Введение
Глава 1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования 10
1.1 Требования, предъявляемые к поверхностям деталей работающих при циклических нагрузках 10
1.2 Особенности условий работы деталей, работающих при циклических и знакопеременных нагрузках 11
1.3 Способы восстановления коленчатого вала 17
1.3.1 Плазменное напыление 19
1.3.2 Способы повышения прочностных и механических свойств покрытий 20
1.3.3 Механические, термомеханические способы упрочнения покрытия 21
1.3.4 Термическое воздействие на покрытие 23
1.3.5 Способы одновременного напыления и упрочнения покрытий 25
1.3.6 Модуляция электрических параметров плазмотрона 27
1.3.7 Модуляция электрических параметров сварочной дуги 29
1.4 Выводы 30
1.5 Цели и задачи исследования 31
Глава 2 Разработка физико-математической модели тепловых процессов при плазменном напылении с одновременным оплавлением покрытия выносной дугой в режиме модуляции 33
2.1 Постановка задачи определения температурного поля цилиндрической детали 34
2.1.1 Основные допущения 34
2.1.2 Математическая модель теплообмена 35
2.1.3 Учет изменения тепловой мощности плазматрона при модуляции электрических параметров 38
2.1.4 Расчетные зависимости температурного поля 39
2.1.5 Учет формы вала 42
2.2 Моделирование теплового режима 44
2.2.1 Основные факторы 44
2.2.2 Результаты расчета 44
2.2.3 Выбор теплового режима 54
2.2.3.1 Условия выбора теплового режима 54
2.2.3.2 Выбор частоты вращения вала 55
2.2.3.3 Регулирование температуры перед пятном напыления при ПНОВМ 61
2.2.3.4 Пример расчета температуры перед пятном напыления на коленчатом валу при ПНОВМ 64
2.3 Выводы 69
Глава 3 Методика исследования 72
3.1 Общие положения методики 72
3.2 Разработка экспериментального оборудования 73
3.2.1 Определение электрических параметров 73
3.3 Обоснование выбора рабочих материалов 75
3.4 Методика определения температуры основы 77
3.5 Методика исследований физико-механических свойств покрытий .79
3.6 Методика обработки результатов экспериментов 85
3.7 Выводы 85
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований 86
4.1 Определение оптимальных технологических параметров процесса ПНОВМ 86
4.2 Исследование электрических параметров 90
4.2.1 Исследование электрических параметров плазмотрона без модуляции 90
4.2.2 Исследование модуляции электрических параметров плазмотрона 92
4.2.3. Положительная модуляция электрических параметров плазмотро на 94
4.2.4 Отрицательная модуляция электрических параметров плазмотро на 94
4.3 Изучение прочности сцепления покрытия с основным материалом 95
4.4 Изучение пористости покрытий 96
4.5 Изучение температуры основы 96
4.6 Металлография и рентгеноструктурный анализ 98
4.7 Твердость и микротвердость покрытий 99
4.8 Исследование износостойкости покрытий 102
4.9 Результаты усталостных испытаний 103
4.10 Выводы 104
Глава 5 Реализация технологии ПНОВМ 106
5.1 Технологический процесс восстановления коленчатого вала ПНОВМ 106
5.1.1 Рекомендуемые режимы нанесения покрытий 107
5.1.2 Механическая обработка покрытий 107
5.2 Эксплуатационные испытания восстановленных коленчатых валов 108
5.3 Экономическое обоснование эффективности разработанной технологии 109
Общие выводы и рекомендации 117
Список литературы
