602006000108T2 (en) | Method for repairing a friction surface of an adjustable blade of a turbomachine | |
DE202010007393U1 (en) | Machine knife for food processing | |
CN105108503B (en) | A kind of different machine with cast track and its renovation process away from bionic surface combination of many structures | |
RU2524470C2 (en) | Method of reconditioning worn-out metal parts | |
CN102451981B (en) | The cutting edge that the manufacture method of cutting edge and the method manufacture | |
CN108188651A (en) | Irregular wear guide rail surface melts chromium, molten carbon strengthening repair method | |
RU2484937C2 (en) | Method of weld reconditioning of tillage machine tools | |
RU2325256C2 (en) | Method of restoration of tillage machine cultivator blades | |
RU2398668C2 (en) | Method of hydraulic control valve repair | |
RU92823U1 (en) | Plow hull blade | |
UA123648C2 (en) | METHOD OF RESTORATION AND SIMULTANEOUS STRENGTHENING OF SHEET STEEL PARTS SUBJECT TO ABRASIVE WEAR IN THE OPERATION PROCESS (OPTIONS) | |
RU2480974C1 (en) | Ploughshare chisel | |
UA140467U (en) | METHOD OF RESTORATION AND SIMULTANEOUS STRENGTHENING OF SHEET STEEL PARTS SUBJECT TO ABRASIVE WEAR IN THE OPERATION PROCESS | |
RU2398090C1 (en) | Method to produce drilling bits with pdc-plates | |
UA140468U (en) | METHOD OF RESTORATION AND SIMULTANEOUS STRENGTHENING OF SHEET STEEL PARTS SUBJECT TO ABRASIVE WEAR IN THE OPERATION PROCESS | |
CN108637586A (en) | A kind of guide and guard surface repairing method | |
LISKIN et al. | Increasing the durability of ploughshares with wear resistant hardfacing | |
RU2467857C1 (en) | Reconditioning cultivator center hoes | |
RU2692152C1 (en) | Method for increasing abrasive wear resistance of plowshares cutting-and-bladed part | |
EP3720987B1 (en) | Process for coating a guide | |
RU2533957C1 (en) | Method of recovery and strengthening mouldboard of plough body | |
RU2695857C1 (en) | Method of increasing resistance to abrasive wear of frame and resource of composite ploughshare of plow bodies |