CC BY
4DOI 10.24412/2709-1201-2024-241-246 УУК 621.791.92
ЕРГА ИШЛОВ БЕРУВЧИ ОРГАНЛАРНИНГ ИШЧИ ЮЗАЛАРИНИ ИШ УНУМДОРЛИГИГА ЮЦОРИ ХРОМЛИ КУКУН ЦОПЛАМАЛАРИНИ ТАЪСИРИ
БЕРДИЕВ ДОРОБ МУРТОВИЧ
И.Каримов номлиТошкент давлат техника университети, кафедра мудири,
Тошкент, Узбекистон
АБУЛЛАЕВ АБДУМАННО ХОЛДОРОВИЧ
И.Каримов номлиТошкент давлат техника университети Олмалик филиали, декан мовини, Тошкент, Узбекистон
Аннотация. Мацолада ерга ишлов берувчи ишчи органларни юцори хромли металлардан газ алангасида цоплама %осил цилиб ейилишбардошлиликни 3-4 маротабага ошириш таклиф цилинган. Ишчи орган ейилишининг огирлигини камайиши буйича та^лил натижалари келтирилган.
Таянч иборалар: ейилишбардошлилик, цопламалар, цаттицлик, говаклик, ишчи орган, тупроц, лемех.
^ишлок хужалиги машинасозлигида энг куп энергия талаб килувчи жараёнлардан бири, бу тупрокка ишлов бериш булиб х,исобланади, унга кишлок хужалиги буйича истеъмол килинадиган энергиянинг 30-40 %и сарфланади [1-3]. ^ишлок хужалиги машина кисмларини бир канча ишчи органлари (плуг лемехлари, культиватор лапалари, киркувчи аппарат сегментлари ва бошкалар) купинча муддатидан олдин ишга яроксиз х,олатга келади, натижада бундай ишчи органлар учун жуда куп сонда эх,тиёт кисмларни тайёрлашга мажбур булинади [2-3]. Масалан, плуг лемехини тайёрлаш учун купинча Л53, Л65, баъзан 65Г углеродли пулатлардан фойдаланилади ва уларга киздириш услуби билан термик ишлов берилиб механик хоссалари оширилади, натижада ушбу лемехларнинг каттиклиги HV 321 -541 (HRC 33 - 52) ораликдаги каттиклик х,осил килади [3].
Плуг лемехларини кулланилиш жараёнида ишчи юзаларига юкори карама-карши кучлар таъсир килади, ишлов берилаётган тупрокни таркиби ишчи органларни геометрик улчамларини ва ташки шаклини узгаришига асосий курсаткич булиб х,исобланади [2, 4], натижада ишчи майдон билан ишлов берилаётган тупрокнинг юзасидаги оралик масофа кискаради, талаб этиладиган калинликдаги улчамда тупрокга ишлов бериш имконияти чекланади, ушбу х,олатдаги техникалар юкори кучланиш ва тебранишлар таъсирида ишлайди. Техникаларни бундай шарт-шароитларда ишлаши тупрокга ишлов берувчи ишчи органларнинг иш унумдорлигини камайтиради, окибатда бундай деталларни янги эхтиёт кисмга алмаштириш ёки ейилиш натижасида х,осил булган ишчи майдонни кайта тиклаш талаб килинади.
Тах,лиллар шуни курсатдики, плуг лемехлари икки сабабга кура ишга яроксизлиги буйича фойдаланишдан четлаштирилиши мумкин [4-5], биринчиси, ишчи орган бажариши мулжалланган вазифани тулик ёки кисман бажара олмасдан яроксиз х,олга келганда; иккинчиси, четлатиш - технологик ва иктисодий курсаткичлар талаб килинган меъёрдан ошиб кетганда. Дастлабки х,олатдаги четлатишни асосий сабабларидан бири, плуг лемехининг ишчи юзалари тупрок таркибидаги моддалар билан узаро ишкаланишидан ейилиши х,исобига муддатидан олдин ишга яроксиз х,олга келишига асос булади. Ишчи орган юзалари тупрок таркибидаги моддалар билан шиддатли абразив ишкаланиб ейилиши натижасида узини геометрик шаклини узгартиради, натижада киркувчи кисмда утмаслашган майдон х,осил булади, натижада лемех энига кичраяди [5]. Ундан ташкари лемехлардан
фойдаланиш даврида тупрок таркибида булган каттик жисмларга дуч келганда кучли зарб натижасида эгилишлар, кийшайишлар, хдттоки синиш х,олатлари х,ам содир булади. Муддатидан олдин ишга яроксиз булган лемехлардан фойдаланиш иш унумдорлигини камайишига, агротехник носозликни, тупрокка ишлов бериш ва ёнилги-мой материалларини ортикча сарф килинишига, олинадиган экинларнинг самардорлигига х,ам катта таъсир курсатиши мумкин.
Тах,лиллар натижасида, Л53 маркали пулатдан тайёрланиб термик ишлов берилган плуг лемехларининг уртача чидамлилик даражаси тупрокни турига ва физикавий х,олатига боглик равишда бор йуги 7...8 га тупрокга ишлов беришга чидамли булиши аникланган [6]. Ишчи органларнинг ишлаш муддатини оширишга мулжалланган жуда куп тадкикотлар утказилган [6-8], тавсия этилаётган технологияларни айримларини таннархи жуда киммат (масалан, ишчи юзага карбид волфрамдан тайёрланган паста коплаш) ёки ишчи органларга куйилган талаб даражасидаги ейилишбардошлилигини (турли хилдаги термик ишлов берилганда) таъминлаб бера олмайди [7, 8]. Юкори легирланган пулатлар, каттик котишмали махсус куймалардан фойдаланишга куп сонли уринишлар булган [7]. Л53 лемех пулатининг урнига юкори легирланган пулатларни куллаш буйича куп сонли ишлар кутилган натижаларни бермаган, дала шароитида ейилишбардошлиликни бор-йуги 1,5..1,7 мартага оширишга муваффак булинган [3].
^ишлок хужалиги техникаларини ишчи органлари абразив ва юкори кучли динамик таъсир мух,итида ишлаганлигини инобатга олиб, ривожланган давлатларда ишчи юзаларга кучли ташки таъсирларга чидамлиликни таъминловчи турли услубларда х,ар хил копламалар коплаш оркали ишга яроклилигини оширишга эришилмокда.
Ушбу ишда юкори хромли металл кукунидан плуг лемехини ишчи юзасига газ алангаси ёрдамида ейилишбардош копламалар х,осил килиб, деталнинг иш умумдорлигини оширишга хдракат килинган.
Тадкикот объекти сифатида, 40Х маркали пулатдан тайёрланган плуг лемехи олинган. Тадкикот утказилаётган юкори хромли металл кукуни таркибида 26% Cr, 4% С ва колгани Fe элементидан шакллантирилди.
Кукун заррачаларини донадорлиги ГОСТ 6613-86 буйича аникланди, огирлиги 200 гр. Кукун заррачалари махсус элакдан утказилиб, 60 мкр. гача булган улчамдаги донадор заррачалар ажратиб олинди.
Кукуннинг намлик даражасини аниклаш 0.0001 гр. аникликда ишловчи аналитик электрон тарози 220 V-50 Hz, кукунни куритиш учун СНОЛ 67/350 куритиш шкафидан фойдаланилди (60 минут давомида киздириш хдрорати 100 оС), кукун заррачалари шакли 4060 мкр. улчамда донасимон булиши, яхши окувчанлик хусусиятини таъминлади.
^оплама х,осил килишда аланга х,осил килиш учун ГАЛ типидаги аланга пуркагич (горелка)дан, босим х,осил килиш учун сикилган газ ва кислороддан, хдмда ацетилендан фойдаланилди.
Металларни ва кукунларни таркиби "EXPLORER 5000" ПОРТАТИВ АНАЛИЗАТОР курилмаси ёрдамида, металлографик тах,лиллар 100 дан 1000 мартагача катталаштириш билан Metrohm 850 Professional IC русумидаги ион хроматограф, (SEM-EDX) маркали Zeiss EVO MA 10/Aztec EnergyAdvanced X-Act сканерловчи электрон микроскопида макро тах,лиллар 4 дан 100 мартагача катталаштириш билан МБС-3 микроскопида утказилди. ^опламанинг каттиклигини ТК-2 каттиклик ва ПМТ-3М микрокаттиклик улчайдиган асбобларда аникланди [9].
Темир асосли кукун тах,лил килинганда, у - эритмани матрицасида юкори хосса х,осил килувчи карбидлар аралашмасидан шаклланганлиги аникланди. Хром ва углерод микдорини карбид фазани типидан аниклаш мумкин. Хром кисман темир атоми билан аралашиб орторомбик темир карбидини (Fe, Cr)3C х,осил килди. Хром микдори 14-25% булганда хром карбиди х,осил булади, бунга сабаб хром атомларини бир кисми темир билан аралашиб тригонал (Fe, Cr)7C3 ва кубик (Fe, Cr)23C6 шаклланади, натижада кучли босим шароитида
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
абразив тирналиб ишкаланиш мух,ити учун юкори каттиклик, мустах,камлик ва ейилишбардошлилик таъминланди [8].
Асоси темир булган юкори хромли кукун юкори абразив ейилиш ва кучли таъсирда ишлайдиган, кулланишда ишчи хдрорати Т = - 40 ... 500 оС оралигида буладиган деталларни ишчи органларида ейилишбардош копламаларни х,осил килишда куллаш мумкин. Ушбу кукундан тог-конларида минералларни казиш ва металлургик жих,озларда, экскаватор ковшларида, майдалаш курилмаларида, курилиш ва кишлок хужалиги машиналари деталларининг ишчи юзаларини ейилишга бардошлилигини ошириш учун копламалар х,осил килишда фойдаланиш мумкин [10].
Газ алангасида копламаларни х,осил килиш, копланаётган материал катламини деталнинг сирт кисмида шаклланиб, газ алангаси окими таъсиридан юкори даражада иссиклик ва кинетик энергия кабул килади [10]. Газ алангаси окими, аланга пуркагич учи кисмининг тешигидан катта тезликда чикувчи ёнувчи аралашмани алангаланиши натижасида х,осил булади. Кукун заррачаларини учиб чикиши юкори тезликда булиши кулланилаётган курилманинг конструкциясига боглик, яъни ёнувчи газ ва кислородни канчалик нисбатда аралашишига, аланга пуркагич учини копланаётган майдони оралик масофасига, аланга копланувчи материал заррачаларини ёпишиш микдори ва уни зичлиги, донадорлик таркибига боглик [10].
Бизнинг тадкикотимизда аланга пуркагич алангани х,осил килишда газ - кислородда ацетилендан (С2Н2) фойдаланилди, бу ёнилги газ алангаси окимини хдрорати 3200 оС гача булишини таъминлади, ушбу х,олатда кукун заррачаларни аланга пуркагич учидан чикиш тезлиги 150-160 м/с атрофида булиши кузатилди. Юкори хдроратдаги газ алангаси окимига тушган кукун заррачалари эриш ёки юкори пластиклик х,олатига келади. ^опламалар х,осил килишда кукунларнинг заррачалари шаклдорлиги аланга пуркагич алангаланиш майдонига кукун заррачаларининг юкори окувчанликда келишини таъминлади. 6-8 кг/с кукунни коплаш учун 0,10-0,12 м3/с ацетелин сарфланди.
Асоси темир булган юкори хромли кукун плазмали коплама х,осил килиш услуби билан копланади (1-расм), бу жараёнда плазма х,осил килувчи газнинг молекуляр емирилиш энергиясидан фойдаланилади.
а) х 100 б)х 500
1-расм. Юкори хромли кукун копламасини макроструктураси
Тадкикотларда, газ алангаси ёрдамида х,осил килувчи аланга пуркагични учи ва ишчи юзасидаги оралик масофани узайиши билан коплама катламини ёпишдаги мустах,камлик киймати дастлаб ортиб борган, кейинчалик пасайиш келтирилган [11]. Тадкикотларни утказиш учун аланга пуркагични учи ва ишчи юзасидаги оралик масофани бир канча улчамларда: 10, 12, 14, 16, 18 см да утказилди. Урганилган кукун коришмасида максимал каттиклик кукун коришмаларида газ алангаси х,осил килувчи аланга пуркагичнинг учи билан ишчи юзасидаги оралик масофа 14 см булганда кузатилди. ^опламанинг калинлиги уртача 2 мм ни ташкил килди, копламада 54...56 HRC га тенг каттиклик х,осил булди. ^опламанинг
макро тахлилидан хосил килинган коплама билан металнинг асосини юкори даражада сифатли бирикганлигини куриш мумкин (1-расм, а).
^издиришдаги орали; масофа узайтирилганда юзага аланганинг иссиклик таъсири камайиб ва кукун заррачаларини ёпишиш даражаси пасайиши аникланди. Келтирилган маълумотлар тахлилидан, газ алангаси ёрдамида хосил килувчи аланга пуркагични учи билан ишчи юзасидаги орали; масофани тугри белгиламаслик, киздирилган кукун заррачалари хароратини пасайишига, заррачалар копланувчи ишчи юзага келиб урилганда деформацияланиб ёпишкоклик даражасини камайишига асос булади деб хулоса килиш мумкин.
Газ алангаси ёрдамида кукун заррачаларини киздириб коплама катламлари хосил килишда копламанинг механик хоссаларидан ташкари, таркибидаги говаклик даражаси хам катта ахамият касб этади [12]. Газ алангасини хосил килувчи аланга пуркагични учи билан ишчи юзасидаги оралик масофаси 14 см булганда урганилаётган кукун коришмасидан олинган коплама катламларидаги максимал говаклик даражаси 7 %гача (1-расм, б), 18 см ли оралик масофа булганда 10 %гача булиши кузатилди.
Бизга маълумки, Узбекистон шароитида тупрокнинг таркиби турли шароитда булиб, тадкикотда синовдан утказилаётган лемехнинг кесувчи кисми курсаткичларининг узгаришини аниклаш максадида, кумли, тупрокли, кум ва тупрокли, турли намлик шароитидаги тупрокларга ишлов беришда дала шароитидаги синовлар утказилди. Синовларни утказиш «Бахтселмаш» ^Кда ишлаб чикарилган Л53 пулатдан тайёрланиб термик ишлов берилган плуг лемехи, биз тарафдан 40Х пулатдан тайёрланиб киркувчи юзада юкори хромли кукундан газ алангаси ёрдамида коплама хосил килинган лемехлар дала синовидан утказилди. Синов Тошкент вилоятининг Пискент туманидаги ерларга ишлов беришда утказилди (жадвал).
Жадвал
Плуг лемехларининг дала синовларида чидамлилигини синаш натижалари
Тупрокнинг таркиби Синов утказилган лемехлар сони, дона Плуг лемехларининг чидамлилиги С2/ С1
Л53 маркали пулат, С1, га 40Х маркали пулат, С2, га
Тупрокли, намлиги 12,2 - 15,7 %, каттиклиги 2,47 - 5,8 МПа 10 8-9 36-37 4,1
^ум ва тупрокли, намлиги 10,4 - 13,5 %, каттиклиги 2,02 - 3,7 МПа 10 10,5-11 34-35 3,4
Жадвалда келтирилган маълумотлар тахлилидан, тажриба синовидан утказилган Л53 маркали пулат ейилишбардошлилигидан 40Х маркали пулатдан тайёрланиб темир асосли юкори хромли кукундан копламалар хосил килингандаги ейилишбардошлилик 3,4...4 маротабагача юкори булиши аникланган.
^улланилган лемехни ейилишбардошлилигини ташки куринишидан, асосан деталнинг киркувчи учи кисмидаги ейилиши тахлилидан дастлабки хулосаларни олиш мумкин. Лемехнинг ейилишдаги огирлигининг камайиши хам ейилишбардошлилик даражасини бахолаш имконини беради (2-расм).
W
80 --—b—--L--
0 2 i 6 8 Ю 12 %
Нш/юИ берилгон га
2-расм. Плуг лемехини OFирлиги буйича камайиши: 40Х маркали пулатдан тайёрланган киркувчи кисми коплама билан копланган лемехнинг ейилиш
динамикаси;
2- Л53 маркали пулатдан тайёрланган лемехни киркувчи кисмини ейилиш динамикаси 2-расмдаги графикларни узгаршидан термик ишлов берилган плуг лемехларининг огирлиги буйича камайиши 5 га ишлов берилганда 20 %га, юкори хромли кукундан коплама хосил килинган лемехда 12 га ишлов берилганда 5 %га камайганлигини куриш мумкин.
Шундай килиб, юкори хромли кукун коришмасидан газ алангаси ёрдамида ейилишбардош копламалар хосил килинганда копламанинг говаклигини 7 %гача камайтириш мумкин, копламанинг каттиклиги 54.. .56 HRCга юкори булиши кузатилди.
Л53 маркали пулатга термик ишлов берилиб тайёрланган плуг лемехининг ейилишига нисбатан, таклиф килинаётган юкори хромли кукундан газ алангаси ёрдамида 40Х маркали пулатдан тайёрланиб, киркувчи юзаларда копламалар хосил килинган плуг лемехининг иш умудорлиги уртача 3,5-4 маротабагача юкори булиши аникланди.
АДАБИЁТЛАР
1. Бетеня Г.Ф. Повышение долговечности почворежущих элементов сельскохозяйственной техники наплавкой,намораживанием.-Минск: БелНИИНТИ, 1986. - 44 с.
2. Пантелеенко Ф. И. Восстановление деталей машин. - М.: Машиностроение, 2003. - 672 с.
3. Жабуренок С. Н. Повышение долговечности плужных лемехов наплавкой диффузионно-легированными сплавами из чугунной стружки и последующей термической обработкой: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.02.01 / Полоцкий гос. ун-т. - Новополоцк, 2004. - 20 с.
4. Гаркунов Д. Н. Триботехника. М.: МСХА, 2005. 356 с.
5. An investigation on the stability of austenite in Austempered Ductile Cast Iron (ADI) / S. Panneerselvam [et al.] // Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 626. P. 237-246.
6. Composition and Tribological Properties of Hardened Cutting Blades of Tillage Machines under Abrasive Deterioration / A. E. Novikov, V. A. Motorin, M. I. Lamskova, M. I. Filimonov // Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39. No. 2. P. 158-163.
7. Effect of the starting microstructure in the formation of austenite at the intercritical range in ductile iron alloyed with nickel and copper / H. D. Machado, R. Aristizabal-Sierra, C. Garcia-Mateo, I. Toda-Caraballo // International Journal of Metalcasting. 2020. V. 14 (3). P. 836-845.
8. Influence of cooling rate on the microstructure and properties of a new wear resistant carbidic austempered ductile iron (CADI) / Y. Ch. Peng, H. J. Jin, J. H. Liu, G. L. Li // Materials Characterization. 2012. Vol. 72. P. 53-58.
9. Батаев В. А., Батаев А. А., Алхимов А. П. Методы структурного анализа материалов и контроля качества деталей. М.: Наука, 2007. 224 с.
10. Influence of solidification conditions on the microstructure of laser-surface-melted ductile cast iron / D. Janicki, J. Gorka, W. Kwasny, W. Pakiela, K. Matus // Materials. 2020. V. 13 (5). P. 1174.
11. 11.Neutron diffraction monitoring of ductile cast iron under cyclic tension -compression / S. Harjo, S. Kubota, W. Gong, T. Kawasaki, S. Gao // Acta Materialia. 2020. V. 196. P. 584-594.
12. Non-single bionic coupling model for thermal fatigue and wear resistance of gray cast iron drum brake / D. Yu, T. Zhou, H. Zhou, H. Bo, H. Lu // Optics and Laser Technology. 2019. Vol. 111. P. 781-788.
