Създаване на покрития чрез електроискрово и газопламъчно напластяване

НАУЧЕН КОЛЕКТИВ в състав: от ИПАЗР „Н. ПУШКАРОВ“, София – проф. д-р инж. Георги Костадинов, доц. д-р инж. Тодор Пеняшки  и доц. д-р инж. Иван Мортев, ас. инж. Елена Димитрова; проф. д-р инж. Мара Кандева – ТУ – София; доц. д-р инж. Димитър Радев – ИОНХ –БАН и доц. д-р инж. Мария Николова – РУ ”Ангел Кънчев” бяха отличени на проведения в рамките на АГРА 2019 конкурс за иновации с вимпел и грамота в раздел „Научна дейност и разработки”.

Предложението обхваща нов клас твърдосплавни композиционни напластяващи материали от високоизносоустойчиви карбиди и бориди WC, TiB₂, B₄C и др. със спойващи метални композиции на две основи Ni-Cr- B- Si и Co- Ni-Cr-B-Si и различни технологични добавки с цел получаване на покрития със здрава връзка с основата, и с по-голяма дебелина и износоустойчивост. Предлагат се три напластавящи електрода с условни означения NW15Т20, NW10B20Т20 и KW10B20T20.С тези материали чрез електроискрово напластяване се получават покрития с нов релеф, с ултрадисперсна структура и размери на частиците до нано-ниво. Покритията са с дебелина до 100-150 µm с висока микротвърдост, аморфни фази и наличие на допълнително получени в процеса на преноса свръхтвърди и износоустойчиви съединения.

Целта на покритията с тези композиционни материали е повишаване на трайността, работоспособността, ресурса на работа и икономическата ефективност от използването и поддръжката на техниката чрез предварително уякчаване или възстановяване на износени детайли, механизми и елементи и работни органи на селскостопанските машини и оборудване и на инструменти и детайли от общото машиностроене.

Въпросът за повишаване на трайността и ресурса на селскостопанската техника е актуален и приоритетен не само от гледна точка на безпроблемната работа на машините и оборудването, но и с оглед намаляване на загубите от ремонтите, закупуването на резервни части и престоите за ремонт. Основната част – до 80% от селскостопанската техника излиза от експлоатация най-често поради бързото износване на триещите се елементи. Разходите за възстановяване на износените части са големи, и всяка година те се увеличават. В този смисъл използването на методите за повърхностно уякчаване и нанасяне на износоустойчиви покрития се явява най-ефективното технологично средство за повишение на надеждността и трайността на селскостопанските машини.

Електроискровото напластяване(ЕН) е най-достъпното, евтино, подходящо и ефективно за нашите условия универсално средство за локално нанасяне на износоустойчиви покрития с различно предназначение върху работната повърхност на бързоизносващи се детайли и инструменти. ЕН може да бъде полезно и ефективно в условията на всяко промишлено, или ремонтно  предприятие, тъй като дава възможност без особени технически усилия да се решат и най-сложните проблеми по повишаването на трайността на всякакви детайли и инструменти.

Методът е основан на използването на импулсни плазмени разряди с контролирана енергия във въздушна среда. Формираният слой придава на изделието различни от първоначалното състояние повърхностни свойства, които се контролират в широки границипосредством изменение на параметрите наискровиярязряд и състава на електродния материал.

Предимства на ЕН в сравнение със съществуващите технологии са: Възможност за локално формиране на едно- и многослойни покрития от всякакви и върху всякакви токопроводящи материали; Добра плътност, равномерност и сравнително ниска грапавост на покритията и една от най-здравите връзки с материала на основата– на нивото на границата на якост на самия материал; Слабо термично въздействие и отсъствие на нагряване и деформация на материала на напластяваното изделие, което широко се използва при възстановителните работи; Универсална, максимално проста и достъпна технология, просто, евтино, компактно оборудване, което може да се използва във всяко едно предприятие; Висока ефективност при ниски разходи на материал и енергия.

Подобни са и предимствата на газопламъчното напластяване -ГПН.

Поради простотата и универсалността си, електроискровото /ЕН/ и газопламъчното /ГПН/ напластяване са не само по-широко приложими, но и значително по-евтини и изцяло достъпни за повечето потребители.

Икономическа целесъобразност на ЕН

С новите покрития трайността на различните напластени изделия се увеличава от 1,5 до 5 пъти. Икономическият ефект от приложението на методите ЕН и ГПН с новите покрития се дължи на повишението на трайността и надеждността на изделията, намаляването на разходите за изработване (закупуване) на резервни части, на труд и енергия, намаляването на престоите и разходите за смяна и ремонт на износените части, повишаване на качеството и количеството на произведената продукция. Общата себестойност на напластяването е многократно по-ниска в сравнение с тази при използване на другите методи за нанасяне на покрития.

Ниските разходи за напластяването, простотата и достъпността на технологията и обслужването, екологичната чистота и универсалността на оборудването, възможността за локално нанасяне на покритието, позволяват да се решат цял комплекс въпроси не само на селскостопанската техника, но и от повечето производствени и ремонтно-възстановителни дейности. Създадените нови многофазни многокомпонентни покрития нанесени чрез горните два метода могат да бъдат полезни и изключително ефективни в условията на всяка селскостопанска организация, или промишлено предприятие, тъй като са най-леките, прости и универсални методи за локално нанасяне на покрития с висока износоустойчивост и високи експлоатационни свойства.

Разработката е реализирана в рамките на проект на тема „Изследване и създаване на нови износоустойчиви покрития с използване на композиционни и нано материали“, финансиран от ФНИ.

Проф. Георги Костадинов, ИПАЗР „Н. Пушкаров“