AP13068365 "Жер өңдеу машиналарының жұмыс органдарының бетін қауыттаудың ресурс үнемді әдісін әзірлеу"

Жоба жетекшісі: Калитова Айсулу Аманжоловна, PhD, - жоба жетекшісі ORCID ID - 0000-0002-4761-286X

Өзектілігі:

Соңғы жылдары топырақты өңдеу жылдамдығы 7-ден 12 км/сағ-қа дейін, кейде 15-18 км/сағ-қа дейін артты. Осыған байланысты қарқынды, абразивті және соққы-абразивті тозу жағдайында жұмыс істейтін жұмыс органдарына түсетін жүктемелер де айтарлықтай өсті. Сондықтан қазіргі заманғы ауыл шаруашылығы бірқатар жоғары сипаттамалары бар машиналардың сенімді жұмыс органдарын талап етеді, мысалы: жоғары беріктік пен иілгіштік, тозуға және коррозияға төзімділік және басқалар. Бұл мәселе негізінен сусымалы легирленген болаттарды өндіру арқылы шешіледі. Дегенмен, легирленген материалдардың құны үнемі өсіп отыратындықтан, беткі қабаты шыңдалған аз легирленген болаттарды қолданған жөн.

Мақсаты:

65г және 45 маркалы болаттан жасалған топырақ өңдейтін машиналардың қашау соқаларының қашауларын электролиттік-плазмалық шынықтырудың ресурс үнемдейтін әдісін әзірлеу, бұл абразивті бөлшектер мен жоғары соққы жүктемелерінің әсерінен олардың тозуға төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Күтілетін нәтиже:

1. Топырақ өңдейтін машиналардың жұмыс органдарын электролиттік-плазмалық шыңдауға арналған өнеркәсіптік қондырғы дайындалады.
2. Болаттарды электролиттік-плазмалық шынықтырудың оңтайлы режимі белгіленеді.
3. Электролиттік-плазмалық шынықтыру кезінде болаттардың дислокациялық қосалқы құрылымының пайда болуының негізгі заңдылықтары белгіленеді.
4. Электролиттік-плазмалық шынықтырумен өңделген болаттардың тозу механизмдері белгіленеді.
5. Электролиттік-плазмалық шынықтырумен өңделген болаттардың құрылымдық-фазалық күйімен трибологиялық және физикалық-механикалық қасиеттерінің өзара байланысы белгіленеді.
6. Шыңдалған қашау соқа нүктелерінің стендтік және далалық сынақтары жүргізіледі.
7. Өткізілген тәжірибелік зерттеулер мен сынақтар негізінде топырақ өңдейтін машиналардың жұмыс органдарын, атап айтқанда қашау соқа қашауларын электролиттік-плазмалық шынықтырудың ресурс үнемдейтін әдісі әзірленеді.
8. Қашау соқаларының қашауын қатайту үшін электролиттік-плазмалық технологияны қолдану туралы ұсыныс беріледі.

Қол жеткізілген нәтиже:

Болат үлгілерін электролиттік-плазмалық қатайту «Беттік инженерия және трибология» ғылыми-зерттеу орталығында және «Материалдар бетінің модификациясы» ғылыми-зерттеу орталығындағы зертханалық қондырғыда жүргізілді. Құрылымның жалпы сипатын зерттеу үшін HL-102AW металлографиялық микроскоп пайдаланылды. Электролиттік плазмада өңделген үлгінің морфологиясы мен элементтік құрамы JSM-6390 LVJEOL сканерлеуші электрондық микроскоптың көмегімен зерттелді. Металлографиялық микроанализ үшін болат үлгілерінің кесінділері хром диоксиді пастасының көмегімен жылтыратылды және азот қышқылының 4% спирт ерітіндісімен өңделді. Болат үлгілерінің микроқаттылығы HV-1 DT құрылғысының көмегімен өлшенді, инденторлық жүктеме P=1 N және осы жүктемеде ұстау уақыты 10 секунд. Құрамында натрий карбонаты бар электролиттермен энергетикалық сипаттамаларды зерттеу бойынша тәжірибелер әртүрлі.

Барлық тәжірибелерде электродтардағы кернеу мен олардың арасындағы орташа ток көрсеткішті аспаптар арқылы жазылды. Кернеудің оңтайлы мәндерін және электролит құрамын анықтау үшін келесі сөндіру режимдері таңдалды: 300 В, 4 сек, 15% (Na2CO3), 300 В, 4 сек, 20% (Na2CO3), 300 В, 4 сек, 25 % (Na2CO3), 300 В, 3 сек, 20% (Na2CO3), 320 В, 3 сек, 20% (Na2CO3). Болат-45 маркалы микроқаттылығы электролит құрамына байланысты мыналарға тең болды: электролит концентрациясы 15% болғанда, микроқаттылықтың орташа мәні 356 HV, 20 пайызда - 420 HV, ал 25 пайызда - 434 HV болды. Сөндіру уақытын өзгерткен кезде 320 В кернеуде орташа микроқаттылықтың жоғары мәндеріне қол жеткізілетіні анықталды. Оптикалық және сканерлеуші электронды микроскоптардың көмегімен үлгілерді металлографиялық зерттеу 45 маркалы болатты электролиттік-плазмалық шынықтырумен өңдеу нәтижесінде құрамында мартенсит аймақтары бар беттік қабаттың пайда болғаны анықталды. 65Г және 45 болаттардың коррозиялық қасиеттерін зерттеу ток-кернеу сипаттамалары өзгеретін натрий карбонатының әртүрлі концентрацияларын (15%, 20% және 25%) пайдалана отырып, электролиттік плазмалық шыңдауға дейін және одан кейін электрохимиялық әдіспен жүргізілді. Құрамында натрий карбонаты әртүрлі (15, 20 және 25%) және технологиялық параметрлердің ток-кернеу сипаттамаларын өзгертетін электролиттерді пайдалана отырып, электролиттік-плазмалық шыңдауға дейін және одан кейін 65G және 45 болаттарының коррозия сипаттамаларына зерттеу жүргізілді. Гальваникалық коррозияға сынау CS300M потенциостат/гальваностат арқылы жүргізілді. Коррозияға төзімділікті тексеру ортасы ретінде 0,5 М NaCL су ерітіндісі пайдаланылды. Келесі нәтижелер алынды: натрий карбонаты концентрациясы 20%-дан жоғары электролитте нығайтылған үлгілер коррозия жылдамдығының 2,6 * 10-4 мм/жылға төмендеуімен коррозияға төзімділіктің айтарлықтай жақсарғанын көрсетті, бұл салыстырғанда 8 есе төмен. бастапқы үлгілерге (2,1*10-3 мм/жыл). Алайда, 15% натрий карбонаты концентрациясы бар үлгілер үшін коррозияға төзімділіктің шамалы ғана жақсаруы 1,6 * 10-3 мм/жыл коррозия жылдамдығымен байқалды. Бұл деректер Тафель қисықтарын талдау арқылы расталады, мұнда 2-6 үлгілер үшін коррозия потенциалы да бастапқы үлгімен салыстырғанда оң бағытта ығысады. Топырақ өңдейтін машиналардың жұмыс органдарын жеделдетілген сынау үшін стенд әзірленді, ол диаметрі 2 м болат қаңылтырдан жасалған үсті ашық цилиндр болып табылатын топырақты камерадан және нығыздау механизмінен тұрады. ұсақтау арқылы топырақтың біркелкі нығыздалуын қамтамасыз ететін ауыр барабандар. Соқа немесе қопсытқыш сияқты жұмыс құралы жетек арқылы қозғалады және жұмыс жағдайын имитациялай отырып, тығыздалған топырақпен әрекеттеседі. Тығыздау дәрежесін реттеу барабандардың орнын өзгерту арқылы жүзеге асырылады, бұл орнатуды топырақтың әртүрлі түрлеріне және жұмыс жағдайларына бейімдеуге мүмкіндік береді. Агрегаттың тиімділігі мен тозуға төзімділігі камераның айналу бұрышын өлшеу арқылы бағаланады, ол тығыздалған топырақта қозғалысқа төзімділікті көрсетеді. Бұл қондырғыда күшейтілген қашау соқаларының стендтік сынақтары жүргізіледі.

2024

Bauyrzhan Rakhadilov, Moldir Bayandinova, Rinat Kussainov, Almasbek Maulit. Electrolyte-plasma surface hardening of hollow steel applicator needles for point injection of liquid mineral fertilizers[J]. AIMS Materials Science, 2024, 11(2): 295-308. doi: https://doi.org/10.3934/matersci.2024016
Bauyrzhan Rakhadilov, Rinat Kussainov, Aisulu Kalitova, Zarina Satbayeva, Aibek Shynarbek. The impact of technological parameters of electrolytic-plasma treatment on the changes in the mechano-tribological properties of steel 45[J]. AIMS Materials Science, 2024, 11(4): 666-683. doi: https://doi.org/10.3934/matersci.2024034

Зерттеу тобының мүшелері

Аты-жөні: Журерова Лайла Гылыммеденова, PhD

Scopus Id: 55899323400

Researcher Id: -

ORCID: 0000-0002-1924-1459

Қосымша:
Аты-жөні: Касымов Аскар Багдатович, PhD

Scopus Id: 56298368800

Researcher Id: --

ORCID: 0000-0002-1983-6508

Қосымша:
Аты-жөні: Кожанова Рауан Сабырбековна

Scopus Id: 57216911622

Researcher Id: --

ORCID: 0000-0002-3271-226_

Қосымша:
Аты-жөні: Сатбаева Зарина Аскарбековна

Scopus Id: 57213689811

Researcher Id: --

ORCID: 0000-0001-7161-2686

Қосымша:
Аты-жөні: Табиева Еркежан Еркинбеккызы

Scopus Id: 57222482979

Researcher Id: --

ORCID: 0000-0002-9726-7187

Қосымша: