Противоизносные характеристики железоуглеродистых твердосплавных покрытий рабочих органов почвообрабатывающих машин

Разработка новых износостойких твердосплавных композиций для наплавочного упрочнения изделий, эксплуатируемых в жестко абразивных средах, в частности почве, является одним из эффективных направлений борьбы с абразивным износом и его последствиями. Серийно выпускаемые железоуглеродистые твердые сплавы имеют невысокие характеристики сопротивления абразивному изнашиванию. (Цель исследования) Разработка новых твердых сплавов на основе высоколегированных чугунов, обеспечивающих повышение износостойкости и эффективности применения упрочняющих наплавочных покрытий на быстроизнашиваемые детали почвообрабатывающей техники. (Материалы и методы) Априорный анализ показал, что увеличенное содержание бора повышает, как правило, сопротивляемость сталей и твердых сплавов абразивному изнашиванию. Отмечена сложность и недостаточная изученность влияния легирования бором, в частности железоуглеродистых твердых сплавов. По результатам предшествующих исследований приведены рекомендуемые граничные пределы содержания бора в сплавах – 0,5-6,0 процента. Отмечены особенности влияния легирования бором в сочетании с содержанием в сплавах марганца и никеля. Методы исследований состояли в проведении и оценке результатов сравнительных лабораторных и эксплуатационно-полевых ресурсных испытаний образцов и полнокомплектных изделий с нанесенными различными видами твердосплавных покрытий. (Результаты и обсуждение) Исследованы четыре новые вида борсодержащих твердых сплавов. Проведены их сравнительные лабораторные и эксплуатационные испытания. Лучший из разработанных твердых сплавов, с условным обозначением ПР-ФБ3Х, имеет при наплавочном нанесении до 1,6 раз более высокий коэффициент относительной износостойкости в сравнении с лучшим из серийных сплавов ПГ-ФБХ-6-2. Разработанные сплавы в ряде случаев могут быть экономически эффективными заменителями композиций серийных твердых сплавов с добавками дорогостоящего литого карбида вольфрама. (Выводы) В результате проведенных исследований и практических работ созданы новые сплавы ПР-ФБЗХ и ПР-ФБ2,5Х, отличающиеся, прежде всего повышенным (до 3,2 процента) содержанием бора, имеющие высокую противоизносную характеристику. Данные сплавы возможно использовать как качественные, экономически эффективные заменители серийных железоуглеродистых сплавов с добавками литого карбида вольфрама (WC).

1. Миронов Д.А. Технологические методы повышения ресурса и работоспособности быстроизнашиваемых рабочих органов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68. N4 (45). С. 118-123. DOI: 10.22314/2658-4859-2021-68-4-118-123.

2. Ахметшин Т.Ф., Повышение износостойкости и долговечности почвообрабатывающих рабочих органов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. N3 (41). С. 81-84. EDN: QJCGHT.

3. Сидоров С.А., Зволинский В.Н. Повышение прочностных характеристик рабочих органов почвообрабатывающих машин путем защиты определенных зон от интенсивного абразивного изнашивания // Технический сервис машин. 2019. N1 (134). С. 179-193. EDN: EPBXHL.

4. Добрин Д.А. Актуальные технологии упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин // Технический сервис машин. 2022. N4. С. 111-117. DOI: 10.22314/2618-8287-2022-60-4-111-117.

5. Соболевский И.В., Турин Е.Н., Калафатов И.И. Повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин с учетом почвенных условий республики Крым // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2021. Т. 14. N3 (70). С. 42-50. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2021_3_42.

6. Лялякин В.П., Аулов В.Ф., Ишков А.В. и др. Исследование износостойкости ножей в период эксплуатации и оценка эффективных методов их упрочнения // Проб­лемы машиностроения и надежности машин. 2024. N1. С. 97-106. DOI: 10.31857/S0235711924010117.

7. Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Сидоров С.А. и др. Использование биметаллических сталей для повышения ресурса рабочих органов сельскохозяйственных машин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. N2. С. 80-81. EDN: QAZOOP.

8. Ерохин М.Н., Гайдар С.М., Скороходов Д.М. и др. Износостойкость низколегированных сталей в абразивной среде // Агроинженерия. 2023. Т. 25. N3. С. 72-78. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-3-72-78.

9. Sidorov S.A., Mironov D.A., Khoroshenkov V.K., Khlusova E.I. Surfacing methods for increasing the service life of rapidly wearing working tools of agricultural machines. Welding International. 2016. Vol. 30. N10. С. 808-812. DOI: 10.1080/09507116.2016.1148408.

10. Ожегов Н.М., Добринов А.В., Ружьев В.А. Исследования методов упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин и разработка автоматической установки для нанесения на них упрочняющих покрытий // Современные наукоемкие технологии. 2017. N3. С. 28-31. EDN: YIZVJR.

11. Ерохин М.Н., Новиков В.С. Прогнозирование долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин при их разработке // Вестник МГАУ. 2017. N6 (82). С. 56-62. EDN: USEAKL.

12. Дудников А.А., Беловод А.И., Пасюта А.Г. и др. Технологические способы повышения долговечности и ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин // Технологический аудит и резервы производства. 2015. Т. 5. N1 (25). С. 4-7. DOI: 10.15587/2312-8372.2015.48825.

13. Муртазин Г.Р., Зиганшин Б.Г., Яхин С.М. Повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин // Техника и оборудование для села. 2015. N10. С. 32-34. EDN: UQFKOT.

14. Аулов В.Ф., Лялякин В.П., Михальченков А.М. и др. Повышение ресурса и стойкости к абразивному изнашиванию долот лемехов наплавкой электродами с борсодержащей обмазкой // Сварочное производство. 2019. N7. С. 28-31. EDN: BLYOAQ.

15. Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Сидоров С.А. и др. Разработка и технология изготовления почвообрабатывающих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N4. С. 3-8. EDN: WLZXPD.

16. Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Мазитов Н.К. Почвообрабатывающая техника: пути импортозамещения // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N2. С. 37-42. DOI: 10.22314/ 207375992017.2.3741.

17. Аулов В.Ф., Рожков Ю.Н., Ишков А.В. и др. Экспериментальные исследования износостойкости образцов из стали 65Г и с покрытием скоростным ТВЧ-борированием // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9. N2-2. С. 507-511. DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.507-511.

18. Лискин И.В., Миронов Д.А., Курбанов Р.К. Обоснование параметров искусственной почвенной среды для лабораторного исследования изнашивания лезвия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. N4. С. 37-42. DOI: 10.22314/207375992017.4.3742.