МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЕДІНКИ ТУГОПЛАВКИХ ЧАСТОК ПОРОШКОВОГО СЕРДЕЧНИКА У ТЕРМОДЕФОРМАЦІЙНОМУ ОСЕРЕДКУ ПРИ НАПЛАВЛЕННІ

Анотація

Відновлення працездатності деталей та вузлів обладнання, що працює в умовах абразивного зношування, може бути досягнуто двома шляхами: заміною спрацьованих деталей новими або нарощуванням шарів відновлюючих та зміцнюючих покриттів на зношену поверхню до номінальних розмірів. Перший шлях є економічно менш вигідним через те, що витрати на запасні частини можуть сягати до 80 % від вихідної вартості обладнання. Застосування електроконтактного наплавлення композиційними матеріалами, коли на зношену поверхню наносять шар необхідної товщини, що має заздалегідь визначений рівень робочих характеристик, дозволяє ефективно вирішувати задачу подовження нормативного терміну служби технологічних вузлів обладнання. Фізико-механічні властивості покриттів (міцність зчеплення, зносостійкість, твердість) залежать від поведінки тугоплавких частинок шихтової композиції сердечника у поперечному перерізі шару. Тугоплавкі частинки не деформуються в процесі електроконтактного наплавлення, вступаючи під дією сили на ролику-електроді у фізичний контакт із в’язко-пластичними поверхневими шарами основного металу деталей. Специфіка виробництва композиційних матеріалів для електроконтактного наплавлення зносостійких покриттів зумовлює в осередку деформації наявність дроблених тугоплавких частинок осколкової форми, які можуть бути різним чином орієнтовані гранями або ребрами стосовно поверхні деталі. У представленій математичній моделі розглянуто поведінку дроблених тугоплавких частинок в осередку деформації на прикладі спільного впровадження суміжних частинок, представлених у вигляді ідеалізованих абсолютно жорстких клинів. Адекватність запропонованої моделі підтверджується зіставленням розрахункових даних та результатів експериментальних досліджень. Встановлено, що найбільша глибина впровадження спостерігається у разі введення до шихтової композиції сердечника як зносостійкого складника тугоплавких частинок у вигляді конусу. Аналіз одержаних експериментальних даних показав, що міцність зчеплення значно підвищується у разі впровадження тугоплавких часток у в’язко-пластичні поверхневі шари основного металу деталі.