Сучасні технології зміцнення робочих органів ґрунтообробних машин: Metalozn. obrobka met., 2023, Vol. 29 No. 1, 34-45

В. С. Дорошенко; П. Б. Калюжний

doi:10.15407/mom2023.01.034

Автор(и)

В. С. Дорошенко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-0070-5663
П. Б. Калюжний Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-1111-4826

DOI:

https://doi.org/10.15407/mom2023.01.034

Ключові слова:

технології зміцнення, гартування, зношування, робочі органи ґрунтообробних машин, високоміцний чавун

Анотація

У процесі експлуатації ґрунтообробних машин їх робочі органи, що контактують безпосередньо з ґрунтом, піддаються абразивному зносу, високим контактним та динамічним навантаженням, а також корозійному впливу ґрунту. Важкі умови експлуатації викликають інтенсивне зношування таких деталей. Тому роботи, пов'язані з підвищенням зносостійкості матеріалів, призначених для виготовлення робочих органів ґрунтообробних машин (лемехів, лап культиваторів, дисків, долот та ін.), є актуальними. Розглянуто основні технології зміцнення, представлених на ринку, робочих органів ґрунтообробних машин. Зібрано та проаналізовано дані про відсоткове співвідношення обсягу ринку тими чи іншими видами зміцнення. Показано у порівнянні окремі характеристики розглянутих методів зміцнення ґрунтообробних органів. Для забезпечення зносостійкості та технічного ресурсу на рівні з кращими зарубіжними аналогами ґрунтообробні органи рекомендується виготовляти литтям із ВЧ, термічно обробляти, досягаючи бейнітної металевої основи, насиченої карбідами, зокрема на поверхні. Доцільно, щоб один поверхневий прошарок металу був підвищеної твердості, що відповідатиме умові самозаточування робочих органів при зношуванні. Розглянуто два способи гартування для виконання цієї умови, в яких в якості охолоджуючого середовища для термообробки лемеха плуга використовується вода. При цьому новою особливістю розробленого нами ізотермічного гартування лемехів є застосування нагрітої металевої оснастки, в наведених прикладах якості якої багаторазово застосовували виливок лемеха. Також розглянуто особливості і переваги охолодження виливків в псевдозрідженому шарі піску. Заміна дорогих матеріалів, сплавів та технологій на використання нелегованого ВЧ із зносостійкою структурою, а також застосування недорогих за вартістю методів лиття разом з термічним зміцненням призведе до суттєвого зниження собівартості робочих органів ґрунтообробних машин.

Посилання

Novikov V. S. Ensuring the durability of the working bodies of the soil machines: (Extended abstract of Doctor thesis). Dr. Sci. (Engin.). M., 2008, 38 p. [in Russian].

Slinko D.B., Denisov V.A., Dobrin D.A., Afanasev A.V., Kislov P.M.б Tekhnicheskii servis mashin. 2020. No 1 (138), pp. 176–185 [in Russian]. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2020-58-1-176-185

Dobrin D. A., Afanasev A. V., Mitusov S. S., Pikuleva I. M. International scientific and technical conference "Innovative technologies, equipment and materials for blank production in mechanical engineering",Abstract of Papers, Moskva, 2022. [in Russian]. URL: https://mashtech.bmstu.press/preprints/3148/

Frank Czerwinski. Thermochemical Treatment of Metals [in English]. URL: https://www.intechopen.com/chapters/39403

Kidalov N.A., Grebnev D.Iu., Gabelchenko N.I., Aushev V.V., Zagotovitelnye proizvodstva v mashinostroenii, 2023, No 1. pp. 9-11 [in Russian]. https://doi.org/10.36652/1684-1107-2023-21-1-9-11

Vinogradov V.V. Increasing the wear resistance of firing paws of the soil -processing tools of carbovibibral strengthening of their cutting surfaces: (Unpublished candidate thesis) PhD (Engin.). Orel, 2017. 156 p. [in Russian].

Novikov V.S. Strengthening of the working organs of the soil machines. (Hardening of the working bodies of tillage machines), Moskva: MGAU, 2013, 112 p. [in Russian].

Ozhegov N.M., Ruzhev V.A., Kaposhko D.A., Solovev S.A., Lialiakin V.P., Slinko D.B., Trudy «GOSNITI»,2015, Vol. 121, pp. 273–281 [in Russian].

Brandenberg K., Hayrynen K. Applications of Austempered Ductile Iron, Proceedings of the 2002 World Conference on ADI, Louisville, USA, 2002. [in English].

Kostyleva L.V., Ovchinnikov A.S., Gapich D.S., Fomin S.D., ARPN journal of engineering and applied sciences, 2017, Vol. 12(7), pp. 2085-2091 [in English].

Patil S.A., Pathak S.U., Likhite Ajay, International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2014, Vol. 3 (2), pp. 9652-9656 [in English]

Makarenko, K.V., Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva, 2014, No. 2, pp. 196–205 [in Russian].

John R. Keough, PE. Tim Dorn, Kathy L. Hayrynen et al. Agricultural Applications of Austempered Iron Components. [in English]. URL: https://www.researchgate.net/publication/242359329

International application WO2008076497A1. C22C 37/10, C21C 1/10. As-cast carbidic ductile iron, J. P. Lemke, R. E. Eppich. Publication 26.06.2008. [in English].

Najdek, V.L., Gavrilyuk, V.P., Neizhko, I.G. Bejnitnyj vysokoprochnyj chugun (Bainitic ductile iron), Кyiv: National Academy of Sciences of Ukraine, PTIMA, 2008, 140 p. [in Russian].

Kaliuzhnyi P.B., Doroshenko V.S., Metal i lyttya Ukrayiny, 2022, No. 3, pp. 88-95 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/steelcast2022.03.088

Kaliuzhnyi P.B., Doroshenko V.S., Shalevska I.А., Protsesy lyttya, 2022, No. 3, pp. 34-41. https://doi.org/10.15407/plit2022.03.027 [in Ukrainian].

Ruzibayev A.N., Shukurov N.R., Khuzhanazarov B.F. European science, 2021, No. 3, pp. 9-13 [in English].

Patent No. 139560 Ukraine, МРК IPC B22D 7/00, B22D 23/00, F41H 5/00. Sposib vyrobnytstva bronovoi pereshkody z vysokomitsnoho chavunu u lyvarnykh formakh z sypkoho pisku [Method of producing armor obstacles from high-strength cast iron in foundry molds of loose sand]. V.S. Doroshenko, V.O. Shinski, No. u201906841; zayavl. 18.06.2019; opubl. 10.01.2020, Bull. no. 1/2020, 4 p. [in Ukrainian].

Muravev V.I., Kurbatov V.P. Hardening of instrumental steels in a boiling layer. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 1970, No. 2, pp. 46-48 [in Russian].