ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7788| Title: | Дослідження технології відновлення деталей машин методом електроіскрової обробки |
| Authors: | Канашевич, Георгій Вікторович Литвин, Антон Олександрович |
| Keywords: | Відновлення деталей |
| Issue Date: | 2025 |
| Abstract: | АНОТАЦІЯ На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження технології відновлення деталей машин методом електроіскрової обробки» Виконавець: студент групи мНТ-42 Литвин Антон Олександрович Керівник: д.т.н., професор Канашевич Григорій Вікторович Кваліфікаційна робота містить 98 сторінку формату А4, 22 рисунків, 3 таблиці, 24 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі магістра було проаналізовано основні методи відновлення деталей машин, зокрема відновлення методом пластичної деформації, наплавку під флюсом, плазмове та газополуменеве напилення, нанесення покриттів припіканням, електродугову металізацію, а також розглянуто основні фізичні процеси при електроіскровій обробці. За сукупністю технологічних, експлуатаційних показників, електроіскрову обробку обґрунтовано обрано як перспективний метод відновлення деталей машин, що доцільно для подальшого детального дослідження та практичного впровадження. Наведено опис установки для електроіскрової обробки. Розглянута методика дослідження мікротвердості покриттів дозволяє об’єктивно оцінити рівень зміцнення поверхневого шару. Розглянуто методику по визначенню рельєфу поверхневого шару покриттів за допомогою методу АСМ. Розглянуто технологічний процес відновлення зношених поверхонь методом електроіскрової обробки. Досліджено мікротвердості електроіскрових покриттів. Досліджено топографію поверхонь після електроіскрової обробки В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто вимоги безпеки при нанесенні покриттів методом електроіскрової обробки. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7788 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Литвин.pdf Restricted Access | 2.03 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
До захисту допущено:
Завідувач кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2025р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи магістра
на тему: «Дослідження технології відновлення деталей машин методом
електроіскрової обробки»
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-42
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Обробка металів за
спецтехнологіями»
Литвин Антон Олександрович
Керівник: д.т.н., професор Канашевич Г.В
Рецензент: інженер-технолог
ПП «Фотоніка плюс»
Голуб М.В.
Черкаси 2025 р.
1
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
Освітній рівень магістерський.
Спеціальність 131 «Прикладна механіка».
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями»
ЗАТВЕРДЖУЮ:
Завідувач кафедри ТОМВ
Георгій КАНАШЕВИЧ
« » ____________2025 р.
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу магістра
Литвина Антона Олександровича_______________________________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи «Дослідження технології відновлення деталей машин методом
електроіскрової обробки»
Керівник роботи Канашевич Георгій Вікторович, д.т.н., професор
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від
«15» вересня 2025р. №261/03-03
2. Термін подання здобувачем роботи 26.11.2025р.
3. Вихідні дані до роботи: технологія електроіскрової обробки, обладнання для
електроіскрової обробки.
4. Зміст пояснювальної записки: Відновлення деталей машин методом
пластичної деформації; Наплавка під флюсом; Плазмове напилення;
Газополуменеве напилення; Нанесення покриттів припіканням; Електродугова
металізація; Основні фізичні процеси при електроіскровій обробці; Установка
для електроіскрової обробки; Методика дослідження мікротвердості
покриттів; Дослідження елементного складу та топографії модифікованих
поверхонь і покриттів; Технологічний процес відновлення зношених поверхонь
методом ЕІО; Дослідження мікротвердості електроіскрових покриттів;
Оптимізація технологічних режимів ЕІО;Дослідження топографії поверхонь
після електроіскрової обробки; Охорона праці та безпека в надзвичайних
ситуаціях.
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових
креслеників, плакатів, презентацій тощо Тема, мета, задачі; Обладнання для
нанесення зносостійких покриттів; Технологічний процес відновлення валу;
Мікротвердість модифікованої поверхні; Графік залежності мікротвердості
поверхневих шарів після електроіскрового модифікування від енергії імпульсу;
Графік залежності швидкості зношування полімерних контрзразків від енергії
імпульсу після електроіскрового модифікування; Дослідження топографії
2
поверхонь після ЕІО; Графік залежності шорсткості поверхні при
електроіскровому модифікуванні від частоти вібрації електрода при напрузі
100в; Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях; Висновки.
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата
Розділ
консультанта завдання видав завдання прийняв
Розділ 1-3 Канашевич Георгій Вікторович
Розділ 4 Цікановський Володимир Леонідович
7. Дата видачі завдання 16.09.2025 р.
Календарний план
№ Назва етапів дипломного Строк
Примітка
з/п роботи виконання етапів роботи
1 Збір інформації для написання КРМ 16.04. - 01.10.2025
2 Написання І розділу КРМ 02.10.-15.10.2025
3 Написання ІІ розділу КРМ 16.10 – 24.10.2025
4 Написання ІІІ розділу КРМ 25.10 – 2.11.2025
5 Написання розділу з охорони праці 03.11 – 09.11.2025
6 Оформлення пояснювальної записки 10.11 – 25.11.2025
7 Оформлення графічної документації 26.11 – 04.12.2025
8 Захист роботи 19.01.-20.01.2026р.
Здобувач ___________ __Антон ЛИТВИН__
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Керівник ___________ _Георгій КАНАШЕВИЧ__
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
3
АНОТАЦІЯ
На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження технології
відновлення деталей машин методом електроіскрової обробки»
Виконавець: студент групи мНТ-42 Литвин Антон Олександрович
Керівник: д.т.н., професор Канашевич Григорій Вікторович
Кваліфікаційна робота містить 98 сторінку формату А4, 22 рисунків, 3
таблиці, 24 літературних джерел.
В кваліфікаційній роботі магістра було проаналізовано основні методи
відновлення деталей машин, зокрема відновлення методом пластичної
деформації, наплавку під флюсом, плазмове та газополуменеве напилення,
нанесення покриттів припіканням, електродугову металізацію, а також
розглянуто основні фізичні процеси при електроіскровій обробці. За
сукупністю технологічних, експлуатаційних показників, електроіскрову
обробку обґрунтовано обрано як перспективний метод відновлення деталей
машин, що доцільно для подальшого детального дослідження та практичного
впровадження. Наведено опис установки для електроіскрової обробки.
Розглянута методика дослідження мікротвердості покриттів дозволяє
об’єктивно оцінити рівень зміцнення поверхневого шару. Розглянуто методику
по визначенню рельєфу поверхневого шару покриттів за допомогою методу
АСМ. Розглянуто технологічний процес відновлення зношених поверхонь
методом електроіскрової обробки. Досліджено мікротвердості електроіскрових
покриттів. Досліджено топографію поверхонь після електроіскрової обробки
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях розглянуто
вимоги безпеки при нанесенні покриттів методом електроіскрової обробки.
4
SUMMARY
For the master's qualification work on the topic: "Research on the technology
of restoring machine parts by electric spark treatment"
Performer: student of the MNT-42 group Lytvyn Anton Oleksandrovych
Supervisor: Doctor of Technical Sciences, Professor Kanashevich Grigoriy
Viktorovich
The qualification work contains 98 pages of A4 format, 22 figures, 3 tables, 24
references.
The master's qualification work analyzed the main methods of restoring
machine parts, in particular restoration by plastic deformation, submerged arc
surfacing, plasma and gas-flame spraying, coating by cauterization, electric arc
metallization, and also considered the main physical processes in electric spark
treatment. According to the set of technological and operational indicators, electric
spark treatment was reasonably chosen as a promising method of restoring machine
parts, which is appropriate for further detailed research and practical implementation.
A description of the installation for electric spark treatment is given. The considered
method of studying the microhardness of coatings allows to objectively assess the
level of strengthening of the surface layer. The method of determining the relief of
the surface layer of coatings using the AFM method is considered. The technological
process of restoring worn surfaces by the method of electric spark treatment is
considered. The microhardness of electric spark coatings is studied. The topography
of surfaces after electric spark treatment is studied. In the section on occupational
health and safety in emergency situations, safety requirements when applying
coatings by the method of electric spark treatment are considered.
5
Зміст
Вступ…………………………………………………………………............7
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА
1.1 Відновлення деталей машин методом пластичної деформації ………9
1.2 Наплавка під флюсом ……………………………..………………........13
1.3 Плазмове напилення …………………………………………………….15
1.4 Газополуменеве напилення…………………………………………….21
1.5 Нанесення покриттів припіканням ……………………………………24
1.6 Електродугова металізація ……………………………………………..26
1.7 Основні фізичні процеси при електроіскровій обробці ………………29
Висновки до розділу 1………………………………………………………34
РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ
2.1 Установка для електроіскрової обробки ………………………………35
2.2 Методика дослідження мікротвердості покриттів ……………………41
2.3 Визначення топографії поверхні методом АСМ ……………………...45
2.4 Технологічний процес відновлення зношених поверхонь методом
ЕІО ………………………………………………………………………………….49
Висновки до розділу 2 …………………………………………………...…59
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1 Дослідження мікротвердості електроіскрових покриттів ……………60
3.2 Оптимізація технологічних режимів ЕІО ……………………………..65
3.3 Дослідження топографії поверхонь після електроіскрової обробки.. 69
Висновки до розділу 3 ………………………………………………………79
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ
СИТУАЦІЯХ
4.1 Вимоги безпеки при нанесенні покриттів методом електроіскрової
обробки……………………………………………………………………………..80
4.1.1 Основні вимоги з охорони праці …………………………………….80
4.1.2 Вимоги безпеки під час виконання електрозварювальних робіт ….82
4.1.3 Вимоги безпеки до процесів контактного зварювання ……………..84
4.1.4 Вимоги електробезпеки ………………………………………………86
4.1.5 Вимоги до робочих місць …………………………………………….88
4.1.6 Вимоги до забезпечення засобами індивідуального захисту
працівників …………………………………………………………………………90
4.2 Основні заходи і засоби захисту населення і територій при НС……..92
4.2.1 Інженерний захист ……………………………………………………93
4.2.2 Медичний захист ……………………………………………………..93
4.2.3 Біологічний захист ……………………………………………………94
4.2.4 Радіаційний та хімічний захист ………………………………………94
Висновок до розділу 4 ………………………………………………………95
Висновки ……………………………………………………………………96
Список використаних джерел ……………………………………………97
6
Вступ
Надійність і тривалість експлуатації механізмів сучасної техніки значною
мірою залежать від працездатності вузлів тертя, які є ключовими елементами
систем машин і агрегатів. Зношування, корозія та інші види руйнувань, що
починаються з поверхневих шарів деталей, часто стають причиною зниження
ефективності роботи трибосистем.
Основні фактори, що визначають надійність трибосистем:
- зносостійкість рухомих елементів, яка залежить від фізико-механічних
властивостей матеріалів, якості обробки сполучених поверхонь;
- хімічний склад і структура матеріалів, які визначають їхні
експлуатаційні властивості;
- структура та характеристики поверхневих шарів деталей, що відіграють
ключову роль у забезпеченні довговічності;
Підвищення зносостійкості елементів вузлів тертя є одним із
найважливіших завдань у машинобудуванні. Це завдання вимагає детального
аналізу процесів у зоні тертя, що можливий лише на основі знань із фізики,
хімії та матеріалознавства.
Дефіцит запасних частин у транспортній галузі підвищує актуальність
відновлення зношених деталей, що є джерелом значної економічної
ефективності:
- заощадження металу, палива та енергії;
- зменшення трудових витрат;
- захист природних ресурсів і довкілля.
Для відновлення зношених деталей потрібно значно менше технологічних
операцій (у 5,8 разів менше), ніж для виготовлення нових.
Протягом останніх десятиліть було створено численні технології для
зміцнення та зменшення зношування деталей, серед яких найбільш
популярними є:
- високоенергетична обробка, яка дозволяє наносити зносостійкі
покриття;
- електроіскрова обробка (ЕІО);
7
- створює покриття з широким спектром властивостей;
- ефективно відновлює деталі з незначним зносом (до 0,3 мм);
- відрізняється низькою вартістю і технологічною гнучкістю;
- є оптимальним методом для відновлення автомобільних деталей,
завдяки можливості створення покриттів невеликої товщини.
Електроіскрові покриття на основі електроерозійних матеріалів
забезпечують потрібний ресурс для зношених деталей, відновлюючи їх
функціональність. Такий підхід дозволяє:
- ефективно адаптувати технології до умов промислового виробництва;
- зменшити витрати на ремонт і обслуговування;
- підвищити екологічність процесу завдяки зниженню споживання нових
матеріалів.
Електроіскрова обробка є перспективною технологією, що поєднує
економічність, екологічність та високу ефективність, забезпечуючи
довговічність трибосистем у різних галузях техніки.
Метою роботи є дослідження технології відновлення зношених
поверхонь деталей машин методом електроіскрової обробки
Задачі роботи:
1. Провести аналіз відомих методів відновлення зношених поверхонь
деталей машин.
2. Визначити методи дослідження покриттів.
3. Розробити технологічний процес відновлення деталі «вал»
електроіскровою обробкою.
4. Провести дослідження отриманих методом електроіскрової обробки
зносостійких покриттів.
5. В розділі охорона праці розглянути вимоги безпеки при нанесенні
покриттів методом електроіскрової обробки
Об’єкт дослідження є процес відновлення зношених поверхонь деталей
машин методом електроіскрової обробки.
Предмет дослідження покриття на деталях машин отримані методом
електроіскрової обробки
8
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА
Відновлення поверхні деталей машин та технологічного обладнання є
широко застосовуваним процесом у різних сферах машинобудування.
Основними причинами втрати працездатності вузлів сучасних машин є
різні види зношування, втомні поломки та викришування, корозія, ерозія
рідинною та газовою середою, руйнування через повзучість та їх комбінації.
В залежності від умов експлуатації виробів у промисловості
використовуються як добре відпрацьовані, так і новітні методи відновлення
зношених поверхонь. Серед них — поверхневе пластичне деформування,
мікродугове оксидування, газополум'яне та іонно-плазмове напилення,
електроіскрова обробка та інші[1].
1.1 Відновлення деталей машин методом пластичної деформації
Відновлення деталей за допомогою пластичних деформацій засноване на
їхній здатності змінювати свою геометричну форму та розміри за рахунок
перерозподілу металу без руйнування під дією зовнішніх сил[2-4].
Ремонт деталей пластичною деформацією - один із найпоширеніших
методів ремонту деталей, заснований на пластичній деформації зношених
деталей з подальшою механічною обробкою. Метод використовують для
виправлення вм'ятин, погнутості, скручування, зміни посадочних розмірів
зношених місць деталей (збільшення діаметра зношених шийок осей, валів,
зменшення діаметра зношених поверхонь втулок), підвищення міцності деталей
(дробеструйний наклеп) і зниження шорсткості механічної обробки (накатка).
Цей спосіб застосовується також для відновлення початкових властивостей
деталей, зміцнення їх робочих поверхонь і як заключна чистова обробка. Для
полегшення пластичного деформування деталь попередньо підігрівають, що
різко підвищує пластичність металу. Так, при нагріванні деталей до 900 ° С
навантаження, що додається, можна знизити до 0,5 ... 0,6 МПа[3].
Деталі відновлюють як у холодному, так і гарячому стані. У холодному
9
стані зазвичай відновлюють деталі з низьковуглецевих сталей, кольорових
металів і сплавів, а в гарячому - із середньо- та високовуглецевих сталей з
температурою нагріву 0,7...0,9 температури плавлення. Після відновлення
тиском відповідальні деталі піддають термічній обробці[2].
При відновленні деталей пластичною деформацією (тиском)
використовують пластичні властивості металу, здатність за деяких умов
деформуватися під навантаженнями, не втрачаючи цілісності деталі.
Під тиском змінюється як форма і розміри деталі, а й структура і
механічні властивості металу. Пластична деформація металу в холодному стані
зміцнює метал і це називається наклепом металу. У цьому випадку твердість,
міцність та межа плинності металу підвищуються, а пластичність зменшується.
Але ці зміни не дуже постійні, тобто зрушення та порушення в кристалічній
структурі металу схильні до відновлення[2].
При незначному нагріванні зміцненого металу (у сталі 200 ... 300 ° С)
відновлюється впорядкована кристалічна решітка, причому міцність і твердість
дещо знижуються, а пластичність підвищується. Структура металу у своїй не
змінюється. За більш високих температур нагрівання починається відновлення
металу[2].
Зміна структури внаслідок нагрівання після холодної пластичної
деформації металу називається рекристалізацією. Найменшою температурою
рекристалізації (порогом рекристалізації) є температура, за якої твердість
металу різко знижується, а пластичність підвищується. Для зразкового
розрахунку цієї температури температура плавлення металу множиться на 0,4.
У разі збільшення деформації температура рекристалізації зменшується. Якщо
температура пластичної деформації вища за температуру рекристалізації, то
зміцнення (наклепу) металу не відбувається[2].
Обробка металів тиском при температурі нижче за температуру
рекристалізації називається холодною обробкою, а при вищій температурі -
гарячою обробкою. У цьому випадку обробку починають при температурі,
значно вищій за температуру рекристалізації. Цим уникають появи наклепу та
виникнення тріщин[2].
10
Рисунок 1.1 – Відновлення деталей пластичним деформуванням:
а) осадка; б) втиснення; в) роздача; г) обтиснення; д) витяжка; е) накатка;
ж) правка.
Переваги відновлення деталей методом пластичної деформації[2-5]:
1. Висока економічність (значно знижує витрати порівняно з
виготовленням нових деталей, мінімізує використання дорогих ремонтних
матеріалів (електродів, припоїв, порошків тощо).
2. Збереження властивостей основного матеріалу (не вноситься додаткове
тепло, тому відсутні термічні дефекти (наприклад, зміна структури, перегрів,
викривлення), не виникають зони термічного впливу, як у випадку зварювання
чи наплавлення).
3. Підвищення міцності та зносостійкості (при пластичній деформації
відбувається ущільнення матеріалу та зміцнення поверхневого шару (ефект
наклепу), збільшується межа витривалості деталі).
4. Простота та технологічність процесу (методи (обкатування, роздача,
обтискання, правка) не вимагають складного обладнання, процес легко
механізувати та частково автоматизувати).
5. Можливість відновлення деталей складної форми (метод добре
підходить для валів, отворів, посадочних місць, втулок, кришок, корпусів, дає
можливість відновити геометрію без видалення значної кількості металу).
11
6. Висока точність відновлення (дає змогу отримати точні посадкові
поверхні без додаткової обробки або зі зведенням її до мінімуму).
Недоліки методу пластичної деформації[2-5]:
1. Обмежена глибина відновлення (метод ефективний лише для
неглибоких дефектів, вм’ятин і незначного зношення (0,05–0,5 мм), не
застосовується для великих втрат металу або серйозних пошкоджень).
2. Ризик появи внутрішніх напружень (інтенсивне деформування може
викликати залишкові напруження, потрібні правильний режим деформації та
контроль, щоб уникнути мікротріщин).
3. Можливість зміни геометрії деталі (нерівномірна деформація може
призвести до викривлень, овальності або конусності. вимагається точне
настроювання обладнання).
4. Обмеження за матеріалом (найкраще піддаються деформації пластичні
метали (сталі середньої твердості, алюміній, мідь), загартовані або крихкі
матеріали можуть тріскатися при обробці).
5. Не підходить для деталей з тріщинами (пластичне деформування не
усуває дефекти типу тріщин, пор чи розшарувань, у таких випадках потрібні
інші методи (наплавлення, зварювання, склеювання)).
6. Потреба в точному контролі навантажень (надмірне навантаження
може спричинити руйнування або перевищення допустимого наклепу,
потрібно дотримуватися параметрів технологічного режиму).
12
1.2 Наплавка під флюсом
Зварювання (наплавлення) під шаром флюсу є різновидом
електродугового зварювання, при якому дуга горить під шаром зварювального
флюсу, що забезпечує захист зварювальної ванни від повітря. Поряд із
захисними функціями флюс стабілізує горіння дуги, забезпечує розкислення,
легування та рафінування розплавленого сплаву зварювальної ванни[1,6-8].
Схема процесу наплавлення під шаром флюсу наведено на рис. 1.2.
Відновлювана деталь обертається в процесі наплавлення з певною швидкістю.
Електродний дріт автоматично подається до зони зварювання. Дуга горить між
кінцем електрода і поверхнею, що відновлюється, вироби під шаром флюсу,
який безперервно подається з бункера. Під дією теплоти, що виділяється
зварювальною дугою, плавляться електродний дріт та основний метал, а також
частина флюсу, що потрапив у зону горіння дуги. У зоні горіння дуги
утворюється порожнина, заповнена парами металу, флюсу та газами. Їх тиск
підтримує флюсове склепіння, що утворюється над зварювальною ванною. Під
впливом тиску дуги рідкий метал відтісняється у бік, протилежний напряму
зварювання, утворюючи зварювальну ванну. Розплавлений флюс в результаті
значно меншої густини спливає на поверхню розплавленого металу шва і
покриває його щільним шаром[6-8].
Оболонка з розплавленого флюсу оберігає метал наплавлення та навколо
шовної зони від кисню та азоту повітря і, крім того, перешкоджає
розбризкуванню рідкого металу. Завдяки тому, що розплавлений флюс має
низьку теплопровідність, уповільнюється процес охолодження наплавленого
металу. Це полегшує сплив на поверхню ванни шлакових включень і
розчинених у металі газів, що різко підвищує якість наплавленого шару сплаву.
До переваг зварювання (наплавлення) підшаром флюсу відноситься[6-8]:
- висока продуктивність процесу, завдяки застосуванню великих струмів,
великої глибини проплавлення, а також майже повної відсутності втрат металу
на чад і розбризкування;
- можливість автоматизації процесу;
13
- висока якість наплавленого металу внаслідок надійного захисту флюсом
зварювальної ванни; покращення умов праці зварювальника.
До недоліків цього процесу зварювання слід віднести[6-8]:
- значне нагрівання деталі;
- неможливість наплавлення деталей діаметром менше 40 мм внаслідок
стікання розплавлених металу, що наплавляється, і флюсу з поверхні
відновлюваної деталі;
- необхідність окремих випадках повторної термічної обробки деталі.
Наплавлення циліндричних поверхонь деталей виконують, як правило, по
гвинтовій лінії з перекриттям попереднього валика наступним на 1/2 - 1/3
ширини. Для запобігання стіканню розплавлених флюсу і металу з поверхні, що
відновлюється, наплавку ведуть зі зміщенням А електрода з зеніту в бік,
зворотну напрямку обертання деталі (рис. 1.2). Зміщення електродного дроту
залежить в основному від діаметра деталі, що наплавляється і визначається
дослідним шляхом. Для деталей діаметром 50-150 мм змішання електрода
лежить в межах 3 - 8 мм[6-8].
Рисунок 1.2 – Схема наплавлення під шаром флюсу: а - поперечний
розріз; б - поздовжній розріз; 1-ванна розплавленого металу; 2 - розплавлений
флюс; 3 - електродний дріт; 4 - наплавлений шар металу; 5 - деталь; 6 - шлакова
кірка.
14
1.3 Плазмове напилення
Плазмові методи відновлення деталей машин ґрунтуються на
використанні теплофізичних властивостей іонізованого газу (плазми). Оскільки
виділити плазму у вигляді дуже важко, то технічних цілей використовують
дуговий розряд, збагачений плазмою, тобто. у дуговому розряді поряд із
зарядженими частинками (іонами та електронами) містяться і нейтральні
частки. Такий стан газу називається низькотемпературною плазмою
(температура на виході із сопла плазмотрона близько 5000...7000 К) [1,7,9-14].
Як плазмоутворюючі гази самостійно можуть бути використані аргон,
азот, гелій, аміак. Водень і кисень застосовують у суміші з аргоном, азотом.
У комплект обладнання для плазмової обробки входять такі вузли[6,7]:
- плазмотрон;
- механізм транспортування порошкових та дротяних матеріалів;
- пульт управління, в якому зосереджені вимірювальні, регулювальні та
блокувальні пристрої; джерело живлення дуги;
- джерело та приймач охолоджувальної води;
- комплекс комунікацій, що з'єднує окремі вузли установки та забезпечує
підведення до плазмотрона газів, електроенергії, води, що охолоджує.
Для відновлення зношених поверхонь плазмовим напиленням широке
застосування отримали сплави, що самофлюсуються системи Ni-Cr-B-Si, в які
нерідко додають карбіди, бориди тугоплавких металів (вольфраму, молібдену,
ванадію) для утворення композиційних сплавів з більш високими фізико-
хімічними властивостями. Дуже ефективно використання біметалічних
термореагуючих порошкових сплавів (наприклад, Al + Ni), що володіють
екзотермічними властивостями, що підвищують міцність зчеплення покриття з
основою і фізико-хімічні властивості в цілому. Їх застосовують як підшар або
для напилення основного шару[9-14].
Технологічний процес відновлення деталей плазмовим напиленням
включає наступні операції: підготовка порошку та поверхні деталі, напилення
та механічна обробка напиленого покриття[9].
15
Підготовка порошку полягає в його сушінні при температурі 150 ...200 ° С
і просіюванні через сито з розміром осередків, що не перевищує 200 мкм.
Підготовці поверхні деталі до напилення повинне приділятись
першорядне значення, оскільки від її якості значною мірою залежить міцність
зчеплення порошку з поверхнею деталі. Деталі, що підлягають напиленню,
очищають від бруду, миють, просушують, після чого піддають механічній
обробці, з метою створення на поверхні необхідної шорсткості, яка істотно
впливає не тільки на міцність зчеплення напиленого матеріалу з підкладкою,
але і на втомлену сильну міцність відновлюваної деталі. Найбільш
раціональний метод створення шорсткості - дробоструминна обробка чавунною
крихтою з розміром частинок 1...2 мм при тиску повітря 0,5...0,6 МПа.
Напилювати покриття слід відразу після дробоструминної обробки, тому що
вже через 2 год її ефективність зменшується через збільшення па оброблюваної
поверхні оксидної плівки[9].
При плазмовому напиленні як напилювані матеріали застосовують
порошки, дроти і прутки.
Більш технологічним є використання порошків. Частинки порошку, що
подаються в зону плазмоутворення, нагріваються в плазмовому струмені до
оплавлення або розплавлення і спрямовуються з певною швидкістю (50 ... 200
м/с) на поверхню деталі, ударяючись про яку деформуються, розтікаються,
кристалізуються, утворюючи шаруваті покриття[9-14].
Залежно від властивостей металевих частинок, що напилюються, способу
і режиму напилення частинки можуть досягати підкладки в рідкому,
пластичному або твердому стані. Експериментально визначено, що для
отримання більш високої міцності зчеплення частинки повинні бути нагріті не
нижче ніж 90 % температури їх плавлення.
Підвищенню міцності зчеплення сприяє також попереднє напилення
підшару завтовшки не більше 0,1 мм з металів (сплавів), що утворюють міцні
хімічні зв'язки в результаті взаємодії з підкладкою (молібден, сплави на основі
нікелю, що містять алюміній, титан і ін.). Дуже перспективне напилення
композиційним порошком (NI-A1): в результаті алюмотермічної реакції
16
утворюється покриття - алюміній нікелю, що відрізняється високою стійкістю
до окислення і більш високою температурою плавлення (1640 ° С), ніж його
метали[9-14].
Істотним недоліком покриттів, що напилюються, є їх пористість, що
пояснюється невеликою площею контакту, як між частинками, так і між
частинками і підкладкою.
Методами плазмового напилення можна отримати покриття товщиною в
кілька міліметрів, проте зі збільшенням товщини шару понад 1...1,3 мм міцність
його зчеплення з підкладкою знижується, тому найбільш доцільно
відновлювати деталі зі зношуванням, що не перевищує 0,4...0,6 мм[9-14].
Плазмове напилення доцільно застосовувати для відновлення деталей, не
схильних до значних динамічних навантажень; виготовлених з чавуну та
алюмінію, що важко піддаються відновленню іншими способами; виготовлених
із будь-яких сплавів, але при відновленні яких не допускаються деформації. До
таких деталей належать корпусні деталі автомобілів, тракторів, у яких
зношуються посадкові місця; гнізда блоку під вкладиші корінних підшипників,
гнізда картерів коробок передач, опорні бортики і посадкові пояски гільз
циліндрів, поверхня нижньої головки шатуна та ін. Значну номенклатуру
складають вали, виготовлені з чавуну, стали 45, легованих сталей, з зношеними
посадковими місцями: нанесення покриттів економічно доцільним при
відновленні великої кількості деталей[6,7].
Більш технологічним і продуктивним є спосіб плазмового наплавлення,
який полягає у створенні на поверхні, що відновлюється під дією плазмового
струменя розплаву присадкового матеріалу. Після затвердіння формується
наплавлений шар із заданими фізико-механічними властивостями[9-14].
При зміцненні та відновленні деталей залежно від їх форми, умов роботи
застосовують кілька різновидів плазмового наплавлення, що відрізняються
типом присадкового матеріалу, способом його подачі на зношену поверхню і
видом стисненої дуги. При плазмовому наплавленні застосовують дугу прямої
дії - дуга утворюється між вольфрамовим електродом і струмопровідним
присадним дротом при електрично нейтральній деталі[9-14].
17
Рисунок 1.3 – Схема плазмово-порошкової наплавки: 1 – виріб; 2 –
джерело живлення плазмової дуги; 3 – вольфрамовий електрод; 4 –
стабілізуюче сопло плазмотрону; 5 - введення транспортуючого газу з
порошком; 6 – фокусуюче сопло; 7 – введення захисного газу; 8 – захисне
сопло; 9 – пристрій підпалювання дуги.
Плазмову наплавку можна виконувати одиночними валиками, при
наплавленні циліндричних деталей по гвинтовій лінії, а також із застосуванням
коливального механізму (для широких шарів).
Як наплавочні матеріали широко застосовують такі марки порошкових
сплавів: ПГ-Cl, ПГ-УС25, ПГ-С27, ПГ-ФБХ62, ПГ-Л101, а також різні
композиції цих сплавів з хромонікелевим порошковим сплавом ПГ-СР4. До
всіх сплавів додають 6...8% порошкового алюмінію. Альтернативною
традиційним сплавам в даний час стало створення дифузійно-легованих (ДЛ)
порошків, що самофлюються, що складаються з ядра (серійно випускаються
металеві порошки, подрібнена металева стружка) і дифузійної оболонки, що
містить бор і кремній. ДЛ-порошки за меншої (у кілька разів) вартості
дозволяють ефективно відновлювати та зміцнювати функціональні поверхні
18
деталей. Грануляція порошків для плазмового наплавлення повинна
знаходитися в межах 200...600 мкм. Застосування дрібних частинок призводить
до більш інтенсивного окислення та їх часткового вигоряння. Крім того, при їх
використанні часто забивається сопло плазмотрону[9-14].
Для запобігання окисленню металу у ванні розплаву застосовують подачу
до зони наплавлення захисних газів - аргону, азоту чи вуглекислого газу.
Універсальний спосіб плазмового наплавлення - наплавлення з вдуванням
порошку в дугу, який, частково оплавляючись, переноситься на поверхню
виробу, що оплавляється дугою прямої дії. За рахунок широкого діапазону
регулювання теплоти, що йде на нагрівання порошку та деталі, цей спосіб
дозволяє отримувати наплавлені шари високої якості з мінімальною глибиною
проплавлення. До недоліків способу слід віднести складність конструкцій
плазмотрона, його низьку надійність та великі розміри, а також значну витрату
газу[9-14].
При використанні наплавного дроту найбільш ефективна наплавлення
струмоведучою дротом. У цьому випадку стиснута дуга використовується
головним чином для плавлення дроту та меншою мірою для підігріву деталі.
Наплавлений шар в основному утворюється за рахунок теплоти перегрітого
наплавленого металу, що змочує поверхню основного підігрітого металу.
Частка участі основного металу у першому наплавленому шарі не перевищує
4%, що важливо для забезпечення необхідних фізико-механічних властивостей
наплавлення.
Наплавлення прямим дугою струмопровідним дротом збільшує
продуктивність, але при цьому зростає глибина проплавлення основного
металу.
Переваги плазмового наплавлення[6,7, 9-14]:
- висока щільність енергії, вузька дуга, що дозволяє робити наплавку
максимально акуратно;
- висока швидкість подачі порошку 0,18 до 24 кг/год (є живильники з
подачею до 60 кг/год);
- однорідне покриття, відсутність пір;
19
- мінімальний припуск на подальшу обробку (за потреби);
- незначне нагрівання основного матеріалу, у зв'язку з цим мале
короблення після наплавлення;
- чудова повторюваність;
- забезпечення можливості 100% автоматизації;
- висока надійність запалювання дуги завдяки допоміжній дузі;
- невибагливість та простота процесу
20
1.4 Газополуменеве напилення
Технологія газополум’яного напилення дає можливість застосовувати як
металеві порошки, так і дріт. Конструкції обладнання при цьому відрізняються.
У пальниках порошкового типу напилювальний матеріал подається з бункера
(порошкового живильника), тоді як у дротяних системах металевий дріт
безперервно надходить з котушки, бухти або бочки[6,7,9].
У робочій зоні пальника, куди подаються паливний газ, кисень і стиснене
повітря, метал розплавляється й за допомогою струменя стисненого повітря
переноситься на поверхню деталі.
Через конструктивні особливості порошкові пальники мають нижчу
продуктивність, ніж дротяні, тому рідше використовуються для напилення
металевих порошків. В основному їх застосовують для нанесення покриттів зі
зносостійких та жаростійких матеріалів на основі карбідів і оксидів металів.
Під час газополуменевого (газового) наплавлення нагрівання основного
металу та присадкового матеріалу відбувається за рахунок теплоти, що
виділяється при згорянні суміші ацетилену або його замінників з киснем.
Оскільки газове полум’я має порівняно невисоку теплову інтенсивність, зона
термічного впливу при цьому способі значно більша, ніж при інших методах
наплавлення, а випаровування металу — мінімальне[6,7,9].
Однією з характерних особливостей процесу є можливість отримання
наплавленого шару з невеликим вмістом основного металу (близько 5–10%). Це
пояснюється низьким тиском газового струменя на поверхню ванни. Тиск газу
прямо пропорційний квадрату масової витрати газу через сопло за одиницю
часу та його щільності, і обернено пропорційний відстані від сопла до поверхні
ванни. Така залежність дає змогу оператору легко регулювати процес [6].
Окрім малого проплавлення, газове наплавлення має й інші переваги
[6,7,9]:
високу універсальність і технологічну гнучкість;
можливість нанесення тонких наплавлених шарів;
21
зменшену ймовірність утворення тріщин завдяки сумісності процесу з
попереднім підігріванням;
низьку вартість обладнання.
Разом із тим, недоліками газового наплавлення є низька продуктивність
та нестабільність якості покриття, що значною мірою залежить від кваліфікації
виконавця[6,7,9].
У газополум’яному напиленні джерелом тепла слугує ацетиленокисневе
полум’я з максимальною температурою близько 3000 °С. Метод вирізняється
простотою необхідного обладнання, для роботи якого достатньо ацетилену та
кисню. Частинки напилювального матеріалу, потрапляючи у факел полум’я,
нагріваються майже до температури плавлення та прискорюються до 20–30 м/с.
При зіткненні з поверхнею деталі розігріті частинки зчіплюються як із
основою, так і між собою, утворюючи щільне й однорідне покриття [6,7].
Газополум’яні пальники дають змогу наносити покриття з полімерних
матеріалів (пластмас), різних металів (алюмінію, бронзи, бабіту, нікелю тощо)
та керамічних сполук, таких як оксиди титану й алюмінію. Існує два основних
способи подавання напилювального матеріалу в ацетиленокисневе полум’я: у
вигляді порошку або у вигляді дроту [6,7].
Рисунок 1.4 – Схема газопулумяного напилення
22
1.5 Нанесення покриттів припіканням
Суть методу полягає у формуванні покриття з порошкового матеріалу на
поверхні деталі та забезпеченні надійного зчеплення між порошком і основою.
Порошковий шар може наноситися різними технологіями, зокрема методом
напресовування у прес-формах, шлікерним або формувальним способами,
напилюванням чи осадженням.
Після нанесення порошку відбувається його електромеханічна та
термомеханічна обробка. У процесі взаємодії частинки з’єднуються між собою
завдяки зварюванню в твердому, твердо-рідкому або рідкому станах, а також
через спікання, що ґрунтується на дифузійних процесах. Інтенсивність цих
явищ визначається тиском, температурою, тривалістю впливу та властивостями
порошкового матеріалу[6-9].
Рисунок 1.5 – Схема електроімпульсного припікання
Електроконтактне припікання передбачає нагрівання порошку
електричним струмом. Порошок засипають у проміжок між поверхнею деталі
та електродом, після чого здійснюється його припікання завдяки поєднанню
високотемпературного нагрівання (до 0,9…0,95 температури плавлення
матеріалу) і значного механічного тиску, що може досягати 100 МПа.
Швидкість нагріву при цьому є надзвичайно високою — до 10³…10⁴ К/с[6-9].
Переваги електроконтактного припікання порошкових покриттів[6-9]
висока продуктивність процесу;
низька енергоємність;
23
мала зона термічного впливу на основний метал;
можливість отримання покриття заданої форми без додаткової механічної
обробки;
значне зниження витрат металу — у 3–4 рази порівняно з наплавленням.
Недоліки методу[6-9]:
обмежена товщина покриття — зазвичай 0,3–0,5 мм без додаткових
технологічних прийомів;
складність досягнення рівномірного шару на криволінійних або складних
поверхнях;
необхідність жорсткого контролю параметрів (струму, тиску, швидкості
подачі);
чутливість до підготовки основи: наявність забруднень чи оксидів
погіршує адгезію;
потреба спеціальної оснастки для притиску порошку (ролики, матриці,
електроди);
обмеження щодо розмірів деталей — важко застосовувати до
великогабаритних елементів;
високі вимоги до кваліфікації оператора, особливо при роботі з
композиційними порошками.
Покриття, отримані за цією технологією, характеризуються високою
міцністю зчеплення, малою пористістю та товщиною в межах 0,1–1,5 мм.
Найкращі властивості досягаються при застосуванні імпульсного струму.
Електроконтактне припікання широко використовується у відновленні
зношених деталей, таких як колінчасті та розподільчі вали, шестерні насосів,
гільзи циліндрів та інші. Для реалізації технології можуть застосовуватися
стандартні шовні електрозварювальні машини.
24
1.6 Електродугова металізація
Електродугове металізування — це технологія нанесення металевих
покриттів на поверхню виробів шляхом використання електричної дуги, яка
розплавляє присадний метал. Метод має широкі можливості застосування та
низку переваг у порівнянні з іншими способами формування поверхневих
шарів[6-9].
Цю технологію часто застосовують для відновлення розмірів і
експлуатаційних властивостей деталей, що зазнали спрацювання, корозійних
пошкоджень або ерозії. Це особливо актуально для дорогих, великогабаритних
або технологічно складних компонентів, заміна яких є економічно
недоцільною.
Рисунок 1.6 - Схема процесу електродугової металізації:1 - стисле
повітря. 2 - дріт для напилення. 3 - другий потік повітря. 4 -електрична дуга. 5 -
напилюваний об'єкт.
Фізичні процеси, що відбуваються під час електродугової металізації[6-9]
1) Утворення електричної дуги
між двома металевими дротами формується електрична дуга з температурою
близько 3000–4000 °C.
під дією високої температури кінці дротів інтенсивно плавляться.
2) Утворення крапель розплавленого металу
метал переходить у стан дрібнокрапельного розплаву;
дуга забезпечує стабільний процес плавлення без перерв.
25
3) Розпилення металу газовим потоком
стиснене повітря або інший робочий газ диспергує розплав у вигляді
дрібних крапель.
частинки металу прискорюються до 100–200 м/с і спрямовуються на
поверхню деталі.
4) Формування покриття
мікрокраплі, досягаючи холоднішої поверхні, миттєво тверднуть.
кожна частинка сплющується, утворюючи механічний зв'язок із основою та
сусідніми краплями.
у результаті формується шар з характерною ламелярною (пластинчастою)
структурою.
Переваги електродугової металізації[6-9]
висока продуктивність, у 2–3 рази більша порівняно з газотермічними
методами;
низька собівартість, оскільки використовується доступний металевий
дріт;
незначний термічний вплив — деталь не перегрівається та не
деформується;
можливість обробки великогабаритних деталей без спеціальних камер чи
печей;
широка номенклатура матеріалів: сталі, чавуни, кольорові метали,
леговані сплави тощо;
висока адгезія покриття, особливо при відповідній підготовці поверхні
(піскострум, шорсткування;
ефективне відновлення геометрії зношених поверхонь.
формування захисних шарів: корозійностійких, жаротривких,
антифрикційних.
Недоліки електродугової металізації[6-9]
підвищена пористість покриття (до 15–20%), що зменшує його міцність;
потреба додаткової механічної обробки після нанесення шару;
26
складність рівномірного розпилення деяких сплавів, особливо з високою
твердістю;
значне пиловиділення та шум, що потребує засобів захисту й вентиляції;
механічний характер зчеплення, який поступається міцності зварних і
наплавлених шарів;
обмеження у виборі присадного дроту, зокрема для тугоплавких або
спеціальних матеріалів;
високі вимоги до стану поверхні, відсутність шорсткості знижує якість
адгезії.
27
1.7 Основні фізичні процеси при електроіскровій обробці
Метод електроіскрової обробки ґрунтується на явищі електричної ерозії
матеріалів, що виникає під час іскрового розряду в газовому середовищі
(найчастіше — у повітрі), а також на полярному перенесенні частинок
ерозійного продукту на катод — деталь, на поверхні якої формується шар зі
зміненими структурою та хімічним складом [12]. Коли міжелектродний
проміжок пробивається електричним струмом, утворюється іскра, в якій
інтенсивний потік електронів нагріває поверхню анода до високих температур.
На катоді під впливом значного теплового навантаження проходять
мікрометалургійні процеси, а також супровідні термомеханічні, дифузійні та
гідродинамічні явища. У результаті відбувається перемішування матеріалу
анода і катода, їх взаємодія з компонентами газової атмосфери та формування
шару з високою адгезією. Саме тому електроіскрове легування можна вважати
методом створення нових композиційних матеріалів[1,6,8,9,15].
Електроіскрова наплавка — це технологія нанесення покриттів на
металеві поверхні за допомогою багаторазових імпульсів електричного струму,
що створюють локальні електричні розряди між електродом-інструментом та
деталлю. У зоні кожного розряду матеріал електрода плавиться, частково
випаровується й переноситься на оброблювану поверхню, де швидко
кристалізується, формуючи щільне покриття [1,8,9].
Основою процесу є імпульсний електричний розряд: у момент дотику
електрода до деталі через контактну зону проходить струм високої густини,
який спричиняє миттєве локальне нагрівання та плавлення металу.
Розплавлений матеріал електрода під дією тиску плазми заповнює утворений
кратер і, швидко охолоджуючись, утворює зміцнений шар.
Особливо ефективним цей метод є для нанесення тугоплавких покриттів,
що суттєво змінюють властивості поверхневого шару. Характер і масштаб цих
змін визначаються хімічним складом і структурою матеріалу електродів, а
також режимами електроіскрового легування[1,8,9].
28
Електроіскрові методи зміцнення застосовуються для підвищення
зносостійкості та твердості поверхні деталей машин, що працюють при високих
температурах або в інертних газових середовищах, а також для покращення
жаростійкості й корозійної стійкості. Цей спосіб широко використовують для
підвищення довговічності ріжучого, деревообробного, слюсарного інструменту;
створення шорсткого шару перед подальшим гальванічним покриттям;
полегшення процесів пайки важкоспаюваних матеріалів (наприклад, через
попереднє нанесення мідного шару); компенсації зносу деталей під час ремонту
та модифікування властивостей виробів із кольорових металів і
інструментальних сталей [1,8,9].
Формування зміцненого або функціонального поверхневого шару
відбувається внаслідок дії складних плазмохімічних, теплофізичних та
механотермічних процесів, які локально розвиваються у зоні дії імпульсу. При
зближенні легуючого анода з катодом виникає короткочасний розряд
тривалістю 10-6–10-3 с. У цей момент на частинах поверхонь обох електродів
утворюються мікрозони плавлення й випаровування, що супроводжується
електричною ерозією та взаємним масопереносом матеріалу [1,8].
Рисунок 1.7 – Принципова схема процесу ЕІО
Під час електроіскрової обробки на поверхні деталі формується тонкий
покривний шар із заданими фізико-механічними характеристиками. Одночасно
з тепловим впливом, який активує механотермічні процеси, приповерхневі
29
шари електродів зазнають значних напружень — аж до переходу в стан
пластичної деформації або навіть крихкого руйнування. Оскільки електроди під
час розряду перебувають у кінематичному зв’язку, оброблювана поверхня
зазнає також ударно-вібраційних навантажень. Кожен контакт електродів
супроводжується утворенням і миттєвим руйнуванням мікрозварних містків,
що разом з механічними ударами спричиняє пластичне деформування
модифікованих приповерхневих шарів. Такий комплексний енергетичний вплив
із високою щільністю потужності сприяє інтенсивному перебігу
мікрометалургійних процесів — термохімічних, газодинамічних та дифузійних.
Формований поверхневий шар у результаті електроіскрової обробки
являє собою нову композиційну структуру. Верхній тонкий шар складається з
матеріалу анода, збагаченого елементами катода та продуктами реакцій із
газовим середовищем. Його суцільність і товщина визначаються структурою
легуючого електрода (ЛЕ), режимами обробки та тривалістю операції [1,8].
Під ним розташований модифікований зміцнений шар, який утворюється
внаслідок конденсації крапельно-плазмової фази та дифузійного проникнення
елементів анода у поверхню катода. Цей шар має змішаний склад і включає
компоненти обох електродів. Ще глибше знаходиться зона термічного впливу
— найбільш масивний шар, який формується під дією імпульсного локального
нагрівання. Його структура помітно відрізняється від структури вихідного
матеріалу деталі: вона має іншу зернистість і морфологію, поступово
переходячи в основний метал зі збільшенням глибини [1,8].
Отже, модифікація та зміцнення поверхні відбуваються завдяки таким
процесам [1,8,9,15]:
1. Осадженню (конденсації) матеріалу анода на поверхні катода.
2. Дифузії частинок анодного матеріалу в катод, що приводить до
утворення твердих розчинів і нових хімічних сполук — оксидів, карбідів,
інтерметалідних фаз.
3. Формуванню зони взаємної кристалізації, розвитку нерівноважних
структур і дрібнозернистих фаз, що виникають унаслідок швидкого теплового
впливу та наступної кристалізації.
30
Не існує єдиної загальноприйнятої фізичної моделі, яка повністю
описувала б процес електроіскрової обробки. Проте загальна фізична суть
методу може бути подана так: під час зближення двох електродів напруженість
електричного поля між ними поступово зростає, і при достатньо малому
проміжку відбувається пробій, що супроводжується утворенням іскрового
розряду. Через сформований канал провідності до катода рухається
інтенсивний потік електронів. Кінетична енергія цих електронів виділяється в
приповерхневих шарах анода, переводячи їх у високоенергетичний стан. Це
спричиняє різке збільшення густини струму до рівня, який перевищує поріг
плавлення матеріалу анода[1,9].
У результаті виділення енергії з поверхні анода викидаються мікрокраплі
розплавленого металу, які з великою швидкістю переміщуються до катода. Під
час руху вони додатково нагріваються, можуть закипати та руйнуватися на ще
дрібніші частинки. Потрапляючи на поверхню катода, ці частинки утворюють
міцні адгезійні зв’язки та частково проникають у його поверхневі шари,
модифікуючи їх структуру на невелику глибину [1,9].
Після перенесення матеріалу на катод проходить другий імпульс струму,
який супроводжується механічним впливом, що спричиняється ударом
прискореної маси частинок анода. Тонкий поверхневий шар катода в цей
момент також нагрівається. У зоні контакту розвиваються дифузійні процеси,
відбувається перенесення мікрочасток та хімічна взаємодія між компонентами
анода й катода, що призводить до формування нестійкої модифікованої
структури поверхні.
У такому режимі взаємодії системи “анод — катод” на поверхні катода
поступово формується тонкий, але стабільний модифікований шар, що
утворюється внаслідок дисипативних процесів, які стабілізують структуру
покриття [1,9].
Зміцнений шар, отриманий методом електроіскрової обробки (ЕІО),
вирізняється значною твердістю та підвищеною зносостійкістю. За даними
вимірювань твердості методом Віккерса (прилад ПМТ-3), значення твердості
31
такого шару зазвичай становить 1000–1400 HV, при цьому конкретні показники
визначаються матеріалом електрода.
Загальний шар, сформований у процесі електроіскрового зміцнення,
складається з двох основних зон [1,9,15]:
1. Верхній білий нетравлений шар, що утворюється безпосередньо на
поверхні деталі. Він відзначається високою твердістю, зносостійкістю та
підвищеною стійкістю до дії агресивних середовищ.
2. Нижній перехідний дифузійний шар, у структурі якого
спостерігається зміна концентрації легувальних елементів і карбідів, а також
суттєва трансформація вихідної металевої структури. Цей шар плавно
переходить у основний матеріал деталі, без різко вираженої межі. Поступове
зниження кількості легуючих складників сприяє збереженню необхідних
механічних властивостей зміцненого покриття.
Зазвичай глибина перехідної зони є більшою, ніж верхнього шару.
Завдяки цьому можливе формування багатошарових структур, зокрема таких,
що містять шари з різним рівнем легування. Це дозволяє цілеспрямовано
регулювати характеристики поверхні відповідно до умов її роботи,
забезпечуючи підвищення зносостійкості та збільшення ресурсу деталі.
Технологія формування багатошарових покриттів дає змогу отримувати
матеріал із комбінованими властивостями: підвищеною твердістю у
поверхневих шарах і достатньою міцністю у глибинних. Така структура істотно
підвищує довговічність і працездатність виробів, що працюють у складних і
навантажених умовах.
Переваги: [1,9,15]
дуже мала зона термічного впливу (до 10 мкм);
можливість обробки тонкостінних деталей без ризику деформацій;
висока адгезія покриття до основного металу;
можливість нанесення твердих і надтвердих сплавів;
низьке енергоспоживання та відносна простота обладнання;
проведення локального відновлення без необхідності демонтажу вузла.
Недоліки:
32
невисока продуктивність процесу;
складність отримання рівномірних товстих шарів (звичайно до 0,3 мм без
додаткової обробки);
потреба у високій кваліфікації оператора;
обмежена ефективність для обробки великих поверхонь.
33
Висновки по розділу 1
В першому розділі було проаналізовано основні методи відновлення
деталей машин, зокрема відновлення методом пластичної деформації, наплавку
під флюсом, плазмове та газополуменеве напилення, нанесення покриттів
припіканням, електродугову металізацію, а також розглянуто основні фізичні
процеси при електроіскровій обробці. Кожен із наведених методів має свої
переваги та обмеження, що визначають область його застосування, техніко-
економічну доцільність і якість відновлених поверхонь.
Порівняльний аналіз показав, що методи наплавки та напилення
забезпечують значну товщину відновлювального шару, однак
супроводжуються високими тепловими навантаженнями, можливими
деформаціями деталей і зміною структури основного матеріалу. Методи
пластичної деформації мають обмежене застосування за ступенем зносу та
геометрією деталей.
На відміну від них, електроіскрова обробка характеризується локальним
тепловим впливом, високою адгезією покриття до основного матеріалу,
можливістю відновлення деталей зі складною формою та мінімальними
деформаціями. Крім того, даний метод дозволяє формувати зносостійкі,
корозійностійкі та функціональні покриття з керованими властивостями.
Таким чином, за сукупністю технологічних, експлуатаційних та
економічних показників, електроіскрову обробку обґрунтовано обрано як
перспективний метод відновлення деталей машин, що доцільно для подальшого
детального дослідження та практичного впровадження.
34
РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ
2.1 Установка для електроіскрової обробки
Для кожної конкретної комбінації оброблюваного матеріалу, робочого
середовища та електричних режимів електроіскрової обробки характерна
власна динаміка зміни вихідних параметрів у часі. Водночас для всіх
експериментальних кривих спостерігається наявність зони насичення, після
досягнення якої подальше нарощування покриття стає неможливим, а
сформований поверхневий шар починає частково руйнуватися або деградувати.
При цьому встановлено, що максимальні значення суцільності та
мікротвердості покриття досягаються на більш ранніх етапах процесу, ніж його
гранична товщина, що свідчить про зміну механізмів формування шару з часом.
Тривалість електроіскрової обробки, за якої фіксується досягнення
оптимальних або граничних характеристик покриття, істотно залежить від
енергії одиничного імпульсу: зі зростанням енергії імпульсів процес
інтенсифікується, і максимум властивостей досягається швидше. Водночас
надмірне підвищення енергії може призводити до зростання термічних
напружень і дефектності поверхневого шару.
Максимальна товщина сформованого покриття значною мірою
визначається середовищем обробки, фізико-хімічними властивостями
електродного матеріалу, а також геометрією, хімічним складом і початковим
станом поверхні деталі. Сукупний вплив зазначених факторів обумовлює
інтенсивність масопереносу, умови кристалізації та структуроутворення
покриття, що в кінцевому підсумку визначає його експлуатаційні
характеристики.
Для нанесення покриттів використовувалися електроіскрова установка
«ЕЛІТРОН» - (рис. 2.1), основні технічні характеристики якої представлені в
таблиці 2.1.[20]
Установка електроіскрової обробки «ЕЛІТРОН» призначена для
цілеспрямованої зміни властивостей поверхневого шару деталей шляхом
35
електроіскрового легування та наплавлення. Її застосування дає змогу суттєво
підвищити зносостійкість, корозійну стійкість, твердість і довговічність
робочих поверхонь, а також відновлювати геометрію та функціональні
характеристики зношених елементів машин[20].
Рисунок 2.1 – Установка для електроіскрової обробки «Елитрон 10»
Робота установки «ЕЛІТРОН» базується на використанні імпульсних
електроіскрових розрядів, які виникають у вузькому міжелектродному
проміжку між електродом-інструментом і поверхнею оброблюваної деталі. За
умови подачі імпульсної напруги відбувається пробій цього проміжку,
внаслідок чого формується короткочасний іскровий або мікродуговий розряд,
що характеризується надзвичайно високою локальною температурою та
щільністю енергії[20].
36
Під дією розряду матеріал електрода зазнає локального плавлення й
часткового випаровування, після чого продукти ерозії переносяться на
поверхню деталі. У процесі надшвидкого охолодження вони кристалізуються,
утворюючи тонкий легований або наплавлений шар, міцно зчеплений з
основним матеріалом. Багаторазове повторення імпульсів забезпечує поступове
формування покриття та структурну модифікацію поверхневого шару.
Імпульсний характер процесу та високі швидкості нагрівання й
охолодження сприяють утворенню дрібнодисперсної, а в окремих випадках
аморфно-кристалічної структури, що зумовлює підвищені показники
мікротвердості, зносостійкості та адгезійної міцності покриття.
Установка «ЕЛІТРОН» відзначається універсальністю, компактністю та
зручністю в експлуатації, що забезпечує можливість її використання як у
науково-дослідних і навчальних лабораторіях, так і в умовах серійного та
ремонтного виробництва. До основних переваг установки належать[20]:
Широкий діапазон регулювання електричних режимів (напруга, сила
струму, тривалість, частота та енергія імпульсів), що дозволяє гнучко
налаштовувати процес залежно від властивостей матеріалу деталі та електрода.
Використання різноманітних електродних матеріалів — металів, твердих
сплавів і композицій, що забезпечує формування покриттів з наперед заданими
фізико-механічними та експлуатаційними характеристиками.
Локальний характер впливу, який дає змогу здійснювати зміцнення або
відновлення окремих ділянок деталей без суттєвого термічного навантаження
на весь виріб.
Мінімальна зона термічного впливу, завдяки якій практично усувається
ризик короблення, утворення тріщин і зміни геометричних розмірів деталі.
Можливість ручного та механізованого керування процесом, що
розширює сферу застосування установки для деталей складної форми та різних
габаритів.
Завдяки поєднанню зазначених технічних і технологічних переваг
установка електроіскрової обробки «ЕЛІТРОН» є ефективним засобом для
поверхневого зміцнення, відновлення зношених елементів, локального
37
легування та підвищення експлуатаційної надійності і ресурсу машинобудівних
деталей.
Таблиця 2.1 Технічні характеристики установки[20]
Характеристика Значення
Використовувана потужність, кВ* А 1,0
Джерело живлення: напруга, В, частота, Гц 220, 50
Продуктивність, см2/хв 3
Тривалість імпульса іскри, мкс 2-200
Значення середнього струму, А 0,1-5
Маса генератора імпульсів, кг 18
Швидкість обертання деталі, об/хв 0,5-7
Швидкість повздовжньої подачі, мм/хв 0,5-2,5
Режими роботи ручний,
Рисунок 2.2 – Схема для електроіскрової обробки деталі типу «вал»: 1 –
токарний верстата; 2 – кулачковий патрон; 3 – оброблювана деталь; 4 - задня
бабка; 5 – ЕІ установка; 6 – супорт верстата; 7 – система контролю; 8 –
генератор імпульсів
Методика підготовки зразків та проведення електроіскрової обробки на
установці передбачає послідовне виконання ряду технологічних операцій,
спрямованих на забезпечення стабільності процесу та отримання покриттів з
38
заданими властивостями.
1. На першому етапі здійснюють ретельне очищення та знежирення
поверхні деталі (зразка) з використанням бензину, спиртовмісних або інших
органічних розчинників з метою видалення мастил, забруднень і оксидних
плівок, які можуть погіршувати умови електроіскрового розряду та адгезію
покриття.
2. Після підготовки поверхні деталь (зразок) надійно встановлюють і
закріплюють у патроні верстата, лещатах або спеціальному пристосуванні,
забезпечуючи її жорстку фіксацію та відсутність вібрацій під час обробки.
3. Легуючий електрод (ЛЕ) закріплюють у тримачі віброзбудника або
механізованої обробної головки, розміщеної на супорті верстата, при цьому
контролюють співвісність та стабільність його положення відносно
оброблюваної поверхні.
4. Далі здійснюють вмикання генератора імпульсів і перевірку
працездатності системи шляхом короткочасного дотику електрода до поверхні
деталі, що дозволяє переконатися у справності віброзбудника або механізованої
головки та наявності стабільних електроіскрових розрядів.
5. На наступному етапі виконують вибір і налаштування частоти
імпульсів віброзбудника чи механізованої головки відповідно до матеріалу
електрода, деталі та вимог до властивостей формованого покриття.
6. Після цього на генераторі імпульсів встановлюють необхідну напругу
імпульсу та ємність конденсаторної батареї, що визначають енергію
одиничного розряду і безпосередньо впливають на інтенсивність перенесення
матеріалу та товщину покриття.
7. Завершальним етапом є проведення електроіскрової обробки поверхні
за заданими режимами з рівномірним переміщенням електрода вздовж
оброблюваної ділянки для отримання однорідного шару з необхідними
експлуатаційними характеристиками.
У разі якщо сформоване одношарове покриття не забезпечує потрібної
для відновлення або зміцнення деталі товщини, електроіскрову обробку
доцільно виконувати у два, три або більше проходів. Багатошарове нанесення
39
дозволяє поступово нарощувати товщину покриття, контролюючи його
структуру та властивості, і забезпечує досягнення заданих параметрів
відновлюваної поверхні.
40
2.2 Методика дослідження мікротвердості покриттів
Методика дослідження спрямована на комплексне вивчення процесів
формування електроіскрових покриттів.
На початковому етапі виконували підготовку експериментальних зразків
із вибраного конструкційного матеріалу. Поверхні зразків попередньо
піддавали механічному обробленню до встановленої шорсткості, після чого
здійснювали ретельне очищення та знежирення за допомогою органічних
розчинників. Така підготовка забезпечувала однакові стартові умови для всіх
серій експериментів і мінімізувала вплив сторонніх факторів на результати
електроіскрової обробки.
Електроіскрове легування проводили на установці типу «ЕЛІТРОН» із
використанням легуючих електродів. У процесі експериментів цілеспрямовано
змінювали основні параметри ЕІО, зокрема напругу імпульсу, силу струму,
ємність конденсаторної батареї, частоту й тривалість імпульсів, а також
загальний час обробки. Кожен режим фіксували та відтворювали щонайменше
на трьох зразках, що забезпечувало достатню повторюваність експериментів і
статистичну достовірність отриманих результатів.
Товщину сформованих електроіскрових покриттів визначали за
результатами мікроскопічних досліджень шляхом вимірювання середнього
значення шару в декількох характерних точках з використанням оптичного або
електронного мікроскопа. Додатково аналізували рівномірність покриття по
площі зразка та наявність характерних дефектів, таких як пори, мікротріщини
або неметалеві включення.
Мікротвердість поверхневих шарів вимірювали методом індентування
алмазним індентором за Віккерсом при заданому навантаженні. Вимірювання
проводили як безпосередньо в зоні покриття, так і на різних глибинах
перехідної зони, що дозволяло побудувати профілі розподілу мікротвердості та
оцінити градієнт механічних властивостей[21].
За результатами досліджень визначали раціональні режими оброки
41
Рисунок 2.3 –Мікротвердомір ПМТ-3
42
Порядок проведення вимірювань на мікротвердомірі ПМТ-3[21]
Мікротвердомір ПМТ-3 призначений для визначення мікротвердості
матеріалів методом вдавлювання алмазного індентора за Віккерсом і широко
використовується для дослідження властивостей поверхневих шарів,
електроіскрових покриттів та перехідних зон між покриттям і основним
матеріалом. Процес вимірювання мікротвердості здійснюється за
регламентованою методикою, що включає низку послідовних операцій.
1. Підготовка зразка. Досліджуваний зразок повинен мати рівну, чисту та
ретельно відполіровану поверхню без подряпин, забруднень, оксидних плівок і
залишків абразиву. Під час дослідження покриттів, як правило, виготовляють
поперечні мікрошліфи, що дає змогу оцінити мікротвердість як самого
покриття, так і перехідної зони. Після полірування зразок промивають,
очищують та висушують[21].
2. Підготовка приладу до роботи. Перед початком вимірювань
мікротвердомір ПМТ-3 вмикають і перевіряють його технічний стан.
Контролюють чистоту оптичної системи, правильність встановлення та стан
алмазного індентора, а також справність механізму прикладання навантаження.
За необхідності виконують калібрування приладу з використанням еталонного
зразка відомої твердості[21].
3. Установлення та фіксація зразка. Підготовлений зразок розміщують на
предметному столику мікротвердоміра та надійно закріплюють, забезпечуючи
його стійке положення та відсутність зсувів під час навантаження. За
допомогою механізмів мікропереміщення столика зразок точно позиціонують
під об’єктивом мікроскопа[21].
4. Фокусування та вибір ділянки вимірювання. За допомогою оптичної
системи виконують точне фокусування на поверхні зразка. Місце вимірювання
обирають з урахуванням відстані від краю зразка, межі «покриття – основний
матеріал» і попередніх відбитків індентора, щоб уникнути взаємного впливу
зон деформації[21].
5. Задання режиму навантаження та вдавлювання індентора. На приладі
встановлюють необхідне навантаження відповідно до поставлених завдань
43
дослідження (зазвичай у межах від кількох до десятків грамів). Навантаження
прикладають плавно, після чого алмазний індентор у вигляді чотиригранної
піраміди вдавлюється в поверхню зразка з витримкою протягом заданого часу,
що забезпечує стабільність відбитка[21].
6. Зняття навантаження та вимірювання параметрів відбитка. Після
закінчення часу витримки навантаження знімають і за допомогою вбудованого
мікроскопа вимірюють довжини діагоналей отриманого відбитка. Вимірювання
проводять з максимально можливою точністю, після чого визначають середнє
значення діагоналей[21].
7. Визначення мікротвердості. Значення мікротвердості за Віккерсом
(HV) обчислюють за стандартною формулою з урахуванням прикладеного
навантаження та середньої довжини діагоналей відбитка. За необхідності
результати можуть бути перераховані в інші умовні одиниці твердості для
порівняльного аналізу[21].
8. Повторення вимірювань та обробка результатів. Для підвищення
достовірності результатів вимірювання виконують у кількох точках
досліджуваної зони. На основі отриманих даних визначають середнє значення
мікротвердості та оцінюють розкид результатів. Під час дослідження покриттів
додатково будують профілі розподілу мікротвердості по глибині шару, що
дозволяє оцінити характер зміни механічних властивостей у перехідній
зоні[21].
Дотримання зазначеного порядку проведення вимірювань на
мікротвердомірі ПМТ-3 забезпечує отримання точних, відтворюваних і
порівнюваних результатів, необхідних для коректної оцінки мікротвердості
матеріалів та поверхневих покриттів.
44
2.3 Визначення топографії поверхні методом АСМ
На рисунку 2.4 представлено загальний вигляд атомно-силового
мікроскопу (АСМ) NT-206V. [22]
Рисунок 2.4 – Атомно-силовий мікроскоп „NT-206V” в комплексі з
системою керування та ПЕОМ
Узагальнена схема визначення мікро- та нанорельєфу на оптичному склі,
фотопластинах та на оптичній кераміці за допомогою АСМ представлена на
рис.2.5.
1 2
3
4
5
U зонд
±y
6
±x
7 І 0,5...1,0 нм
±z
зразок
а б
Рисунок 2.5 – Загальна схема (а) та схема роботи (б) атомно-силового
мікроскопу „NT-206V” для визначення мікро- та нанорельєфу поверхні: 1 –
комп‘ютеризована система керування переміщенням скануючого пристрою
збирання, візуалізації та аналізу даних; 2 – система зворотного зв‘язку для
контролю за вертикальним переміщенням скануючого пристрою; 3 – датчик
45
положення зонда; 4 – система грубого підведення та позиціонування зонда; 5 –
скануюча голка (зонд); 6 – зразок; 7 – п‘єзоелектричний скануючий пристрій
Вимірювання мікрогеометрії поверхні методом атомно-силової
мікроскопії (АСМ) [22].
Сумарна сила між голкою і зразком .Сила, що діє між вістрям
сканувальної голки і зразком, складається з[22]:
1. Капілярної сили – притягання, створюваного водяною плівкою між
голкою і поверхнею.
2. Консольної сили – сили, з якою кантилевер чинить тиск на поверхню
зразка.
Діапазони сумарної сили:
- Контактний режим:(10-8) Н – (10-6) Н.
- Безконтактний режим: близько (10-12) Н.
Безконтактний режим переважно використовується для дослідження
м'яких і пружних матеріалів, оскільки зразок не забруднюється і не
пошкоджується.
Умови експлуатації АСМ NT-206V
1. Фізичні умови:
- Відносна вологість: ≤ 50% (при 22 °С).
- Атмосферний тиск: (760 ± 40\) мм.рт.ст.
- Повітря повинно відповідати стандартам "чистої кімнати".
2. Електричні умови:
- Напруга мережі: (220 ± 10\) В.
- Частота: (50 ± 5\) Гц.
3. Антивібраційний захист:
- Віброізоляція для частот у діапазоні 4–100 Гц.
Послідовність роботи з АСМ
1. Підготовка зразків до дослідження
1. Фіксація зразка:
- Металева шайба (діаметр 20 мм) кріпиться двосторонньою клейкою
стрічкою.
46
- Зразок наклеюється на вільну сторону стрічки.
2. Габарити зразка:
- Діаметр: до 30 мм.
- Висота: до 8 мм.
2. Підготовка АСМ до роботи
1. Підключення:
- З'єднують модулі мікроскопа, ПК і джерело живлення.
2. Увімкнення:
- Запускається ПК та програма „SurfaceScan”.
- У програмі активізується панель „Laser”, вмикаються лазер і
підсвічування столика п'єзосканера.
3. Встановлення зразка
1. Розміщення зразка:
- Центрується на предметному столику для мінімізації спотворень через
сферичний характер руху сканера.
- Поверхня для сканування повинна бути рівною та наближеною до
центру.
4. Сканування поверхні
1. Режими роботи:
- Контактний:
- Голка перебуває у фізичному контакті із зразком.
- Безконтактний:
- Голка розташована на відстані, взаємодіючи через слабкі
міжмолекулярні сили.
2. Процедура:
- Площа сканування: \(13 х 13) мкм.
- Параметри коливань консолі налаштовуються в панелі „Generator”.
- Автоматичне підведення зразка до зонду з поступовим зменшенням
швидкості руху (регулюється селектором „Drive delay”).
- Контроль висоти здійснюється через показники Z на індикаторі.
3. Особливості:
47
- Оператор повинен слідкувати за процесом, щоб висота між зразком і
зондом не виходила за межі допустимого діапазону.
Завершення роботи
1. Вимкнення приладу:
- Автоматичне відведення зразка від зонду (кнопка „STOP” у панелі
„Main”).
- Вимикаються лазер і підсвічування у програмі „SurfaceScan”.
2. Збереження результатів:
- Отримані дані зберігаються через команду „Save” у меню „File”.
3. Обробка даних:
- Використовується програмне забезпечення Surface v.6.2.
- Проводиться тривимірна візуалізація, профілювання поверхні, аналіз
розподілу висот і побудова гістограм.
Метод АСМ дозволяє дослідити мікрогеометрію поверхні з високою
точністю у різних режимах сканування (контактному та безконтактному).
Дотримання рекомендованих умов експлуатації, налаштувань і послідовності
роботи забезпечує отримання якісних топограм поверхні зразків та запобігає
пошкодженню приладу[22].
Середній час підготовки до роботи та сканування одного зразка складає
10...12 хвилин.
48
2.4 Технологічний процес відновлення зношених поверхонь методом
ЕІО
Типовий технологічний процес відновлення валів передбачає усунення
основних аварійних дефектів за допомогою методів електроіскрової обробки,
зокрема зносу робочих поверхонь валів у спряженнях типу «вал – підшипник
ковзання», а також подряпин, задирів, рисок та інших локальних пошкоджень.
У ході формування технологічного процесу було підібрано та відпрацьовано
раціональні режими й технологічні прийоми нанесення відновлювальних
покриттів методами ЕІО, а також режими подальшої механічної обробки та
поверхневого зміцнення.
Сучасний етап розвитку ремонтного виробництва орієнтований на
впровадження універсальних мобільних технологій відновлення деталей, які
можуть ефективно застосовуватися в умовах дрібносерійного виробництва з
широкою номенклатурою відновлюваних виробів. Це зумовлює доцільність
використання відносно недорогого, компактного та мобільного технологічного
обладнання для електроіскрового нанесення покриттів, а також для
вигладжування і фінішного зміцнення відновлених поверхонь.
На теперішній час використовують маршрут технологічного процесу
відновлення валів із застосуванням електроіскрової обробки з використанням
електроерозійних наноматеріалів, який наведено в таблиці 2.2.
49
Таблиця 2.2 Технологічний процес відновлення первинного валу
електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
Мийна Ультразв Корзина з
На першому етапі відновлення вал підлягає ретельному укова нержавіючої
очищенню шляхом промивання у мийному розчині типу ванна сталі, миючий
«HELIT» з концентрацією 25 г/л за температури 80–90 засіб «HELIT».
°C. Такий режим миття забезпечує ефективне видалення
нагару, смоляних та масляних відкладень, а також інших
забруднень, що накопичилися на поверхні деталі в
процесі експлуатації. Проведення мийної операції є
необхідною умовою для забезпечення якісної підготовки
поверхні вала до подальших технологічних операцій
електроіскрової обробки та нанесення відновлювальних
покриттів
Дефектовочна операція. Прибор
На етапі дефектації проводять комплексний контроль перевірки
технічного стану вала з метою визначення можливості деталей
його подальшого відновлення. Насамперед перевіряють обертання на
вал на наявність вигину шляхом вимірювання биття в центрах
радіального биття. У разі перевищення значень биття ПВ-250; калібр
понад допустимі норми, встановлені технічними спеціальний
умовами, деталь визнається непридатною до відновлення (1,75-1,89 мм);
та підлягає заміні. Далі здійснюють контроль ступеня мікрометр
зношування опорних поверхонь вала, що працюють у ричагового типу
спряженні з підшипниками, з визначенням фактичних 0-25 з точністю
розмірів і відхилень від номінальних значень. Окрему 0,002мм
увагу приділяють оцінюванню зносу шліцьових з’єднань, МР02020 ГОСТ
зокрема зменшенню товщини шліців, яке може 4381 – 87,
призводити до порушення передачі навантажень і калібр ролики,
зниження надійності вузла. За результатами дефектовки штангенциркул
50
пр иймають рішення щодо доцільності та способу ь, радіусні
подальшого відновлення вала. шаблони
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
зниження надійності вузла. За результатами дефектовки штангенциркуль,
приймають рішення щодо доцільності та способу радіусні
подальшого відновлення вала. шаблони
Токарна операція Токарно- Самоцентрова-
На даному етапі виконують відновлення та коригування гвинторі ний патрон,
центрових отворів вала на токарному верстаті. За зний свердло центрове
необхідності центрові отвори виправляють шляхом станок комбіноване.
підрізання або перецентрування, що забезпечує 1К62
правильне базування деталі під час подальшої механічної
та електроіскрової обробки. Якісний стан центрових
отворів є важливою умовою забезпечення точності
обробки, співвісності поверхонь і стабільності
геометричних параметрів відновленого вала.
Слюсарна операція. шліфма Круг зачисний 60
На цьому етапі виконують зачищення шліцьового кінця шинка ×5×10
вала з використанням слюсарного інструменту. Операція
спрямована на видалення задирок, корозійних утворень,
залишків зношеного матеріалу та інших поверхневих
дефектів, що могли виникнути в процесі експлуатації або
попередніх технологічних операцій. Якісне зачищення
шліцьового з’єднання забезпечує відновлення правильної
форми шліців, покращує умови спряження з відповідною
деталлю та створює необхідну підготовку поверхні до
подальшої обробки або експлуатації.
51
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
Електроіскрова операція. Токарно- Патрон
Електроіскрову обробку виконують на токарно- гвинто- трикулачний;
гвинторізному верстаті 16К20. Спочатку деталь різний центр
закріплюють у трикулачковому патроні з використанням верстат обертаючий.
зворотного центра, після чого вал встановлюють і 16К20, електрод для
надійно фіксують у центрах верстата, що забезпечує установ- нанесення
необхідну співвісність і стабільність під час обробки. ка для електроіскрових
Далі проводять електроіскрове відновлення опорних ЕІО покриттів.
поверхонь вала під підшипники, формуючи зносостійке
покриття з заданими геометричними параметрами.
Окремо виконують обробку шліцьової поверхні з
використанням електрода діаметром 0,2 мм при частоті
обертання деталі nд = 30 об/хв, подачі електрода Sел=
0,23 мм/об.
Аналогічними режимами здійснюють електроіскрову
обробку опорної поверхні вала під підшипник із
застосуванням електрода діаметром 0,2 мм. Застосування
зазначених технологічних параметрів забезпечує
рівномірне нанесення відновлювального шару,
підвищення зносостійкості поверхонь і підготовку вала
до подальших операцій механічної обробки або
експлуатації.
Поверхнево-пластична операція. Токарно- Патрон
На завершальному етапі виконують поверхнево- гвинторі трикулачковий,
пластичну обробку опорних поверхонь вала, зний Центр
призначених для роботи з підшипниками. Обкатування станок обертаючий;
здійснюють з метою ущільнення поверхневого шару, 16К20. фасонний різець.
52
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
зменшення шорсткості та формування сприятливих
залишкових стискальних напружень, що забезпечує
покращення фізико-механічних і триботехнічних
властивостей відновлених поверхонь та підвищує їхню
зносостійкість і довговічність в умовах експлуатації.
Притирочна операція. Токарно-Патрон
На цьому етапі проводять точне притирування опорних гвинто- трикулачковий;
поверхонь вала під підшипники до номінального різний центр
розміру. Операція забезпечує високий ступінь станок обертаючий;
шорсткості та правильну геометричну форму поверхні, 16К20. чугунний притир
що сприяє оптимальному контакту з підшипником, розрізний; паста
рівномірному розподілу навантажень і зменшенню тертя алмазна АМ 7/5
під час експлуатації. Виконання притирки є ГОСТ 9206-80;
завершальним етапом підготовки поверхні вала, гарантує мікрометр
точність розмірів і підвищує зносостійкість вузла в ричажного типу
цілому. 0-25 с точністю
0,002мм
МР02020 ГОСТ
4381-87.
Балансувальна операція. Станок Круг
На заключному етапі відновлення вал піддають Балансу- шліфувальний.
динамічному балансуванню в двох площинах. Мета вальний
операції — досягти значення дисбалансу, що відповідає машина
вимогам специфікації на капітальний ремонт. Виконання шліфу-
балансування забезпечує рівномірний розподіл маси вальна.
53
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
валу, зменшення вібрацій при роботі, підвищення
ресурсу підшипників та загальної надійності механізму
під час експлуатації
Термічна операція. Високо-
На цьому етапі виконують відпал шліцьового кінця вала частотна
за допомогою високочастотного електромагнітного установ-
нагріву (СВЧ). Процедура відпалу спрямована на зняття ка
залишкових внутрішніх напружень, зменшення твердості
та підвищення пластичності матеріалу в зоні шліців. Це
забезпечує поліпшення оброблюваності шліцьового
з’єднання під час подальших слюсарних або механічних
операцій, а також підвищує довговічність і надійність
спряження в експлуатації.
Токарна операція. токарно- Поводковий
На цьому етапі виконується точна токарна обробка гвинто- патрон з
шліцьового кінця вала з метою проточування його до різний поводком,
номінального розміру. Операція забезпечує відновлення верстат центрами.
геометричної форми шліців, точність діаметрів та 16К20 Прохідний
правильне базування для подальшого складання з прямий різець з
відповідними деталями. Виконання цієї операції гарантує пластинкою
якісне спряження шліцьового з’єднання, зменшення Т15К6
люфтів і рівномірний розподіл навантажень під час Штангенциркуль
експлуатації. ШЦ-1-125-0,1
Фрезерна операція. Універса Ділильна головка
На цьому етапі виконують фрезерування шліцьового льно- УДГ-160. Фреза
кінця вала з метою відновлення або формування фрезерн дискова пазова
необхідного профілю шліців. Для конкретного валу ий верс- Р6М5
обробляють 10 шліців відповідно до креслень і технічних 54
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
вимог. Операція забезпечує точне дотримання кроку, тат Штангенциркуль
ширини та форми шліців, що гарантує правильне ШЦ-1-125-0,1
спряження з відповідною деталлю, оптимальний
розподіл навантажень і довговічність шліцьового
з’єднання під час експлуатації.
Термічна операція. Високо- Підвіска для
На цьому етапі виконують загартування шліцьового частотна гартування
кінця вала за допомогою високочастотного індукційного установ- деталей
нагріву (ТВЧ) з наступним охолодженням у маслі. Після ка, ванна
загартування проводять відпуск на повітрі для зниження для
внутрішніх напружень і забезпечення оптимального гарту-
співвідношення твердості та пластичності матеріалу. вання
Така термічна обробка дозволяє підвищити деталей
зносостійкість шліцьового з’єднання, збільшити його в маслі
довговічність і надійність у процесі експлуатації.
Шліфувальна операція. Плоско- Тиски машинний
На цьому етапі виконують шліфування шліців шліфува круг шліфу-
шліцьового кінця вала до номінального розміру. льний вальний ПП
Операція забезпечує високу точність діаметрів, верстат 100×5×32 Е40-25
правильну геометрію шліців і оптимальну шорсткість 61-6М2К
робочих поверхонь. Це гарантує щільне та надійне Калібр НЕ 5,70
спряження з відповідною деталлю, рівномірний розподіл мм. мікрометр
навантажень і підвищену довговічність шліцьового
з’єднання в процесі експлуатації.
55
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
Шліфувальна операція. Внутрі- Патрон з
На даному етапі виконують шліфування отвору під шліфу- незагартованими
роликовий підшипник до номінального розміру. вальний кулачками,
Операція забезпечує високу точність діаметра та верстат шліфувальний
геометричну правильність отвору, а також оптимальну круг ПП
шорсткість його внутрішньої поверхні. Це гарантує 35×10×15 ЕК36-
точне та щільне посадження підшипника, рівномірний 60 СМ1, калібр-
розподіл навантажень під час роботи та підвищує пробка НЕ 43,98
надійність і довговічність вузла в цілому.
Шліфувальна операція. Кругло- Поводковий
На цьому етапі виконують шліфування шийки вала під шліфува патрон з
передній підшипник до номінального розміру. Операція льний поводком,
забезпечує високу точність діаметра та геометричної верстат центрами.
форми шийки, а також необхідну шорсткість поверхні. Шліфовальний
Це гарантує правильне та щільне спряження з круг ПП
підшипником, рівномірний розподіл навантажень і 100×20×32 ЕК36-
підвищує надійність та довговічність вузла під час 60 СМ1 125-0,1,
експлуатації. мікрометр
Операція очищення. Ультразв —
На цьому етапі вал промивають у розчині миючого укова
засобу «HELIT» з концентрацією 25 г/л при температурі ванна
80–90 °C. Така обробка дозволяє ефективно видалити
нагар, масляні та смоляні відкладення, пил і інші
забруднення, що накопичилися на поверхні деталі під час
експлуатації. Якісне очищення є необхідною
56
Продовження таблиці 2.2 Технологічний процес відновлення первинного
валу електроіскровою обробкою
Найменування операції Обладна Прибори і
ння інструменти
підготовкою для проведення наступних технологічних
операцій, забезпечуючи надійність і довговічність
відновленого вала.
Контрольна операція. Плита Стійка
На цьому етапі виконують технічний контроль переві- індикаторна
відновленого вала з метою перевірки відповідності його рочна, індикатор
розмірів номінальним значенням. Контроль включає підстав- часового типу
вимірювання діаметрів, довжин, шліцьових профілів та ка під мікрометр
інших критичних параметрів, що впливають на плиту ричажного типу.
правильність спряжень і роботу вузла. Проведення такої Контро-
перевірки гарантує точність виконаних технологічних льна
операцій і забезпечує надійність та довговічність
відновленої деталі в експлуатації.
Технологія електроіскрового відновлення деталей дозволяє виконувати:
1. Відновлення геометричних параметрів поверхонь – ліквідувати знос
робочих та опорних поверхонь, відновити шліци, отвори під підшипники та
інші критичні елементи до номінальних розмірів.
2. Підвищення зносостійкості – формування твердих, зносостійких
покриттів на поверхнях деталей, що подовжує їх ресурс експлуатації.
3. Локальне відновлення дефектів – усунення подряпин, задирів, рисок та
інших поверхневих пошкоджень без заміни всієї деталі.
4. Поліпшення триботехнічних властивостей – зменшення тертя та
інтенсивності зношування при ковзанні або обертанні в умовах роботи вузла.
5. Зменшення обсягу механічної обробки – нанесення відновлювального
шару з мінімальною подальшою токарною, фрезерною або шліфувальною
обробкою.
57
6. Можливість роботи з різними матеріалами – відновлення деталей із
сталі, чавуну та інших металів за рахунок використання відповідних електродів
та режимів обробки.
7. Локальне зміцнення поверхні – одночасне відновлення та зміцнення
поверхневого шару для підвищення довговічності деталей у вузлах тертя.
58
Висновки до розділу 2
Було розглянуто комплекс питань, пов’язаних з технічним забезпеченням
та методами дослідження процесу відновлення зношених поверхонь методом
електроіскрової обробки. Наведено опис установки для електроіскрової
обробки, її конструкцію.
Розглянута методика дослідження мікротвердості покриттів дозволяє
об’єктивно оцінити рівень зміцнення поверхневого шару, а також встановити
вплив режимів електроіскрової обробки на фізико-механічні властивості
відновлених поверхонь. Використання методу атомно-силової мікроскопії для
визначення топографії поверхні забезпечує детальний аналіз мікрорельєфу,
шорсткості та структурних особливостей покриттів.
Також у розділі розглянуто технологічний процес відновлення зношених
поверхонь методом електроіскрової обробки, який включає підготовку деталей,
вибір електродних матеріалів, встановлення раціональних режимів обробки та
контроль якості отриманих покриттів.
59
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1 Дослідження мікротвердості електроіскрових покриттів
Дослідження мікротвердості покриттів, отриманих електроіскровим
методом, є важливим етапом оцінювання їхніх експлуатаційних властивостей
та ефективності процесу електроіскрового легування.
Мікротвердість електроіскрових покриттів визначається фазовим
складом, структурою поверхневого шару, ступенем насичення легувальними
елементами та режимами обробки. У процесі електроіскрового перенесення
матеріалу на поверхні основи формується тонкий зміцнений шар, що
складається з твердих карбідних, нітридних або інтерметалідних фаз, а також
зон з високою дисперсністю структури. Це зумовлює суттєве зростання
мікротвердості порівняно з матеріалом основи.
Отримані результати свідчать про максимальні значення мікротвердості у
приповерхневій зоні, де концентрація легувальних елементів є найбільшою, з
поступовим її зниженням у напрямку до основного матеріалу. Такий градієнт
мікротвердості сприяє підвищенню зносостійкості та зменшенню ймовірності
відшаровування покриття.
Встановлено, що зі збільшенням енергії імпульсу та тривалості
електроіскрової обробки мікротвердість покриттів зростає, однак надмірні
режими можуть призводити до формування пористості та мікротріщин, що
негативно впливає на їхні механічні властивості. Тому оптимізація параметрів
електроіскрового процесу є необхідною умовою отримання покриттів з
високою та стабільною мікротвердістю.
Дослідження мікротвердості електроіскрових покриттів дозволяє
обґрунтувати вибір матеріалу електрода та режимів обробки, а також
встановити зв’язок між структурою покриття і його експлуатаційними
характеристиками, зокрема зносостійкістю та довговічністю.
Результати вимірювань мікротвердості підложки та електроіскрового
покриття наведені в таблиці 3.1.
60
Таблиця 3.1 Значення вимірюваної мікротвердості НВ, МПа
Номер Підложка Покриття
відбитку
1 180 222
2 174 286
3 190 261
4 174 294
5 182 229
6 183 294
Середнє значення 180,5 264,33
Середнє значення мікротвердості покриття, яке отримано електродним
матеріалом Т15К6 має велику мікротвердість, ніж у підложки, в 1,46 рази.
Розкид значень мікротвердості по поверхні пов'язаний з нерівномірним
розподілом часток у електроіскровому покритті.
Рисунок 3.1 – Графік залежності мікротвердості поверхневих шарів після
електроіскрового модифікування електродом Т15К6 в залежності від анодно-
катодної напруги
61
На графіку показано залежність мікротвердості поверхневих шарів після
електроіскрового модифікування електродом Т15К6 від величини анодно-
катодної напруги U.
Зі збільшенням напруги від 80 до 120 В мікротвердість Hᵥ зростає. При
напрузі 80 В мікротвердість становить приблизно 720 HV, при 100 В — близько
840 HV, а максимальне значення досягається при 120 В і становить приблизно
920–930 HV. Це свідчить про інтенсифікацію процесів масопереносу та
формування зміцненого шару за оптимальних енергетичних умов
електроіскрового розряду.
Подальше підвищення напруги до 140 В призводить до різкого зниження
мікротвердості до рівня близько 620 HV. Таке зменшення може бути пов’язане
з перегрівом поверхні, формуванням дефектної структури, зростанням
пористості або частковим руйнуванням раніше сформованого зміцненого шару.
Таким чином, залежність мікротвердості від анодно-катодної напруги має
екстремальний характер, а оптимальною напругою електроіскрового
модифікування електродом Т15К6 є область близько 120 В, за якої досягається
максимальна мікротвердість поверхневого шару.
Рисунок 3.2 – Графік залежності мікротвердості поверхневих шарів після
електроіскрового модифікування електродом Т15К6 в залежності від розрядної
ємкості при напрузі U = 80 В
62
На графіку наведено залежність мікротвердості поверхневих шарів після
електроіскрового модифікування електродом Т15К6 від розрядної ємкості C
при сталому значенні анодно-катодної напруги U = 80 В.
Із збільшенням розрядної ємкості від 80 до 160 мкФ спостерігається
монотонне зростання мікротвердості. За мінімальної ємкості 80 мкФ
мікротвердість становить близько 710 HV. Подальше підвищення ємкості до
100 мкФ приводить до зростання мікротвердості до приблизно 750 HV, а при
120 мкФ вона досягає близько 800 HV.
Найінтенсивніше підвищення мікротвердості спостерігається в діапазоні
100–140 мкФ, де значення Hᵥ зростає до приблизно 850 HV. При подальшому
збільшенні ємкості до 160 мкФ зростання мікротвердості уповільнюється і
становить близько 870 HV, що свідчить про наближення до режиму насичення.
Отримана залежність вказує, що збільшення розрядної ємкості при
напрузі U = 80 В підвищує енергію електроіскрових імпульсів, активізує
процеси перенесення матеріалу електрода Т15К6 та сприяє формуванню більш
твердого і зміцненого поверхневого шару. Водночас при великих значеннях
ємкості ефект зміцнення поступово стабілізується.
Рисунок 3.3 – Графік залежності мікротвердості поверхневих шарів після
електроіскрового модифікування електродом Т15К6 в залежності від енергії
імпульсу
63
На графіку представлено залежність мікротвердості поверхневих шарів
після електроіскрового модифікування електродом Т15К6 від енергії імпульсу
E.
У діапазоні малих енергій імпульсу (E ≈ 0,10–0,18 Дж) мікротвердість має
відносно низькі значення і змінюється незначно — в межах 610–630 HV. Це
свідчить про недостатню енергію розряду для інтенсивного перенесення
матеріалу електрода та формування зміцненого шару.
При подальшому збільшенні енергії імпульсу до E ≈ 0,20–0,22 Дж
спостерігається різкий стрибок мікротвердості до рівня приблизно 760 HV.
Така різка зміна пов’язана з переходом процесу електроіскрового
модифікування в більш ефективний режим, за якого активізуються процеси
плавлення, легування та швидкого загартування поверхневого шару.
У діапазоні E ≈ 0,22–0,30 Дж зростання мікротвердості сповільнюється і
має характер насичення; значення Hᵥ стабілізуються на рівні близько 780 HV.
Подальше збільшення енергії імпульсу до 0,40–0,45 Дж призводить лише до
незначного підвищення мікротвердості до приблизно 790–800 HV, що вказує на
досягнення граничних умов зміцнення.
Таким чином, залежність мікротвердості від енергії імпульсу має
пороговий та насичувальний характер. Оптимальний інтервал енергії імпульсу
для електроіскрового модифікування електродом Т15К6 знаходиться в області
0,22–0,30 Дж, де забезпечується суттєве підвищення мікротвердості без
надмірного збільшення енергетичного навантаження на поверхню.
64
3.2 Оптимізація технологічних режимів ЕІО
Триботехнічні властивості поверхневих структур, сформованих на
сталевій основі в результаті електроіскрової обробки, оцінювалися шляхом
аналізу процесів тертя та зношування під час ковзного контакту з полімерними
контрзразками. Основним показником ефективності модифікованої поверхні
слугувала швидкість зношування полімерних контрзразків при їх взаємодії зі
сталевими зразками з електроіскровим покриттям.
Оцінювання інтенсивності зношування проводили за величиною масових
втрат полімерних контрзразків після випробувань, що дозволяє отримати
кількісну характеристику зносостійкості трибосистеми. Такий метод забезпечує
об’єктивне порівняння триботехнічних властивостей поверхонь, модифікованих
за різних режимів електроіскрової обробки, а також дає змогу встановити
взаємозв’язок між структурно-фазовим станом сформованих покриттів і їх
здатністю зменшувати зношування у парі тертя.
Рисунок 3.4 – Графік залежності швидкості зношування полімерних
контрзразків від енергії імпульсу після електроіскрового модифікування
65
електродом Т15К6 1 - зразок з тривалістю ЕІО 4 хв/см2; 2 - зразок з тривалістю
ЕІО 5 хв/см2
На поданому графіку відображено залежність швидкості зношування
полімерних контрзразків від енергії імпульсу після електроіскрового
модифікування електродом Т15К6 для двох режимів обробки.
Загальною тенденцією для обох кривих є зменшення швидкості
зношування зі зростанням енергії імпульсу E, що свідчить про підвищення
зносостійкості полімерних контрзразків унаслідок електроіскрового
модифікування поверхні. Це можна пояснити формуванням більш зміцненого
та стабільного поверхневого шару на модифікованому електроді, який зменшує
інтенсивність зношування полімеру в парі тертя.
Для зразка 1 з тривалістю ЕІО 4 хв/см² характерне різке зниження
швидкості зношування в області малих енергій імпульсу (приблизно від 0,1 до
0,2 Дж), після чого спостерігається більш плавне, майже лінійне зменшення
показника зношування при подальшому зростанні енергії. Мінімальні значення
швидкості зношування досягаються в діапазоні максимальних енергій імпульсу.
Для зразка 2 з тривалістю ЕІО 5 хв/см² швидкість зношування на малих
енергіях імпульсу є дещо вищою порівняно зі зразком 1, однак зростання
енергії також призводить до її поступового зменшення. Крива 2 має більш
плавний характер без різких спадів, що вказує на стабільніший вплив енергії
імпульсу на триботехнічні властивості системи при збільшеній тривалості
електроіскрової обробки.
У всьому досліджуваному діапазоні енергій швидкість зношування
полімерних контрзразків для режиму 5 хв/см² залишається вищою, ніж для
режиму 4 хв/см², що може свідчити про формування менш сприятливої для
полімеру поверхневої структури електрода при надмірній тривалості ЕІО.
Таким чином, графік демонструє, що збільшення енергії імпульсу
електроіскрового модифікування позитивно впливає на зносостійкість
полімерних контрзразків, а оптимальні триботехнічні характеристики в даних
умовах забезпечує режим обробки з тривалістю 4 хв/см².
66
Рисунок 3.5 – Графік залежності коефіцієнту приросту матеріалу при
електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від енергії імпульсу
Поданий графік ілюструє залежність коефіцієнта приросту матеріалу
(КПМ) при електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від енергії
імпульсу Eі.
Із зростанням енергії імпульсу в діапазоні малих значень (приблизно від
0,3 до 0,7 Дж) спостерігається помітне зниження коефіцієнта приросту
матеріалу — з близько 60 % до 55 %. Це свідчить про зменшення ефективності
перенесення матеріалу електрода на поверхню оброблюваного зразка внаслідок
підвищення інтенсивності електроіскрових розрядів та зростання частки
матеріалу, що виноситься з зони обробки у вигляді бризок і продуктів ерозії.
Подальше збільшення енергії імпульсу до 1,2–1,8 Дж супроводжується
більш плавним спадом КПМ до рівня близько 50–51 %, що вказує на
наближення процесу до квазістабільного режиму. У цьому діапазоні енергій
швидкість переносу матеріалу та його втрати внаслідок випаровування й ерозії
практично врівноважуються.
При подальшому зростанні енергії імпульсу до 2,5–2,8 Дж коефіцієнт
приросту матеріалу залишається майже незмінним і стабілізується на рівні
близько 50 %. Це свідчить про досягнення граничних умов електроіскрового
67
модифікування, за яких подальше підвищення енергії імпульсу не приводить до
зростання ефективності осадження матеріалу електрода Т15К6.
Таким чином, графік показує, що оптимальні умови електроіскрового
модифікування з точки зору максимального коефіцієнта приросту матеріалу
реалізуються за відносно невеликих енергій імпульсу, тоді як їх подальше
збільшення призводить до зниження та стабілізації КПМ.
68
3.3 Дослідження топографії поверхонь після електроіскрової обробки
Атомно-силова мікроскопія (АСМ) є високоточним методом аналізу
рельєфу поверхні на нанометровому рівні та дозволяє отримати тривимірні
карти топографії об’єктів. Застосування АСМ для дослідження поверхонь після
електроіскрової обробки має наступні особливості та переваги:
1. Візуалізація мікроструктури покриття – АСМ дозволяє виявити дрібні
нерівності, пори, мікротріщини та інші локальні дефекти, що утворюються під
час електроіскрового переносу матеріалу.
2. Кількісна оцінка шорсткості – метод дозволяє вимірювати параметри
шорсткості, такі як (Ra), (Rq), (Rz), на мікро- та нанорівні, що дає можливість
порівняти ефективність різних режимів електроіскрової обробки.
3. Аналіз текстури та орієнтації поверхневих структур – АСМ дозволяє
виявляти закономірності формування покриття, наприклад, хвилеподібні або
концентричні структури, що характерні для зон інтенсивного переносу
матеріалу електродом.
4. Оцінка механічних властивостей на мікрорівні*– у режимі
вимірювання сил АСМ можна оцінювати локальну твердості, пружні
властивості та адгезію покриття до основного матеріалу.
5. Контроль якості покриттів – отримані топографічні дані дозволяють
оптимізувати режими електроіскрової обробки для досягнення необхідного
балансу між шорсткістю, зносостійкістю та адгезією покриття.
Таким чином, застосування АСМ для дослідження поверхонь після
електроіскрової обробки дає можливість детально аналізувати структуру, якість
і фізико-механічні властивості покриттів на нанометровому рівні, що є
критично важливим для підвищення довговічності та надійності деталей.
69
Зовнішній вигляд досліджуваної ділянки (×150) Аксонометрія
Топограма Візуалізація рельєфу в режимі Розподіл сил тертя
лазерного відхилення
Профілограма
Рисунок 3.6 – Топографія поверхні зразка
Середнє значення мікронерівностей на ділянці: Ra = 466.634 нм; Rq =
522.376 нм
Максимальний розкид висот Zmean = 602.824 нм
Умовна площа поверхності Sном = 169 мкм2
Повна площа поверхні Sпол = 170.468 мкм2
Степінь розвитку поверхні Sном / Sпол = 0,975
70
У результаті дослідження поверхні після електроіскрового
модифікування електродом Т15К6 методом атомно-силової мікроскопії (АСМ)
отримано комплексну характеристику мікрорельєфу та трибологічних
властивостей обробленої ділянки.
За даними оптичного огляду (×150) зовнішній вигляд досліджуваної
поверхні є неоднорідним і характеризується наявністю мікронерівностей,
сформованих унаслідок локальної дії електроіскрових розрядів.
Спостерігаються характерні виступи та заглиблення, що свідчить про
інтенсивні процеси плавлення та швидкого затвердіння матеріалу.
Аксонометричне зображення та топограма поверхні підтверджують
просторову нерівномірність рельєфу з чітко вираженими піками та впадинами.
Візуалізація рельєфу в режимі лазерного відхилення дозволяє детально
простежити зміну висот мікронерівностей та їх розподіл по досліджуваній
площі.
Аналіз розподілу сил тертя вказує на їх локальну варіацію, що корелює з
топографією поверхні: ділянки з підвищеними виступами характеризуються
більшими значеннями сил тертя, тоді як у зонах заглиблень ці значення
зменшуються. Це свідчить про неоднорідність трибологічних властивостей
поверхневого шару після електроіскрового впливу.
За результатами профілограми встановлено, що середнє значення
мікронерівностей становить Ra = 466,634 нм, а середньоквадратичне
відхилення профілю — Rq = 522,376 нм, що підтверджує сформований
розвинений мікрорельєф. Максимальний розкид висот Zmean = 602,824 нм
свідчить про наявність значних пікових структур, характерних для
електроіскрового модифікування.
Умовна площа поверхні досліджуваної ділянки становить Sном = 169
мкм², тоді як повна площа з урахуванням рельєфу — Sпол = 170,468 мкм².
Степінь розвитку поверхні Sном / Sпол = 0,975 вказує на помірне збільшення
реальної площі поверхні внаслідок формування мікронерівностей.
Таким чином, результати АСМ-досліджень свідчать, що електроіскрове
модифікування електродом Т15К6 формує розвинений, нерівномірний
71
мікрорельєф із підвищеною шорсткістю та змінними трибологічними
властивостями, що може позитивно впливати на адгезійні та експлуатаційні
характеристики поверхні.
Зовнішній вигляд досліджуваної ділянки (×150) Аксонометрія
Топограма Візуалізація рельєфу в режимі Розподіл сил тертя
лазерного відхилення
Профілограма
Рисунок 3.7 – Топографія поверхні зразка
Середнє значення мікронерівностей на ділянці: Ra = 401.,394 нм; Rq
= 461.138 нм
Максимальний розкид висот Zmean = 431.839 нм
72
Умовна площа поверхності Sном = 169 мкм2
Повна площа поверхні Sпол = 181.634 мкм2
Степінь розвитку поверхні Sном / Sпол = 0,934
За результатами дослідження поверхні після електроіскрового
модифікування електродом Т15К6, виконаного методом атомно-силової
мікроскопії (АСМ), отримано детальну інформацію про морфологію,
топографію та розвиток мікрорельєфу поверхневого шару.
Зовнішній вигляд досліджуваної ділянки (×150) свідчить про сформовану
нерівномірну поверхню з характерними слідами електроіскрової дії.
Спостерігаються округлі та витягнуті мікроутворення, які є наслідком
локального плавлення матеріалу та його швидкого затвердіння. Поверхня має
виражену неоднорідність, типову для електроіскрового модифікування.
Аксонометричне зображення та топограма демонструють складний
тривимірний рельєф із чергуванням виступів і заглиблень. Перепади висот є
порівняно помірними, однак достатніми для формування розвиненої
мікроструктури поверхні. Це підтверджує ефективність електроіскрового
впливу в формуванні мікрорельєфу.
Візуалізація рельєфу в режимі лазерного відхилення дозволяє чітко
простежити зміну висот по всій досліджуваній площі. Світлі ділянки
відповідають підвищеним зонам, тоді як темні — заглибленням, що
узгоджується з даними топографічного аналізу.
Аналіз розподілу сил тертя показує їх просторову неоднорідність.
Підвищені значення сил тертя локалізуються на виступах рельєфу, тоді як у
зонах западин вони зменшуються. Це вказує на нерівномірність трибологічних
властивостей поверхні після електроіскрового модифікування.
За даними профілограми встановлено, що середнє значення
мікронерівностей становить Ra = 401,394 нм, а середньоквадратичне
відхилення профілю — Rq = 461,138 нм, що характеризує помірно розвинений
мікрорельєф. Максимальний розкид висот Zmean = 431,839 нм свідчить про
наявність локальних піків і впадин, але без різких перепадів, порівняно з більш
інтенсивними режимами обробки.
73
Умовна площа поверхні становить Sном = 169 мкм², тоді як повна площа
з урахуванням рельєфу — Sпол = 181,634 мкм². Значення степеня розвитку
поверхні Sном / Sпол = 0,934 вказує на суттєве збільшення реальної площі
поверхні внаслідок формування мікронерівностей.
У цілому результати АСМ-досліджень показують, що електроіскрове
модифікування електродом Т15К6 формує рівномірно розвинений мікрорельєф
із підвищеною реальною площею поверхні та локально змінними
трибологічними характеристиками, що може бути перспективним для
підвищення зносостійкості та адгезійних властивостей поверхневого шару.
Рисунок 3.8 – Графік залежності шорсткості поверхні при
електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від частоти вібрації
електрода при напрузі 70В
Поданий графік відображає залежність параметра шорсткості поверхні Ra
при електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від частоти вібрації
електрода за сталої напруги 70 В.
Аналіз кривої показує, що зі зростанням частоти вібрації електрода в
діапазоні приблизно 130–190 Гц спостерігається монотонне збільшення
шорсткості поверхні. Так, при частоті близько 130 Гц значення Ra становить
74
приблизно 1,7 мкм. Подальше підвищення частоти до 140–150 Гц призводить
до поступового зростання шорсткості до 1,8–1,9 мкм.
У середньому діапазоні частот (близько 170 Гц) зростання Ra стає більш
інтенсивним, і шорсткість досягає значення близько 2,2 мкм. При максимальній
досліджуваній частоті 190 Гц шорсткість поверхні збільшується до 2,4 мкм, що
є найвищим значенням на графіку.
Такий характер залежності пояснюється збільшенням кількості
електроіскрових розрядів за одиницю часу та зростанням енерговкладення в
поверхневий шар при підвищенні частоти вібрації електрода. Це призводить до
формування більш розвиненого мікрорельєфу поверхні з більшими кратерами
та напливами матеріалу.
Отже, графік свідчить, що підвищення частоти вібрації електрода при
напрузі 70 В сприяє зростанню шорсткості поверхні після електроіскрового
модифікування електродом Т15К6, що необхідно враховувати при виборі
режимів обробки залежно від вимог до якості поверхні.
Рисунок 3.9 – Графік залежності шорсткості поверхні при
електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від частоти вібрації
електрода при напрузі 100В
Графік відображає залежність середньої шорсткості поверхні Ra, мкм від
частоти вібрації електрода, Гц при електроіскровому модифікуванні
електродом Т15К6 за сталої напруги 100 В.
75
Із графіка видно, що зі збільшенням частоти вібрації електрода
шорсткість поверхні монотонно зростає. При частоті 240 Гц значення Ra
становить приблизно 2,7 мкм. За підвищення частоти до 250 Гц шорсткість
зростає до 3,0 мкм, а при 260 Гц — до близько 3,15 мкм. Подальше збільшення
частоти до 280 Гц приводить до підвищення Ra до 3,4 мкм, а максимальне
досліджене значення при 300 Гц сягає приблизно 3,5 мкм.
Характер кривої свідчить, що найбільш інтенсивне зростання шорсткості
спостерігається в діапазоні 240–260 Гц, тоді як при подальшому збільшенні
частоти темп зростання Ra дещо зменшується, і залежність набуває більш
пологого характеру.
Таким чином, при напрузі 100 В підвищення частоти вібрації електрода
Т15К6 призводить до збільшення шорсткості поверхні, що можна пояснити
зростанням інтенсивності електроіскрових розрядів і енергії їх впливу на
оброблювану поверхню.
Рисунок 3.9 – Графік залежності шорсткості поверхні при
електроіскровому модифікуванні електродом Т15К6 від частоти вібрації
електрода при напрузі 120В
Графік ілюструє залежність середньої шорсткості поверхні Ra, мкм від
частоти вібрації електрода, Гц при електроіскровому модифікуванні
електродом Т15К6 за напруги 120 В.
76
З аналізу графіка видно, що зі зростанням частоти вібрації електрода
шорсткість поверхні стійко збільшується. При частоті 350 Гц значення Ra
становить близько 3,9 мкм. Подальше підвищення частоти до 360 Гц приводить
до зростання шорсткості до приблизно 4,1 мкм, а при 370 Гц — до 4,3 мкм.
У діапазоні 370–390 Гц спостерігається помірне, але стабільне зростання
Ra до значення близько 4,9 мкм. Найбільш різке підвищення шорсткості
відбувається при збільшенні частоти до 400 Гц, де Ra досягає максимального
значення — приблизно 6,1 мкм.
Форма кривої свідчить, що при напрузі 120 В інтенсивність зростання
шорсткості істотно підвищується на високих частотах вібрації, що може бути
пов’язано зі збільшенням енергії електроіскрових розрядів, їх частоти та
глибини впливу на поверхню оброблюваного матеріалу.
Отже, підвищення частоти вібрації електрода Т15К6 при напрузі 120 В
призводить до значного зростання шорсткості поверхні, особливо в області
високих частот.
77
ж
Рисунок 3.10 – Приклади об’єктів зміцнених та відновлених ЕІО: а
металоріжучий інструмент, б -роздільні штампи для листової штамповки, в -
пресформа, г – форма для лиття, д – корпус насоса ж первинний вал
78
Висновки до розділу 3
1. Встановлено, що зі збільшенням енергії імпульсу та тривалості
електроіскрової обробки мікротвердість покриттів зростає, однак надмірні
режими можуть призводити до формування пористості та мікротріщин, що
негативно впливає на їхні механічні властивості. Тому оптимізація параметрів
електроіскрового процесу є необхідною умовою отримання покриттів з
високою та стабільною мікротвердістю.
2. У цілому результати АСМ-досліджень показують, що
електроіскрове модифікування електродом Т15К6 формує рівномірно
розвинений мікрорельєф із підвищеною реальною площею поверхні та
локально змінними трибологічними характеристиками, що може бути
перспективним для підвищення зносостійкості та адгезійних властивостей
поверхневого шару.
3. Підвищення частоти вібрації електрода при напрузі 70 В сприяє
зростанню шорсткості поверхні після електроіскрового модифікування
електродом Т15К6, що необхідно враховувати при виборі режимів обробки
залежно від вимог до якості поверхні.
4. При напрузі 100 В підвищення частоти вібрації електрода Т15К6
призводить до збільшення шорсткості поверхні, що можна пояснити
зростанням інтенсивності електроіскрових розрядів і енергії їх впливу на
оброблювану поверхню.
5. Збільшення енергії імпульсу електроіскрового модифікування
позитивно впливає на зносостійкість полімерних контрзразків, а оптимальні
триботехнічні характеристики в даних умовах забезпечує режим обробки з
тривалістю 4 хв/см².
79
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ В НАДЗВИЧАЙНИХ
СИТУАЦІЯХ
4.1 Вимоги безпеки при нанесенні покриттів методом електроіскрової
обробки
При нанесенні покриттів методом електроіскрової обробки необхідно
дотримуватись вимог НПАОП 28.52-1.31-13 «Правила охорони праці під час
зварювання металів», які поширюються на всіх суб’єктів господарювання
незалежно від форм власності та організаційно-правових форм, діяльність яких
пов’язана з обробленням металів та нанесенням покриттів на метали, а також
механічним обробленням металевих виробів.
Ці Правила встановлюють вимоги охорони праці під час
електрозварювання металів, а саме: електродугового і плазмового зварювання,
наплавлення, різання; атомно-водневого зварювання; електронно-променевого
зварювання; лазерного зварювання і різання (зварювання і різання світловим
променем); електрошлакового зварювання, наплавлення; контактного
зварювання.
4.1.1 Основні вимоги з охорони праці
Для всіх приміщень, будинків та зовнішнього устаткування має бути
визначено категорію щодо вибухопожежної та пожежної небезпеки відповідно
до вимог Норм визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх
установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою, затверджених
наказом Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах
захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи від 3 грудня 2007
року № 833 (НАПБ Б.03.002-2007).
Експлуатацію вогнегасників необхідно здійснювати відповідно до вимог
Правил експлуатації вогнегасників, затверджених наказом Міністерства
України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від
наслідків Чорнобильської катастрофи від 2 квітня 2004 року № 152,
80
зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 29 квітня 2004 року за №
555/9154 (НАПБ Б.01.008-2004).
Роботодавець повинен забезпечити безпечну та надійну експлуатацію
виробничих будівель і споруд відповідно до Положення про безпечну та
надійну експлуатацію виробничих будівель і споруд, затвердженого наказом
Державного комітету будівництва, архітектури та житлової політики України і
Державного комітету України по нагляду за охороною праці від 27 листопада
1997 року № 32/288, зареєстрованого в Міністерстві юстиції України 6 липня
1998 року за № 424/2864 (НПАОП 45.23-4.01-98), та затвердженої у
встановленому порядку проектної документації.
Сигнальні кольори і знаки безпеки у виробничих і складських
приміщеннях повинні відповідати вимогам Технічного регламенту знаків
безпеки і захисту здоров’я працівників, затвердженого постановою Кабінету
Міністрів України від 25 листопада 2009 року № 1262.
Освітлення робочих місць повинно відповідати проектній документації,
затвердженій в установленому порядку.
Аварійне освітлення, що вмикається автоматично в разі аварійного
вимкнення робочого освітлення, передбачається на робочих місцях,
технологічних ділянках, де неможливо негайно припинити роботи, і на
ділянках, де раптове припинення технологічного процесу пов’язане з
небезпекою для життя людей або великими економічними втратами.
Евакуаційне освітлення (для евакуації працівників із приміщення цеху) в
разі аварійного вимкнення робочого освітлення повинно забезпечувати
освітленість підлоги основних проходів і сходів.
Рециркуляція повітря в приміщеннях для зварювання металів не
дозволяється.
Аерація виробничих приміщень здійснюється шляхом відкривання вікон і
світлоаераційних ліхтарів, отворів вентиляційних шахт за інструкцією,
розробленою роботодавцем з урахуванням пори року і напрямків вітру, а також
81
для унеможливлення влучення шкідливих речовин з одного приміщення в
суміжне приміщення.
Виробниче устаткування і місця розкривання тари, які пов'язані з
застосуванням або утворенням шкідливих і вибухонебезпечних речовин,
повинні бути оснащені самостійними системами місцевої витяжної вентиляції.
Місцеві відсмоктувачі розташовуються таким чином, щоб повітря, що
відсмоктується, не проходило через зону дихання працівника.
Патрубки аварійної вентиляції не дозволяється розміщувати в місцях
постійного перебування працівників і розташування повітрозабірних пристроїв
систем вентиляції та кондиціонування повітря.
Увімкнення аварійної вентиляції повинно бути дистанційним.
Роботодавець забезпечує організацію контролю за роботою витяжних
вентиляційних пристроїв і систем сигналізації за затвердженим графіком, але
не рідше одного разу в квартал.
4.1.2 Вимоги безпеки під час виконання електрозварювальних робіт
Під час електрозварювання металів повинні дотримуватися вимоги ГОСТ
12.3.002-75 та ГОСТ 12.3.003-86.
Зварювання металів відкритою дугою виробів середніх і малих розмірів в
стаціонарних умовах повинно здійснюватися у вентильованих, спеціально
обладнаних кабінах.
При проведенні робіт зі зварювання металів на відкритому повітрі над
установками і зварювальними постами повинні бути споруджені укриття
(навіси) від непогоди. Зварювальне устаткування повинно бути розміщене в
металевих контейнерах. За відсутності навісів роботи зі зварювання під час
дощу або снігопаду повинні бути припинені.
При виконанні робіт зі зварювання металів на висоті понад 1,3 м повинні
встановлюватися майданчики і ліси з негорючих матеріалів.
Екранування підігрітого для зварювання виробу повинно відповідати
ДСТУ 2894-94 «Пристрої екранувальні для захисту від інфрачервоного
82
випромінювання. Параметри та загальні технічні вимоги» (далі - ДСТУ 2894-
94).
Температура укритих і відкритих нагрітих поверхонь виробів на робочих
місцях не повинна перевищувати 430С відповідно до ДСТУ EN 563-2001
«Безпечність машин. Температури поверхонь, доступних для дотику.
Ергономічні дані для встановлення граничних значень температури гарячих
поверхонь» (далі - ДСТУ EN 563-2001), за винятком зварювання легованих і
високовуглецевих сталей ІІІ і IV груп зварюваності, технологія зварювання
яких потребує попереднього і супутнього підігріву в процесі зварювання від
1000С до 4000С.
Мінімальний повітрообмін на один електрозварювальний пост повинен
становити 2000 м3/год.
Вимоги безпеки до процесів при ручному дуговому зварюванні
Ручне дугове зварювання повинно здійснюватися на стаціонарних постах,
обладнаних пристроями місцевої витяжної вентиляції.
В разі унеможливлення виконувати зварювання металів на стаціонарних
постах для локального видалення пилу і газоподібних компонентів аерозолю
від зварювальної дуги повинні застосовуватися місцеві відсмоктувачі.
Не дозволяється розміщувати горючі матеріали в радіусі менше 5 м, а
вибухонебезпечні матеріали і устаткування (газогенератори, газові балони) -
менше 10 м від місця проведення електрозварювальних робіт.
Вимоги безпеки до процесів зварювання на поточно-механізованих і
конвеєрних лініях
Роботи зі зварювання металів на потокових лініях дозволяється
проводити як на постійних робочих місцях зі стаціонарними автоматичними і
напівавтоматичними зварювальними машинами, так і на тимчасових робочих
місцях, створених для виконання короткочасних операцій.
Організація виконання зварювальних робіт на потокових механізованих і
конвеєрних лініях повинна відповідати ГОСТ 12.2.022-80, ГОСТ 12.2.032-78,
ГОСТ 12.2.033-78.
83
Зварювальні роботи на потокових лініях повинні виконуватися згідно з
ГОСТ 12.1.004-91, ГОСТ 12.3.003-86.
Для автоматизованих процесів зварювання, які супроводжуються
утворенням шкідливих аерозолів, газів і випромінювань, що перевищують
допустимі концентрації і рівні, необхідно передбачати дистанційне керування.
Видаляти шкідливі пилогазовиділення необхідно за допомогою пристроїв
місцевої вентиляції.
Для захисту працівників на суміжних робочих місцях від небезпечних
чинників, що супроводжують зварювання, ділянки зварювання металів повинні
бути огороджені негорючими перегородками або конструкціями порталів,
консолей.
Відстань до проходів від місця зварювання повинна бути не менше 5м для
захисту сторонніх працівників від випромінювання зварювальної дуги. В разі
унеможливлення виконання зазначених вимог біля місця зварювання повинні
бути встановлені перегородки або ширми з негорючого матеріалу.
4.1.3 Вимоги безпеки до процесів контактного зварювання
Перед початком виконання робіт систему повітряного охолодження
необхідно продути стисненим повітрям.
До підвісного пристрою, крім кліщів, необхідно підвішувати
струмоведучі кабелі. Додатковий ланцюг або трос необхідно пропустити через
друге піднімальне кільце.
На час перерви у роботі повинні вимикатися електроживлення,
закриватися вентилі води, системи охолоджувального повітря.
Під час ремонту, огляду, заміни і зачищення електродів та виконання
інших допоміжних робіт устаткування повинно бути відключене від джерел
живлення електричним струмом, стисненим повітрям і водою, а також повинна
бути вивішена застережлива табличка: «Не вмикати!».
Не дозволяється розміщувати займисті і вогненебезпечні матеріали на
відстані менше 5 м від місця проведення зварювальних робіт.
84
Вимоги безпеки до вихідних матеріалів і заготовок, їх зберігання і
транспортування
Спільне зберігання зварювального дроту, флюсів і електродів з
кислотами, лугами та іншими агресивними речовинами не дозволяється.
Зберігання заготовок, деталей, вузлів і агрегатів протягом зміни повинно
здійснюватися на спеціально відведених і обладнаних місцях.
Електроди, зварювальний дріт, флюси, що подаються для виконання
робіт зі зварювання, повинні бути прожарені або просушені за режимами,
вказаними у технологічному паспорті на цю марку матеріалу.
Матеріали, які контактують під час роботи з газами, повинні бути
стійкими до хімічного впливу цих газів за будь-яких умов експлуатації.
У разі використання в роботі горючих, вибухонебезпечних і шкідливих
речовин необхідно дотримуватись ГОСТ 12.1.004-91. Для знежирення
поверхонь під зварювання не дозволяється застосовувати розчини, які містять
хлор.
Тара для розчинів знежирення оброблюваної поверхні повинна
відповідати ГОСТ 12.3.010-82 і бути спеціальною, небиткою, ємністю не
більше 200 см3 із примусовим подаванням розчину для змочування тампонів.
Використані тампони повинні збиратися в спеціальну посудину з
небиткого і негорючого матеріалу зі щільною кришкою.
Не дозволяється протирати розчинниками кромки виробів, нагрітих до
температури понад 430С (ДСТУ EN 563-2001).
Не дозволяється застосовувати під час виконання робіт зі зварювання
матеріали, які не відповідають технічним умовам на них та не пройшли
санітарно-гігієнічну експертизу відповідно до вимог Порядку проведення
державної санітарно-епідеміологічної експертизи (зі змінами), затвердженого
наказом Міністерства охорони здоров’я України від 9 жовтня 2000 року № 247,
зареєстрованого в Міністерстві юстиції України 10 січня 2001 року за № 4/5195.
Поверхні зварювальних деталей (виробів), які покриті антикорозійними
ґрунтами, підлягають обов'язковому попередньому зачищенню від ґрунту по
ширині не менше 100 мм від місця зварювання.
85
Не дозволяється повертати залишки зварювальних матеріалів, які були
видані для виконання робіт зі зварювання, до місця їх попереднього зберігання.
Завантаження, розвантаження, транспортування вихідних матеріалів,
готової продукції повинно здійснюватися відповідно до ГОСТ 12.3.020-80,
ГОСТ 12.3.009-76 та Правил будови і безпечної експлуатації
вантажопідіймальних кранів, затверджених наказом Державного комітету
України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду від 18
червня 2007 року № 132, зареєстрованих в Міністерстві юстиції України 9
липня 2007 року за № 784/14051 (НПАОП 0.00-1.01-07).
4.1.4 Вимоги електробезпеки
Електричні проводи і кабелі для живлення електроустаткування машин та
установок повинні мати зовнішню ізоляцію і захист від механічних ушкоджень
(кожухи, підвіски, пристрій для укладання кабелів, троси).
Електроустаткування машин термічного різання повинно мати
заземлення відповідно до ГОСТ 12.1.030-81.
Органи керування машин термічного різання повинні бути оснащені
блокувальним захистом для унеможливлення (незалежно від положення органів
керування) самовільного ввімкнення машин термічного різання в разі
відновлення раптово зниклої напруги.
Не дозволяється ремонтувати машини термічного різання під напругою.
Переносні машини термічного різання в разі їх пересування необхідно
від’єднувати від електроживлення.
Органи керування машинами термічного різання повинні мати позначки,
що вказують на керований об'єкт, до якого вони належать, його призначення і
стан: «включено», «відключено», «гальмо», «хід».
Металеві вали ручних приводів, рукоятки, маховики повинні бути
ізольовані від частин машин термічного різання, що знаходяться під напругою,
і мати електричний контакт із незнімними частинами виробу, на яких
розташований елемент заземлення.
86
Під час дугового зварювання повинні застосовуватися ізольовані гнучкі
кабелі, розраховані на надійну роботу при максимальних електричних
навантаженнях з урахуванням тривалості циклу зварювання.
Під час прокладання або переміщення зварювальних проводів необхідно
вживати заходів щодо запобігання ушкодженню їх ізоляції і зіткненню з водою,
маслом, сталевими канатами і гарячими трубопроводами.
Відстань від зварювальних проводів до гарячих трубопроводів і балонів з
киснем повинна бути не менше 0,5 м, а з горючими газами - не менше 1 м.
Металеві частини електрозварювального устаткування, що не
перебувають під напругою, а також зварювані вироби і конструкції на весь час
виконання робіт зі зварювання повинні бути заземлені відповідно до ГОСТ
12.1.030-81.
Для підведення струму від джерела живлення до електродотримача
установки ручного дугового зварювання повинен використовуватися гнучкий
провід у гумовій оболонці.
В якості зворотного провідника, який з’єднує зварювані вироби із
джерелом зварювального струму, дозволяється використовувати гнучкі
проводи, а також металеві шини достатнього перетину, зварювальні плити і
саму зварювану конструкцію.
Пульти керування повинні мати блокування для унеможливлення
керування від різних пультів, сигналізацію, а також аварійні кнопки для
увімкнення установки (лінії).
Електрозварювальні установки з джерелом змінного і постійного струму
під час зварювання в особливо небезпечних умовах (усередині металевих
ємностей, колодязів, відсіків, на понтонах тощо), а також установки для
ручного зварювання змінного струму під час зварювання в особливо
небезпечних приміщеннях або поза приміщеннями повинні бути оснащені
пристроями для відключення холостого ходу або обмеження його напруги до
12 В не пізніше ніж через 1,0 с після розмикання зварювального кола.
Обмежувач, виконаний у вигляді поодинокої приставки, повинен бути
заземлений окремим провідником.
87
Внутрішні поверхні закритих металевих ємностей під час зварювання,
наплавлення і різання повинні освітлюватися за допомогою світильників,
установлених зовні, або ручних переносних ламп напругою не більше 12 В.
Не дозволяється залишати на робочому місці електрозварювальний
інструмент, що перебуває під напругою. Не дозволяється ремонтувати
електрозварювальні установки під напругою. Пересувні електрозварювальні
установки на час їх пересування повинні бути знеструмлені.
Працівники, які пройшли спеціальне навчання відповідно до Правил
атестації зварників, затверджених наказом Державного комітету України по
нагляду за охороною праці від 19 квітня 1996 року № 61, зареєстрованих у
Міністерстві юстиції України 31 травня 1996 року за № 262/1287 (НПАОП 0.00-
1.16-96), мають право приєднувати та від’єднувати електрозварювальні
установки у разі, якщо у посвідченні зварника вказана відповідна область
поширення допуску.
4.1.5 Вимоги до робочих місць
Розміщення виробничого устаткування і організація робочих місць у
складально-зварювальних цехах і на ділянках повинні відповідати ГОСТ
12.2.061-81.
На стаціонарних робочих місцях електрозварників, різальників
встановлюється стійка з гачком або вилкою для підвішування погашених
пальників або різаків під час перерви у роботі. На тимчасових робочих місцях
погашені пальники або різаки дозволяється підвішувати на частини
оброблюваної конструкції (кронштейни, мірні пристрої тощо).
На кожне стаціонарне робоче місце працівника з електрозварювальних
робіт, крім площі, займаної устаткуванням і проходами, повинно бути
відведено не менше 4,5 м2.
На стаціонарних робочих місцях відповідно до ГОСТ 12.2.033-78 у
положенні «стоячи» повинні використовуватися спеціальні підставки (підвіски)
для зменшення статичного навантаження на руки працівника.
88
Не дозволяється полегшувати навантаження на руку працівника
перекиданням шланга (кабелю) через плече або навиванням його на руку
працівника.
Під час зварювання металів відкритою дугою робочі місця у приміщенні
повинні бути відділені від суміжних робочих місць і проходів негорючими
екранами (ширмами, щитами) заввишки не менше 1,8 м. При зварюванні на
відкритому повітрі захисні огородження повинні бути встановлені на відстані
не менше 2 м в разі одночасної роботи декількох працівників поблизу один
одного і на ділянках інтенсивного руху людей.
Вимоги до режимів роботи, порядку обслуговування устаткування в
звичайних умовах експлуатації і в аварійній ситуації встановлюються
роботодавцем відповідно до Інструкції з організації безпечного ведення
вогневих робіт на вибухопожеженебезпечних та вибухонебезпечних об’єктах,
затвердженої наказом Міністерства праці та соціальної політики України від 5
червня 2001 року № 255, зареєстрованої в Міністерстві юстиції України 23
червня 2001 року за № 541/5732 (НПАОП 0.00-5.12-01).
За наявності в стаціонарних зварювальних машинах більше одного органа
керування одним параметром повинно унеможливлюватися одночасне
керування цим параметром з різних постів.
Органи керування, які здійснюють увімкнення і зупинення процесу
теплового різання, повинні відповідати вимогам безпеки згідно з ГОСТ 22613-
77 та ГОСТ 22615-77.
Керування і контролювання роботи напівавтоматичних і автоматичних
плазмових стаціонарних і переносних машин повинні здійснюватися
дистанційно.
Усувати несправності в зварювальній машині, плазмотроні, заміняти
деталі плазмотрона, що вийшли з ладу, дозволяється тільки при відімкненому
живленні установки і тільки працівникам, які обслуговують цю установку і
мають групу з електробезпеки відповідно до Правил безпечної експлуатації
електроустановок споживачів, затверджених наказом Комітету по нагляду за
охороною праці Міністерства праці та соціальної політики України від 9 січня
89
1998 року № 4, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 10 лютого 1998
року за № 93/2533 (НПАОП 40.1-1.21-98).
На робочому місці під ногами працівника повинен бути розташований
килим гумовий діелектричний відповідно до ГОСТ 12.4.124-83.
Вибухонебезпечні електронно-променеві установки повинні бути
розміщені в ізольованих та обладнаних припливно-витяжною вентиляцією
виробничих приміщеннях.
Об'ємно-планувальні рішення приміщень для зварювання металів в
середовищі захисних газів повинні унеможливлювати проникнення цих газів у
суміжні і нижче розташовані приміщення, а також скупчення газів у застійних
зонах.
Для видалення зварювального пилу і газів влаштовується місцева
вентиляція безпосередньо біля місця їх утворення.
Над зварюваними виробами в зоні максимального виділення
зварювального аерозолю і газів швидкість видалення забрудненого повітря
повинна бути не менше 1,5 м/с.
Для зниження температури поверхонь обладнання і зменшення ступеня
нагріву повітря на робочих місцях повинні бути передбачені теплоізоляційні
пристрої відповідно до ДСТУ 2894-94.
4.1.6 Вимоги до забезпечення засобами індивідуального захисту
працівників
Роботодавець повинен забезпечувати працівників засобами
індивідуального захисту (далі - ЗІЗ) відповідно до вимог Положення про
порядок забезпечення працівників спеціальним одягом, спеціальним взуттям та
іншими засобами індивідуального захисту, затвердженого наказом Державного
комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду
від 24 березня 2008 року № 53, зареєстрованого в Міністерстві юстиції України
21 травня 2008 року за № 446/15137.
90
ЗІЗ мають відповідати вимогам Технічного регламенту засобів
індивідуального захисту, затвердженого постановою Кабінету Міністрів
України від 27 серпня 2008 року № 761.
Працівники, які виконують роботи під час зварювання металів, повинні
бути забезпечені ЗІЗ згідно з Нормами безплатної видачі спеціального одягу,
спеціального взуття та інших засобів індивідуального захисту працівникам
загальних професій різних галузей промисловості, затвердженими наказом
Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та
гірничого нагляду від 16 квітня 2009 року № 62, зареєстрованими в
Міністерстві юстиції України 12 травня 2009 року за № 424/16440 (НПАОП
0.00-3.07-09).
Вибір ЗІЗ органів дихання здійснюється відповідно до Правил вибору та
застосування засобів індивідуального захисту органів дихання, затверджених
наказом Державного комітету України з нагляду за охороною праці від 28
грудня 2007 року № 331, зареєстрованих у Міністерстві юстиції України 4
квітня 2008 року за № 285/14976 (НПАОП 0.00-1.04-07).
Вибір ЗІЗ обличчя і органів зору здійснюється залежно від методів,
режимів і видів робіт, інтенсивності випромінювання, індивідуальної
особливості зору працівників.
Для захисту очей працівників від випромінювання, іскор і бризок
розплавленого металу і його пилу повинні застосовуватися захисні окуляри
відповідно до ГОСТ 12.4.013-85.
Для захисту обличчя під час електрозварювання металів працівники
повинні забезпечуватися щитками відповідно до ГОСТ 12.4.023-84.
Для захисту від шуму працівники повинні забезпечуватися ЗІЗ органів
слуху відповідно до ГОСТ 12.4.051-87.
Для захисту від вібрації працівники повинні застосовувати ЗІЗ за ГОСТ
12.4.002-97.
Вибір спеціального одягу залежно від методів зварювання та умов праці
повинен здійснюватися відповідно до ДСТУ ГОСТ 12.4.221:2004 «Система
стандартів безпеки праці. Одяг спеціальний для захисту від підвищених
91
температур, теплового випромінювання, конвективної теплоти. Загальні
технічні вимоги».
Для захисту рук працівники повинні забезпечуватися рукавицями,
виготовленими з іскростійкого матеріалу з низькою електропровідністю.
Не дозволяється використовувати рукавиці і спеціальний одяг із
синтетичних матеріалів типу лавсан, капрон, які не мають захисної властивості,
руйнуються від випромінювань зварювальної дуги і можуть займатися від іскор
і бризок розплавленого металу, спікатися при зіткненні з нагрітими
поверхнями.
Для захисту ніг від опіків бризками розплавленого металу, механічних
травм, переохолодження під час роботи на відкритому повітрі узимку,
перегрівання під час зварювання виробів з підігрівом, а також від ураження
електричним струмом особливо під час роботи в закритих ємностях, відсіках
працівники повинні забезпечуватися спеціальним взуттям відповідно до ГОСТ
13385-78.
Забороняється застосовувати взуття з відкритою шнурівкою і металевими
цвяхами.
4.2 Основні заходи і засоби захисту населення і територій при НС
Основним завданням цивільного захисту при виникненні надзвичайних
ситуацій є захист населення. Захист населення — це створення необхідних
умов для збереження життя і здоров'я людей у надзвичайних ситуаціях.
Головна мета захисних заходів — уникнути або максимально знизити ураження
населення.
До системи захисту населення і територій, що проводяться в масштабах
держави у разі загрози та виникнення надзвичайних ситуацій належать:
інформація та оповіщення, спостереження і контроль, укриття в захисних
спорудах, евакуація, інженерний, медичний, психологічний, біологічний,
екологічний, радіаційний і хімічний захист, індивідуальні засоби захисту,
самодопомога, взаємодопомога в надзвичайних ситуаціях.
92
4.2.1 Інженерний захист
З метою запобігання виникненню надзвичайної ситуації техногенного та
природного характеру здійснюються заходи інженерного захисту під час
проектування й експлуатації споруд та інших об'єктів господарювання,
наслідки діяльності яких можуть шкідливо вплинути на безпеку населення і
довкілля.
Заходи інженерного захисту населення і території мають передбачати: під
час розроблення генеральних планів забудови населених пунктів і ведення
містобудування враховувати можливі прояви небезпечних і катастрофічних
явищ і раціональне розміщення об'єктів підвищеної небезпеки з урахуванням
можливих наслідків їхньої діяльності у разі виникнення аварії; спорудження
будинків, будівель, споруд, інженерних мереж і транспортних комунікацій із
заданими рівнями безпеки та надійності; розроблення і здійснення заходів
безаварійного функціонування об'єктів підвищеної небезпеки, створення
комплексної схеми захисту населення пунктів та об'єктів господарювання від
небезпечних природних процесів; розроблення і здійснення регіональних та
місцевих планів запобігання надзвичайних ситуацій і ліквідації їх наслідків;
організацію будівництва протизсувних, протиповіневих, протиселевих,
протилавинних, протиерозійних та інших інженерних споруд спеціального
призначення; реалізацію заходів санітарної охорони території.
4.2.2 Медичний захист
Для запобігання ураженню людей або зменшення його ступеня,
своєчасного надання медичної допомоги постраждалим, забезпечення
епідемічного благополуччя в зонах надзвичайних ситуацій техногенного та
природного характеру необхідно проводити такі заходи: планування і
використання наявних сил і засобів закладів охорони здоров'я незалежно від
форм власності й господарювання; розгортання в умовах надзвичайної ситуації
необхідної кількості лікувальних закладів; завчасне застосування
93
профілактичних медичних препаратів та санітарно-епідеміологічних заходів,
контроль якості харчових продуктів, продовольчої сировини, питної води і
джерел водопостачання, стану атмосферного повітря та опадів, стану довкілля,
санітарно-гігієнічної та епідеміологічної ситуації; завчасне створення і
підготовку медичних формувань, медичного персоналу та загальне медико-
санітарне навчання населення, накопичення медичних засобів захисту,
медичного та спеціального майна і техніки, навчання населення способів
надання першої медичної допомоги; недопущення впливу на здоров'я людей
шкідливих факторів навколишнього середовища та наслідків надзвичайних
ситуацій.
4.2.3 Біологічний захист
Біологічний захист передбачає своєчасне виявлення біологічного
зараження, проведення комплексу адміністративно-господарських, режимно-
обмежувальних і спеціальних протиепідемічних та медичних заходів.
Біологічний захист передбачає проведення колективних індивідуальних
заходів захисту; запровадження карантину та обсервації; знезаражування
осередку уражених людей, тварин, урожаю, своєчасну локалізацію зони
біологічного ураження; проведення екстреної та специфічної профілактики;
запровадження та додержання протиепідемічного режиму підприємствами,
установами та організаціями незалежно від форм власності й господарювання
та населенням; прогнозування масштабів розвитку наслідків біологічного
зараження.
4.2.4 Радіаційний та хімічний захист
Радіаційний та хімічний захист передбачає виявлення та оцінювання
радіаційної та хімічної обстановки, організацію та проведення дозиметричного
і хімічного контролю, розроблення типових режимів радіаційного захисту,
94
забезпечення засобами індивідуального та колективного захисту, організацію і
проведення знезаражування.
Заходи радіаційного і хімічного методу забезпечуються: завчасним
накопиченням і підтриманням у готовності засобів індивідуального захисту,
приладів дозиметричного і хімічного контролю, якими забезпечуються
насамперед особовий склад формувань, які беруть участь в аварійно-
рятувальних та інших невідкладних роботах, а також персонал радіаційно і
хімічно небезпечних об'єктів і населення, яке проживає в зонах небезпечного
зараження та біля них; терміновим впровадженням засобів, способів і методів
виявлення та оцінювання масштабів і наслідків аварії на радіаційно та хімічно
небезпечних об'єктах; створенням засобів захисту і приладів дозиметричного і
хімічного контролю; підготовкою об'єктів побутового обслуговування і
транспортних підприємств для проведення санітарної обробки людей та
спеціальної обробки одягу, майна і транспорту; завчасним створенням,
пристосуванням та використанням засобів колективного захисту населення від
радіаційного та хімічного ураження, організацією допомоги населенню в
придбанні в особисте використання засобів індивідуального захисту і
дозиметрів.
Висновок до розділу 4
Було розглянуто такі питання: вимоги безпеки при нанесенні покриттів
методом електроіскрової обробки, основні вимоги з охорони праці, вимоги
безпеки під час виконання електрозварювальних робіт, вимоги безпеки до
процесів контактного зварювання, вимоги електробезпеки, вимоги до робочих
місць, вимоги до забезпечення засобами індивідуального захисту працівників,
основні заходи і засоби захисту населення і територій при НС, інженерний
захист, медичний захист, біологічний захист, радіаційний та хімічний захист.
95
ВИСНОВКИ
1. В результаті проведеного літературного аналізу переваг та недоліків
відомих методів відновлення деталей машин було встановлено, що одним з
найбільш перспективних методів є електроіскрова обробка.
2. Були розглянуті методики по визначенню основних технологічних
параметрів отриманих покриттів.
3. Було розроблено технологічний процес по відновлення зношених
поверхонь деталі « валу».
4. Встановлено, що зі збільшенням енергії імпульсу та тривалості
електроіскрової обробки мікротвердість покриттів зростає, однак надмірні
режими можуть призводити до формування пористості та мікротріщин, що
негативно впливає на їхні механічні властивості. Тому оптимізація параметрів
електроіскрового процесу є необхідною умовою отримання покриттів з
високою та стабільною мікротвердістю. Результати АСМ-досліджень
показують, що електроіскрове модифікування формує рівномірно розвинений
мікрорельєф із підвищеною реальною площею поверхні та локально змінними
трибологічними характеристиками, що може бути перспективним для
підвищення зносостійкості та адгезійних властивостей поверхневого шару.
Підвищення частоти вібрації електрода при напрузі 70 В сприяє зростанню
шорсткості поверхні після електроіскрового модифікування, що необхідно
враховувати при виборі режимів обробки залежно від вимог до якості поверхні.
При напрузі 100 В підвищення частоти вібрації електрода призводить до
збільшення шорсткості поверхні, що можна пояснити зростанням інтенсивності
електроіскрових розрядів і енергії їх впливу на оброблювану поверхню.
Збільшення енергії імпульсу електроіскрового модифікування позитивно
впливає на зносостійкість полімерних контрзразків, а оптимальні триботехнічні
характеристики в даних умовах забезпечує режим обробки з тривалістю 4
хв/см².
5. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуакціях
розглянуто вимоги безпеки при нанесенні покриттів методом електроіскрової
обробки.
96
Список використаних джерел
1. Інженерія поверхні: Підручник / К. А. Ющенко, Ю. С. Борисов,
В. Д. Кузнецов, В. М. Корж — К.: Наукова думка, 2007. — 559 с. — ISBN 978-
966-00-0655-3
2. Хасуй, А., Моричаки, О. Наплавка и напыление / А. Хасуй, О.
Моричаки. -М.: Машиностроение, 1985. -240 с.
3. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах / Б. И. Костецкий.
- Киев: Техника, 1970. - 396 с.
4. Венцель Є.С., Лисіков Є.М., Євтушенко А.В. Основи трибології
та хімотології: Навч. посібник. - Харків: УкрДАЗТ, 2007. – 242 с.
5. Tribologia. Tribolotechnika / Redakcia naukova M.Szczerek,
M.Wisniewski. Radom: Polckie Towarzystwo Trіbologiczne, 2000. 728 s.
6. Корж В. М. Технологія та обладнання для напилення: Навчальний
посібник. — К.: НМЦВО, 2000. — 152 с.
7. Нанесення покриття: навчальний посібник / [Корж В.М., Кузнецов
В.Д., Борисов Ю.С., Ющенко К.А.]; за редакцією НАН України К.А. Ющенка –
К.: Арістей, 2005 р. – 204 с.
8. Ремонт машин та обладнання / Підручник. О.І. Сідашенко, О.А.
Науменко, Т.С. Скобло, О.В. Тіхонов та ін.; За ред. проф. О.І. Сідашенка, О.А.
Науменка. – 2-е вид. перероб. доп. – Х.: “Міськдрук”, 2014. - 742 с..
9. Борисов Ю. С., Харламов Ю. А., Сидоренко С. Л., Ардатовская Е. Н.
Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник. – Киев.:
Наукова думка, 1987. 544 с.
10. Надійність машин та обладнання : навчальний посібник. Ч. 2.
Ремонт машин та відновлення деталей / З. В. Ружило [та ін.]. - К. : Видавничий
центр НУБіП України, 2023. - 310 с.
11. Черновол М. І., Шепеленко І. В., Василенко І. Ф., Красота М. В.,
Тіхонов О. В., Науменко О. А., Рибалко І. М. Теоретичні основи та технологічні
процеси відновлення деталей машин: навчальний посібник. Харків: «Діса
плюс», 2025. 347 с
12. Восстановление и упрочнение деталей сельскохозяйственной
97
техники. М.И. Черновол, Киев, УМКВО, 1989
13. Харламов Ю.О., Будагьянц Н.А. Основы технологии
восстановления и упрочнения деталей машин. Учебное пособие в 2т. – Луганск:
изд-во Восточно– укр. Национ. ун-та им. В. Даля. 2003.
14. Колисниченко О.В. Формирование модифицированных слоев при
плазменно-детонационной обработке углеродистых сталей [Текст] / О.В. Ко-
лисниченко автореф. диссертании на соискание ученой степени кандидата
технических наук, специальность ВАК: 05.03.06 - Технологии и машины сва-
рочного производства // Ин-т электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины.-
Киев. - 2003.- 20 с.
15. А. Д. Верхотуров, и И. М. Муха, Технология электроискрового
легирования металлических поверхностей. Киев: Техніка, 1982, 181 с
16. Вольферц, Г. А. Електроіскрове легування робочих органів машин /
Г. А. Вольферц, А. А. Максимов, В. В. Ціцілін, В. М. Боярінцев // Вісті вузів -
2004. - №4. - С. 138-139.
17. Іванов, Г. П. Технологія електроіскрового зміцнення інструментів і
деталей машин [Текст] / Г. П. Іванов - .: Машинобудування. 1991. - 303 с.
18. Karpenko, V.Yu. Studing Tungsten-containing Electroerosion Powders
and Alloys Synthesized from Them / E.V. Ageev, E.V. Ageeva, V.Yu. Karpenko,
174 A.S. Osminina// Journal of nano- and electronic physics. – 2014. – Vol. 3. – pp.
03049-1– 03049-3.
19. Куницкий Ю. А. Некристаллические металлические материалы и
покрытия в технике / Ю. А. Куницкий, В. Н. Коржик, Ю. С. Борисов. — К.:
Техніка, 1988. — 198 с.
20. Інструкція «Елитрон 10»
21. Інструкція ПМТ-3
22. Інструкція атомносиловий мікроскоп
23. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний опис.
Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з
впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М.– Львів, 2008 – 20с.
24. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти у сфері науки і техніки.
98