Повышение коррозийной стойкости деталей лесотранспортных машин

Многие узлы и детали лесных машин, работающие в агрессивных средах (крепежные детали, детали торцевых уплотнений, штоки насосов, клапаны, детали запорной арматуры, сварные соединение и др.) быстро выходят из строя из-за коррозии металла, снижения износостойкости, сероводородно-коррозионного растрескивания и других видов отказов, связанных с процессами коррозии металла.

Существует большое разнообразие технологических процессов восстановления и ремонта деталей лесных машин. Предлагаемая технология обработки и восстановления деталей состоит в комбинировании газотермического напыления с последующей химико-термической и термической обработкой и проверкой физикомеханических свойств.

Процесс напыления производился на материал из стали марки 20Х, из нее также были сделаны образцы для последующего исследования.

В процессе напыления были исследованы составы стандартных порошков на основе никеля с присадками от 0,3 до 14% хрома, кремния, железа, алюминия, которые придают нанесенному слою твердость 28-40 HRC. Исследуемый порошок включал присадки наночастиц отходов целлюлозного производства в количестве от 0,5 до 1,5%.

Проведенный эксперимент показал, что разрабатываемый материал имеет повышенную твердость порядка 70-72 HRC за счет упрочняющей фазы наночастиц целлюлозы.

При химико-термической обработке (цементации) в качестве карбюризатора для цементации стали принимался состав в виде обработанной щелочью смеси лигнина и кека в соотношении по массе 80% к 20%. Кек представляет собой углеродосодержащее вещество тяжелой нефти, которое включает в себя каолин, окись кальция, двуокись титана.

Данные исследования показывают, что наиболее интенсивно изнашиваются образцы, закаленные в масле. Во время закалки деталей лесных машин в исследуемой жидкости происходит поверхностное микролегирование. Это объясняется тем, что при охлаждении поверхности детали структура стали из аустенита имеет точечную вакансию, способную растворить атом бора. В процессе закалки происходит диффузия бора в поверхностные слои металла в количестве 0,0025%, при этом бор образует карбиды бора ВС, которые повышают износостойкость материала.

Для исследования воздействия агрессивных сред на коррозионную стойкость деталей лесотранспортных машин были выбраны электролиты из едкого натра, уксусной кислоты, газоконденсатной смеси и воды.

В результате эксперимента было выяснено, что содержание водорода в поверхностном слое образцов увеличилось в 2,8 раза при обычной цементации и закалки и только на 0,8% - у образцов с микролегированием. Абсорбция водорода в наружный слой приводит к снижению коррозионной стойкости.

По результатам исследований вынесены рекомендации для ремонтных предприятий и станций технического обслуживания для применения разработанных карбюризаторов.

Д. А. Калистратов