Білик О. Г. Розвиток наукових і технологічних основ наплавлення зносостійких сплавів порошковими стрічками

Мета роботи - розробка науково обґрунтованої технології виробництва порошкових стрічкових електродів і вдосконалення технології механізованого електродугового наплавлення зносостійких сплавів з використанням порошкових стрічок. Об'єкт дослідження – закономірність формування зносостійкого наплавленого металу при використанні порошкового стрічкового електродного матеріалу. Предмет дослідження – конструкції порошкових стрічкових електродних матеріалів, способи наплавлення та вплив зовнішнього магнітного поля на формування наплавленого металу з отриманням необхідних розмірів і властивостей. Методи досліджень - оптична та сканувальна електронна мікроскопія, енергодисперсійна спектроскопія, рентгеноструктурний аналіз, вимірювання мікротвердості; випробування на абразивний знос; математичне моделювання розрахунку конструктивних параметрів порошкових стрічкових електродних матеріалів, розрахункові і експериментальні дослідження, математичні методи обробки даних з використанням програмних засобів, математичних пакетів Microsoft Excel, MathCad, Ansys-ED, заснованих на чисельних рішеннях. В основу математичних моделей було покладено метод кінцевих елементів, елементи теорії теплових процесів, регресійний аналіз. Встановлено закономірність формування зносостійкого наплавленого металу при використанні порошкового стрічкового електродного матеріалу. Встановлено закономірності формування структури в наплавленого металу з системою легування Fe-C-Cr-Ni, отриманого механізованим електродуговим наплавленням порошковими стрічками. Вперше показано, що при багатошаровому наплавленні зносостійкого сплаву порошковою стрічкою ПЛ-АН-111, в зонах перекриття виділяється графіт при перетворенні карбідів в процесі перекристалізації. Розроблена методологія оцінювання якості перемішування порошкоподібних компонентів різної грануляції і технологічних властивостей, яка характеризує ефективність змішування при виробництві порошкових стрічок. Експериментально підтверджено, що накладення зовнішнього магнітного поля з індукцією 28 мТ на зону плавлення порошкової стрічки, приводить до модифікації первинної структури наплавленого шару, зростання мікротвердості карбідної евтектики на 20-50HV. Впровадження технологій відновлення та зміцнення механізованим наплавленням порошковими стрічками дозволило підвищити: експлуатаційну стійкість проводин стану СПШ-120 ПрАТ «МК Азовсталь» в середньому в 3,03 рази та забезпечило зростання продуктивності обладнання; стійкість роликів рольгангу ЛПЦ-3000 ПрАТ «ММК ім Ілліча» в середньому 1,87 рази, що дозволило підвищити міжремонтний термін їх роботи; продуктивність і якість наплавлення порошковими стрічками деталей засипного апарату доменної печі (конусів та чаш) на 20 % в умовах ПрАТ «Азовзагальмаш». Загальний економічний ефект від впровадження розроблених технологій відновлення становить 2 961 740 грн.