1. Repository at ChSTU
  2. Випускні кваліфікаційні роботи
  3. Магістр
  4. 131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями)
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9295
Title: «Дослідження процесу відновлення деталей газополум’яним напиленням»
Authors: Коваленко, Юрій Іванович
Куцівський, Микола Петрович
Keywords: Газополуменеве напилення
Issue Date: 2023
Abstract: На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження процесу відновлення деталей газополум’яним напиленням». Виконавець: студент групи мНТ–81 Куцівський Микола Петрович Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович Кваліфікаційна робота містить 86 сторінку формату А4, 35 рисунків, 13 таблиць, 41 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі магістра проаналізовано існуючі сучасні методи з відновлення зношених поверхонь деталей машин. Було встановлено, що застосування методу газополум’яного напилення для отримання покриттів з високою зносостійкістю в техніці є важливою технологією. Висока технологічність цього методу полягає в можливості нанесення покриття тільки на конкретні ділянки деталі, що дозволяє забезпечити високу зносостійкість при невеликому нагріванні та деформації основи. Проведено аналіз основного технологічного обладнання для газополум'яного нанесення покриттів, в роботі представлено її принцип роботи, та основні техніко-експлуатаційні характеристики і параметри. Також наведено технологічну послідовність процесу газополум'яного напилення. Розглянуто методики по визначенню товщини покриття, міцності зчеплення покриття з основою, пористості покриттів, твердості покриттів . Проведено дослідження поверхні покриттів отриманих газополум'яним методом. Проведено дослідження зносостійкості покриттів отриманих газополум'яним напиленням. В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях було розглянуто вимоги безпеки до електропроводки у виробничих приміщеннях
URI: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9295
Appears in Collections:131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Куцівський_.pdf
  Restricted Access		2.72 MBAdobe PDFView/Open Request a copy
Show full item record


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 
«_____»_____________2023р. 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи магістра 
 
на тему: «Дослідження процесу відновлення деталей газополум’яним 
напиленням»  
 
 
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-81 
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка» 
Освітня програма – «Обробка металів за 
спецтехнологіями» 
Куцівський Микола Петрович 
Керівник: к.т.н., доцент Коваленко Ю. І. 
Рецензент: головний інженер ДП «Семпал» 
 Якушев І.В.  
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2023 р. 
  
 
 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
Освітній рівень  бакалаврський. 
Спеціальність 131 «Прикладна механіка». 
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями». 
       ЗАТВЕРДЖУЮ: 
       Завідувач кафедри ТОМВ 
 ____________Георгій КАНАШЕВИЧ 
       «       »       ____________20_____р. 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційну роботу магістра 
 
____                 Куцівський Микола Петрович____________________________________ 
(прізвище, ім’я, по батькові) 
1. Тема роботи: Дослідження процесу відновлення деталей газополум’яним  
напиленням ________________________________________________________ 
Керівник  роботи Коваленко Юрій Іванович, к.т.н., доцент         ________________ 
                                                                   (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від 
 «__10_» ___жовтня___________ 2023_____р. №_271/04_____ 
2. Термін подання здобувачем роботи ____________ 
3. Вихідні дані до роботи:______________________________________________ 
____________________________________________________________________ 
4. Зміст пояснювальної записки: детонаційне  напилення, електродугова 
металізація, активована дугова металізація, плазмовий метод нанесення 
покриттів, застосування покриттів отриманих газополум’яним напиленням в 
умовах зношування, обладнання для газополум'яного нанесення покриттів, 
технологічний процес відновлення деталей машин газополум'яного 
напиленням, визначення товщини покриття, визначення міцності зчеплення 
покриття з основою, визначення пористості покриттів,  дослідження 
зносостійкості покриттів отриманих газополум'яним напиленням, застосування 
газополум'яного  напилення, охорона праці 
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових 
креслеників, плакатів, презентацій тощо) тема, обладнання для відновлення 
поверхонь газополум'янем напиленням,  послідовність технологічного процесу 
відновлення поверхні, дослідження зносостійкості покриттів, дослідження 
абразивної стійкості покриттів, дослідження пористості отриманих покритів, 
дослідження мікротвердості отриманих покритів, мікроструктура отриманих 
покриттів,  застосування газополумяного напилення, охорона праці, висновки 
7. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується 
Підпис, дата 
Розділ Керівник завдання завдання 
видав прийняв 
1,2,3 Коваленко Ю.І. 1,2,3  
4 Цікановський В.Л. 4  
 
8. Дата видачі завдання _____________________ 
Календарний план 
№ Термін виконання 
Назва етапів кваліфікаційної роботи Примітка 
з/п етапів роботи 
1 Збір інформації для написання КРМ   
2 Написання І розділу КРМ   
3 Написання ІІ розділу КРМ   
4 Написання ІІІ розділу КРМ   
5 Написання розділу з охорони праці   
6 Оформлення пояснювальної записки   
7 Оформлення графічної документації   
8 Захист роботи   
 
 
 
Здобувач                                       ___________             Микола КУЦІВСЬКИЙ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
Керівник                                       ___________               Юрій КОВАЛЕНКО 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
 
АНОТАЦІЯ 
 
На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження процесу 
відновлення деталей газополум’яним напиленням». 
Виконавець: студент групи мНТ–81 Куцівський Микола Петрович 
Керівник: кандидат технічних наук, доцент Коваленко Юрій Іванович 
Кваліфікаційна робота містить 86 сторінку формату А4, 35 рисунків, 13 
таблиць, 41 літературних джерел. 
В кваліфікаційній роботі магістра проаналізовано існуючі сучасні методи 
з відновлення зношених поверхонь деталей машин. Було встановлено, що 
застосування методу газополум’яного напилення для отримання покриттів з 
високою зносостійкістю в техніці є важливою технологією. Висока 
технологічність цього методу полягає в можливості нанесення покриття тільки 
на конкретні ділянки деталі, що дозволяє забезпечити високу зносостійкість 
при невеликому нагріванні та деформації основи. Проведено аналіз основного 
технологічного обладнання для газополум'яного нанесення покриттів, в роботі 
представлено її  принцип роботи,  та основні техніко-експлуатаційні 
характеристики і параметри. Також наведено технологічну послідовність 
процесу газополум'яного напилення. Розглянуто методики по визначенню 
товщини покриття,  міцності зчеплення покриття з основою, пористості 
покриттів, твердості покриттів . 
Проведено дослідження поверхні покриттів отриманих газополум'яним 
методом. Проведено дослідження зносостійкості покриттів отриманих 
газополум'яним напиленням. 
В розділі охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях було 
розглянуто вимоги безпеки до електропроводки у виробничих приміщеннях 
  
3 
 
 
ABSTRACT 
 
For a master’s qualification work on the topic: “Investigation of the process of 
updating gas-semi-finished parts.” 
Vikonavets: student of the MNT-81 group Kutsivsky Mykola Petrovich 
Kerivnik: Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Kovalenko 
Yuriy Ivanovich 
Qualified work contains 86 pages in A4 format, 35 figures, 13 tables, 41 
literary pieces. 
In the master's qualification work, new current methods for renewing the wear 
surfaces of machine parts are analyzed. It was established that the use of gas-burnt 
sawing method for removing coatings with high wear resistance in technology is 
important technology. The high technological effectiveness of this method lies in the 
possibility of applying a coating to specific sections of the part, which allows for high 
wear resistance with low heating and deformation of the base. An analysis of the 
main technological equipment for gas-fluid coating application has been carried out; 
the principle of operation, the main technical and operational characteristics and 
parameters are presented in the work. The technological consistency of the gas-
burning sawing process has also been established. The methods for the importance of 
the thickness of the coating, the value of the adhesion of the coating to the base, the 
porosity of the coatings, and the hardness of the coatings are reviewed. 
The surface of the peeled-off coatings was examined using the gas-burning 
method. We carried out an investigation of the wear resistance of coatings removed 
from gas-filled layers. 
In the section on safety and security, safety measures for electrical wiring in 
electrical premises were examined 
  
4 
 
 
Зміст 
                                                                                                                    ст. 
Вступ………………………………………………………………….....7
 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА 
1.1. Наплавлення………..……………………………………………………9 
1.2. Газополум'яне напилення……………………………………….…….12 
       1.3. Детонаційне напилення……………….…………..………………….15 
1.4. Електродугова металізація..…………………………………………..18 
1.5. Надзвукове напилення………………………………………………..20  
1.6.  Активована дугова металізація ……………………………………...22 
1.7 Плазмовий метод нанесення покриттів………………………………24 
1.8. Застосування покриттів отриманих газополум’яним напиленням в 
умовах зношування …………………………………………………………..27 
Висновки до розділу 1……………………………………………………28 
 РОЗДІЛ 2. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ГАЗОПОЛУМ’ЯНОГО 
НАПИЛЕННЯ  
2.1 Обладнання для газополум'яного нанесення покриттів…………….29 
2.2 Підготовка порошків………………………………………………......34 
2.3 Технологічний процес відновлення деталей машин газополум'яного 
напиленням ………………………………………………………………..35 
2.4 Визначення товщини покриття ………………………………………41 
2.5 Визначення міцності зчеплення покриття з основою……………….42 
2.6 Визначення пористості покриттів ……………………………………44 
2.7 Вимірювання твердості покриттів …………………………………..45 
Висновки до розділу 2………………………………………………………..48 
  
5 
 
 
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
3.1. Дослідження поверхні покриттів отриманих газополум'яним  
методом..............…………………….…………………..…………………………….49 
3.2. Дослідження зносостійкості покриттів отриманих газополум'яним 
напиленням……………………………………….………………………………………...53 
3.3 Застосування газополум'яного  напилення………………………..66 
Висновки до розділу 3………………………………………………….68 
 
РОЗДІЛ 4.ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ 
СИТУАЦІЯХ 
 4.1 Вимоги безпеки до електропроводки у виробничих приміщеннях..70 
4.2 Вибір виду електропроводки, вибір проводів і кабелів і способу їх 
прокладання ……………………………………………………..………………..73 
4.3 Зовнішні електропроводки ……………………………………………79 
Висновки до розділу 4……………………………………………………..80 
 
Висновки…………………………………………………………………….81 
Список використаної літератури ………………………...……….……..82 
 
  
6 
 
 
Вступ 
 
Проблема зношеності робочих поверхонь деталей машин та інструменту є 
актуальною в багатьох галузях промисловості. Зношені або ушкоджені деталі 
можуть призводити до погіршення їхньої ефективності та тривалості служби, 
що може визначати необхідність їх відновлення. 
Відновлення деталей є важливим елементом економії виробничих 
ресурсів, оскільки вартість відновлення зазвичай менша, ніж вартість нових 
деталей. Це особливо стосується складних або дорогих деталей, де витрати на 
відновлення можуть бути в значній мірі економічно виправданими. 
Одним із ефективних методів відновлення деталей є термічне 
наплавлення або використання твердих покриттів для збільшення твердості та 
стійкості до зносу. Також широко використовуються технології, які дозволяють 
відновлювати деталі шляхом нанесення спеціальних покриттів, наприклад, 
плазмового напилення, лазерного наплавлення чи наплавлення твердих сплавів. 
Загальна стратегія відновлення деталей включає в себе аналіз ступеня 
їхнього зносу, вибір оптимального методу відновлення та використання 
високоякісних матеріалів для надання підвищеної міцності та тривалості 
служби. 
Економічна ефективність відновлення деталей порівняно з їх 
виготовленням може бути пояснена кількома причинами: 
- під час відновлення деталей використовуються спеціалізовані матеріали для 
наплавлення або покриття, які можуть бути менш коштовними, ніж 
сировинний матеріал для виготовлення нових деталей. 
- виробництво нових деталей зазвичай включає в себе витрати на одержання 
заготовок, тобто вихідних сировинних матеріалів. При відновленні ці 
витрати виключаються, оскільки використовується існуюча деталь. 
- витрати на обробку деталей можуть значно скорочуватися, оскільки 
відновлення спрямоване лише на дефектні частини деталей. Це дозволяє 
ефективно використовувати матеріал та зменшує час і витрати на обробку. 
7 
 
 
- відновлення деталей може вимагати менше трудовитрат, оскільки вже 
існуюча форма деталі використовується, і процес може бути менш складним 
порівняно з виготовленням нових деталей. 
- відновлення може бути швидшим процесом порівняно з виробництвом 
нових деталей, що дозволяє відновити працездатність обладнання швидше. 
Ці фактори роблять відновлення деталей привабливим з економічної 
точки зору, особливо коли маємо справу із складними або вартісними деталями. 
Підвищення надійності техніки, зниження собівартості обслуговування, 
забезпечення конкурентоспроможності та реновація за допомогою відновлення 
працездатності вузлів - це важливі напрями розвитку техніки і сучасних 
технологій. Використання методів відновлення може бути ефективним 
способом продовження ресурсу обладнання і зменшення витрат на його 
експлуатацію. Таким чином, мета роботи полягає в досліджені процесу 
газополум’яного напилення для відновлення деталей машин 
 Задачі магістерської роботи : 
1. Провести літературний огляд сучасних методів відновлення 
зношених поверхонь 
2. Дослідити процес відновлення деталей машин газополум’яним 
напиленням 
3. Визначити методи дослідження відновлених поверхонь 
4. Провести дослідження поверхні, визначити мікротвердість, 
пористість, зносостійкість відновлених поверхонь 
5. в розділі охорона праці розглянути вимоги безпеки до 
електропроводки у виробничих приміщеннях. 
Об’єкт дослідження: газополум’яне напилення покриттів на деталі машин  
Предмет дослідження: покриття на деталях машин отримані 
газополум’яним напиленням. 
 
 
  
8 
 
 
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА 
 
При довготривалій експлуатації машин і механізмів відбувається 
зношування деталей, що супроводжується зниженням їхніх експлуатаційних 
показників. Зношені робочі поверхні часто призводять до необхідності повної 
заміни деталей, що підвищує собівартість виробництва через великі 
амортизаційні відрахування. Однак у багатьох випадках можна відновити 
зношені поверхні деталей за допомогою різних методів відновлення. 
Розглянемо кілька з них. 
 
1.1. Наплавлення 
Наплавлення - це процес нанесення шару металу на поверхню виробу за 
допомогою зварювання [1-9]. При відновленні або ремонті за допомогою 
наплавлення часто використовують той же метал, що і в самому виробі. Однак 
іноді виявляється більш доцільним використовувати метал, який відрізняється 
від матеріалу деталі, зокрема при умовах експлуатації поверхневих шарів, 
відмінних від умов експлуатації всього виробу. Наприклад, якщо деталь 
повинна володіти загальною міцністю, то поверхневі шари можуть піддаватися 
абразивному або абразивно-ударному зношуванню. Умови роботи також 
можуть включати підвищену температуру, ерозійно-корозійний вплив довкілля 
тощо. Деколи це призводить до виготовлення деталей із металу, який 
забезпечує відповідність експлуатаційним умовам поверхонь. Однак такий 
підхід не завжди є оптимальним і, зазвичай, не є економічно доцільним. У 
багатьох випадках вигідніше виготовляти всі вироби з дешевшого і достатньо 
міцного металу для конкретних умов експлуатації, додаючи необхідний шар 
іншого матеріалу тільки на поверхнях, які працюють в особливих умовах, 
наприклад, застосовуючи біметалеві конструкції (наприклад, низько вуглецева 
сталь на поверхні, що піддається абразивному зношуванню, і більш міцна сталь 
в основі виробу). 
9 
 
 
Сталь в поєднанні з корозійностійкою сталлю або титаном, а також інші 
комбінації (сталь + титан і т. д.), можуть бути використані для створення 
специфічних властивостей на поверхні деталей. Це може бути досягнуто за 
допомогою різних методів, таких як поверхневе зміцнення (гартування, 
електроіскрова обробка і т. д.), нанесення тонких поверхневих шарів 
(металізація, напилення і т. д.) або наплавлення шарів значної товщини на 
поверхню. 
Процес наплавлення включає нанесення розплавленого металу на нагріту 
до оплавлення або змочення рідким наплавленим металом поверхню виробу. 
Наплавлений шар об'єднується з основним металом, утворюючи металевий 
зв'язок. Хімічний склад наплавленого шару може значно відрізнятися від 
складу основного металу, за винятком випадків ремонтного наплавлення для 
відновлення розмірів деталей. 
Товщина наплавленого металу може варіюватися від 0,5 до 10 мм і 
більше. Властивості наплавленого шару залежать від його хімічного складу, 
який визначається складом основного та додаткового металів. Для досягнення 
максимальної близькості складу наплавленого металу до металу, який 
наплавляється, може бути важливим мінімізувати проплавлення основного 
металу[9]. 
У випадку багатошарового наплавлення склад кожного шару різний, 
оскільки частка основного металу у формуванні наплавленого шару змінюється 
з кожним наступним шаром. Частка участі основного металу визначається 
способом і режимом наплавлення. Різні дугові методи наплавлення можуть 
відрізнятися тепловою підготовкою. 
Наприклад, плазмове наплавлення може використовуватися для 
забезпечення високої якості наплавленого металу та малої глибини 
проплавлення основного металу, що призводить до високої міцності зчеплення. 
У плазмовому наплавленні можна також застосовувати порошкові матеріали, 
що дозволяє отримувати тонкі шари. 
10 
 
 
Різні методи наплавлення можуть впливати на проплавлення основного 
металу. Наприклад, при плазмовому наплавленні з використанням 
струмопровідного присадочного дроту тепловий вкладення переважно 
спрямоване на присадочний дріт, що може зменшити проплавлення основного 
металу. З іншого боку, при дузі прямої дії може бути важко обмежити 
проплавлення основного металу, особливо при значному зосередженні дугового 
розряду. 
Ручне дугове наплавлення покритими електродами або механізоване 
наплавлення плавким електродним дротом під захисним газом або флюсом 
може впливати на частку основного металу в наплавленому шарі. Так, частка 
основного металу в наплавленому шарі γ° може бути значно знижена в 
порівнянні з прокатною. 
Комплексний вибір матеріалу і методу наплавлення враховує умови 
експлуатації і технічні вимоги, що забезпечує досягнення оптимальних 
результатів при відновленні деталей. 
В процесі відновлення деталей розглядаються різні аспекти, такі як 
наплавлення напередодні основного металу деталі чи вибір матеріалу для 
наплавлення підшару. Важливими етапами є також вибір способу і режиму 
наплавлення, форми і методів виготовлення наплавлювальних матеріалів, а 
також вибір термічного режиму для виконання наплавлення. Визначається 
необхідність подальшої термічної обробки для досягнення необхідних 
експлуатаційних характеристик або можливості проміжної механічної обробки. 
У випадках, коли потрібно досягти певних результатів, може бути 
застосовано декілька способів наплавлення, аналіз техніко-економічних 
показників цих методів є також важливим аспектом. 
 
 
 
  
11 
 
 
1.2. Газополум'яне напилення 
 
Один з методів, що розглядається, - газополум'яне напилення. У цьому 
методі використовується ацетиленокисневе полум'я з температурою до 3000°C 
як джерело тепла. Процес характеризується простотою обладнання і вимагає 
наявності ацетилену і кисню. Розпилюваний матеріал нагрівається в полум'ї та 
розганяється до величини швидкості 20-30 м/сек. При зіткненні з деталлю 
розігріті частки з'єднуються з поверхнею, утворюючи щільне покриття[11-24]. 
Газополум'яне напилення застосовується для напилення полімерних 
матеріалів, металів (таких як алюміній, бронза, бабіт, нікель) та керамічних 
сполук (таких як окис титану, окис алюмінію). Напилювальний матеріал може 
постачатися у вигляді порошку або дроту, залежно від використовуваного 
пальника. 
Цей метод є ефективним для різноманітних матеріалів та виробничих 
умов, і його технічно-економічні характеристики розглядаються з урахуванням 
вибору матеріалу і наплавлення для конкретного випадку. 
Використання газополум'яного напилювання, зокрема газополум'яного 
пістолета Castodyn- DS8000 та газополум'яного металізатора МК-40, дозволяє 
проводити відновлення розмірів та ремонт унікальних металоємних виробів 
прямо на місці їх експлуатації. Такі методи можуть бути ефективними для 
важкодоступних місць або в умовах, коли транспортування великогабаритних 
виробів стає проблематичним[22]. 
Газополум'яний пістолет Castodyn- DS8000, завдяки своїм 
характеристикам, є ідеальним для відновлення розмірів і ремонту 
великогабаритних металоємних виробів. Цей пістолет дозволяє напилювати як 
металеві, так і керамічні порошкові матеріали, а за допомогою спеціальних 
насадок-подовжувачів можна здійснювати напилення навіть на внутрішні 
поверхні отворів з різними параметрами. 
12 
 
 
  
Рисунок 1.1 Газополум'яний пальник Castolin- DS8000 
 
Газополум'яний металізатор МГИ-4А використовується для нанесення 
захисних, фрикційних, антикорозійних і декоративних покриттів з дротяних 
матеріалів. Цей металізатор оснащений системою подачі дроту та може 
використовувати як звичайний технічний дріт, так і порошкові матеріали, що 
розширює його можливості в застосуванні. 
Важливою характеристикою обох методів є можливість регулювання 
робочої суміші газів і зміни соплових насадок, що дозволяє отримувати якісні 
покриття з різних матеріалів з різними теплофізичними властивостями. 
 
Рисунок 1.2 Газополум'яний металізатор МГИ -4А 
 
13 
 
 
Газополум'яний пальник для наплавлення (напилення), зображений на 
Рисунку 1.3, є ацетиленокисневим пальником із змінними соплами, що можуть 
бути замінені відповідно до потрібної продуктивності. Процес наплавлення 
використовує порошок з розміром часток 40-100 мікрометрів, який 
завантажується в ємність, розташовану у верхній частині пальника. Гравітація 
грає важливу роль в рівномірній подачі порошку у високотемпературну область 
полум'я пальника. 
Цей газополум'яний пальник призначений для нанесення зносостійких 
металевих покриттів та відновлення посадочних місць валів, підшипників та 
інших деталей. Одна з відмінностей між газополум'яним наплавленням і 
напиленням полягає в тому, що порошок для наплавлення нагрівається до 
температури, вищої за температуру плавлення. Порошки для цього процесу 
часто самофлюсуючі та містять бор і кремній, щоб забезпечити твердість і 
зносостійкість покриття. Деталь перед наплавленням попередньо підігрівається 
до температури 700-800°С[24]. 
  
Рисунок 1.3 Газополуменевий пальник для наплавлення (напилення) 
 
Цей метод наплавлення застосовується для ремонту і відновлення деталей 
у важкодоступних місцях або для випадків, коли зручно використовувати 
малогабаритні газові балони ємкістю 5 літрів на візку. 
 
 
14 
 
 
1.3. Детонаційне напилення 
 
Детонаційне напилення — це технологія нанесення покриттів, де для 
розігрівання та розгону порошкоподібного матеріалу використовується енергія 
газового вибуху. Процес виконується за допомогою детонаційної гармати, яка 
заповнена вибуховою газовою сумішшю. Напилюваний порошок впорскується 
у гармату, а електричною іскрою викликається детонація. Газовий потік, що 
виникає при цьому, розігріває частинки порошку до плавлення і вистрілює їх на 
поверхню деталі, що розташована перед стволом гармати[35-39]. 
Детонаційне напилення має ряд переваг, таких як висока адгезія покриття 
(80-250 МПа), низька пористість покриття (0,5-1%), та відсутність деформації 
напилюваної деталі. Проте, до недоліків слід віднести низьку продуктивність та 
недостатню надійність існуючого обладнання. 
Технологія детонаційно-газового напилення дозволяє відновлювати 
робочі поверхні деталей та підвищувати їхній експлуатаційний ресурс. Цей 
метод застосовується для нанесення покриттів з металів, сплавів, оксидів, 
карбідів металів, композиційних порошків та механічних сумішей. 
 
Рисунок 1.4 Гармата для дистанційного напилення «CCDS2000» 
 
15 
 
 
Процес детонаційного напилення характеризується багатьма 
технологічними параметрами, які визначають якість та характеристики 
отриманого покриття. Основні параметри включають: 
1. Глибину завантаження порошку - відстань від місця введення 
порошку до зрізу ствола. Глибина завантаження впливає на час перебування 
часток порошку усередині ствола та повноту фізико-хімічної взаємодії з 
продуктами детонації. 
2. Співвідношення витрат газів, включає в себе відношення витрат 
газів пального, кисню, азоту або повітря, тобто склад робочої вибухової суміші. 
Цей параметр визначає енергетичні характеристики часток порошку та впливає 
на хімічну взаємодію матеріалу з продуктами детонації. 
3. Міру заповнення ствола - відношення сумарної витрати газу за один 
цикл до сумарного об'єму ствола і камери змішення. Впливає на рівномірність 
та ефективність процесу напилення. 
4. Витрати азоту продування ствола - регулюється для забезпечення 
відведення гарячих газів та продуктів детонації і може впливати на температуру 
нагріву часток порошку. 
5. Товщини напилюваного шару за один циклу, визначається 
кількістю часток, що напилюються під час одного циклу, і впливає на 
швидкість нарощування покриття. 
6. Дистанція напилення, визначає відстань між стволом гармати та 
поверхнею деталі. Впливає на рівномірність та якість напилення. 
7. Хімічний і гранулометричний склад і спосіб виготовлення порошку. 
Визначає характеристики матеріалу, його термічну поведінку та можливість 
отримання високоякісного покриття. 
Ці параметри дозволяють налаштовувати процес детонаційного 
напилення для досягнення оптимальних умов формування покриття з 
необхідними властивостями. 
Технологія детонаційного напилення виявляється надзвичайно корисною 
для ряду промислових застосувань, зокрема для отримання високоякісних 
16 
 
 
покриттів на різних матеріалах і для вирішення різноманітних завдань. Деякі з 
важливих характеристик цієї технології та її застосувань включають: 
1. Товщину напилюваного шару. Зазначена товщина одиничного шару 
(5-20 мкм) дозволяє контролювати процес напилення та досягати потрібних 
характеристик покриття. 
2. Дистанція напилення. Контролюється для забезпечення мінімальної 
дії на потік часток та досягнення високої якості напилення. 
3. Відпрацьовані режими напилення. Здійснюється для різних 
матеріалів, включаючи метали, сплави, оксиди та металокерамічні композити. 
Це розширює область застосування технології. 
4. Властивості детонаційних покриттів. Висока щільність та міцність 
зв'язку дозволяють отримувати покриття, які відзначаються високою міцністю 
та міцністю зчеплення, що дорівнює міцності монолітного матеріалу. 
5. Імпульсний характер термічної дії. Виключає викривлення, 
перегрівання та небажані структурні зміни матеріалу деталі, що робить 
технологію досить точною та контрольованою. 
6. Обладнано високоточною системою газоживлення, дозованою 
локальною подачею порошку та комп'ютерним управлінням гарматою і 
маніпулятором, що підвищує ефективність та контроль процесу напилення. 
7. Різні технологічні завдання. Вирішення завдань зміцнення, захисту 
від кавітації та ерозії, антикорозійного захисту, формування каталітичних носіїв 
та відновлення зношених деталей. 
Загалом, детонаційне напилення дозволяє вирішувати широкий спектр 
завдань у різних галузях промисловості, завдяки чому ця технологія є 
важливою для сучасного виробництва та ремонту. 
 
 
 
  
17 
 
 
1.4. Електродугова металізація 
 
Принципова схема електродугової металізації включає в себе 
використання дуги, створеної між двома дротами дрітоподаючого пальника. 
Розплавлений метал потім розпилюється струменем стислого повітря і 
напилюється на поверхню деталі [27]. 
1. Подача дротів. Через  два канали в пальнику постійно подають два 
дроти діаметром від 1,5 до 3,2 мм. 
2. Створення дуг. Дуга збуджується між кінцями цих дротів, в 
результаті чого відбувається розплавлення металу. 
3. Подача повітря. Струменем стислого повітря, яке витікає з 
центрального сопла електрометалізатору, розплавлений метал розпилюється в 
рідкі краплі і переноситься на поверхню деталі. 
Основні характеристики процесу [27]: 
 продуктивність дуже висока, наприклад, можливість напилювання 
сталевого покриття з продуктивністю до 36 кг/год; 
 застосовується для напилення різних покриттів, таких як сталь, 
цинк, і може використовуватися для створення псевдосплавів; 
 експлуатаційні витрати невеликі в порівнянні з іншими методами 
металізації; 
 процес добре піддається автоматизації. 
Характеристики покриття [27]: 
 пористість покриття 5-20%; 
 міцність зчеплення покриття з основою (адгезія) 3,0-5,0 кг/мм²; 
 товщина напиленого шару 0,5–15 мм. 
Застосування [27]: 
 напилення металів на різні матеріали, такі як скло, фарфор, 
органічні матеріали; 
 застосовується для нанесення покриттів на частину великих 
виробів, де інші методи можуть бути менш ефективними. 
18 
 
 
Електродугова металізація – це ефективний метод для широкого спектру 
застосувань, який відзначається високою продуктивністю, різноманітністю 
покриттів і можливістю застосування на великих виробах. 
Устаткування для напилення є порівняно простим і легким, забезпечуючи 
можливість швидкого переміщення. Для газополум'яного напилення 
використовується компресор, який може також використовуватися для 
попередньої піскоструминної обробки поверхні, пальник для напилення та 
балони з газами. Якщо є джерело електроенергії, то також можна 
використовувати електричні методи. 
Матеріали для напилення [27]: 
 процес напилення дозволяє використовувати різні метали і сплави 
включаючи алюміній, мідь, нікель, хром, кобальт, молібден, залізо і інші; 
 велике число з'єднань і сумішей може бути використано для 
отримання різних характеристик покриття. 
Особливості та переваги: 
 основа, на яку здійснюється напилення, мало деформується, що 
робить цей метод вигідним порівняно з іншими методами, де часто потрібно 
нагрівати всю деталь або велику її частину, що може привести до деформації; 
 напилення можна використовувати для виготовлення деталей різної 
форми. В цьому випадку напилення проводиться на поверхню облямовування, 
яке потім видаляється, залишаючи оболонку з напиленого матеріалу; 
 технологічний процес напилення забезпечує високу продуктивність 
нанесення покриття, що робить його високоефективним методом; 
 процес напилення характеризується відносно невеликою 
трудомісткістю порівняно з іншими методами нанесення покриттів. 
Застосування: 
 для виробництва деталей різної форми та для відновлення зношених 
деталей; 
19 
 
 
 для нанесення покриттів з різних матеріалів для різних 
функціональних характеристик, таких як міцність, захист від корозії, 
антикавітація тощо. 
 
1.5. Надзвукове напилення 
 
Технологія надзвукового напилення металів на поверхню деталей 
використовує газодинамічний метод, де тверді частинки металу рухаються із 
надзвуковою швидкістю та закріплюються на поверхні при зіткненні з нею. 
Надзвукові швидкості частинкам надаються стислим повітрям. Ця нова 
технологія дозволяє наносити металеві покриття не лише на метали, але і на 
скло, кераміку, камінь, бетон. 
Технологія включає в себе: 
1. Нагрів стислого газу (повітря). Газ, який використовується для 
прискорення частинок, нагрівається. 
2. Подача газу в надзвукове сопло. Нагріте стисле повітря подається в 
надзвукове сопло. 
3. Формування надзвукового повітряного потоку в соплі. У соплі 
формується надзвуковий повітряний потік. 
4. Подача порошкового матеріалу в потік. Порошковий матеріал, який 
може включати порошки металів, сплавів або їх механічні суміші з 
керамічними порошками, подається в надзвуковий потік повітря. 
5. Прискорення частинок в соплі. Порошковий матеріал 
прискорюється в соплі надзвуковим потоком повітря. 
6. Напрям частинок на поверхню оброблюваного виробу. Прискорені 
частинки направляються на поверхню виробу для нанесення покриття. 
Технологія може використовувати порошки різних металів, таких як 
алюміній, цинк, мідь, олово, свинець, бабіти, нікель. Зміни в режимах роботи 
устаткування дозволяють використовувати її як для ерозійної обробки 
поверхні, так і для нанесення металевих покриттів необхідних складів. 
20 
 
 
Ця технологія є ефективною для різних матеріалів та виробів, 
розширюючи можливості нанесення покриттів на різні типи поверхонь. 
На рисунку 1.5 представлений зовнішній вигляд установки надзвукового 
напилення. 
 
Рисунок 1.5 Зовнішній вигляд установки надзвукового напилення  
 
Газодинамічна технологія напилення металу, або "нарощування" металу, 
є унікальною, оскільки не вимагає розплавлення частинок при взаємодії з 
підкладкою. У цьому методі взаємодіють нерозплавлені частинки, які 
рухаються з надзвуковою швидкістю. Прискорення частинок до потрібних 
швидкостей здійснюється надзвуковим повітряним потоком за допомогою 
спеціально розроблених установок, що не мають аналогів в традиційних 
методах нанесення покриттів. 
Переваги газодинамічного методу: 
1. Нанесення в повітряній атмосфері. Покриття наноситься при 
нормальному тиску, температурі та вологості атмосферного повітря. 
2. Мінімальна теплова дія. Виріб практично не нагрівається вище 100-
150°C, уникнення внутрішньої напруги та деформації. 
3. Екологічна безпека. Відсутність високих температур і небезпечних 
газів робить технологію екологічно безпечною. 
21 
 
 
4. Очищення поверхні. Високошвидкісний потік напилюваних часток 
очищає поверхню від забруднень і активує кристалічну решітку матеріалу. 
5. Локальне нанесення. Потік частинок має невеликий поперечний 
перетин, дозволяючи наносити покриття на локальні ділянки поверхні. 
6. Безпечність та мобільність. Експлуатація устаткування не вимагає 
висококваліфікованого персоналу, а компактність і мобільність роблять його 
доступним для різних промислових підприємств. 
Такий підхід дозволяє отримати покриття вільне від багатьох недоліків, 
що властиві іншим методам нанесення металевих покриттів, і забезпечує ряд 
технологічних, економічних і екологічних переваг. 
 
 
1.6. Активована дугова металізація  
 
Принцип дії. Процес активованої дугової металізації базується на 
плавленні дротів електричною дугою та розпиленні розплавленого металу 
високошвидкісним струменем продуктів згорання пропано-повітряної 
суміші[36-38]. 
Етапи процесу: 
1. Плавлення дроту. Дріт плавиться під дією електричної дуги. 
2. Розпилення металу. Розплавлений метал розпилюється 
високошвидкісним струменем продуктів згорання пропано-повітряної суміші. 
3. Розгін часток. Забезпечується розгін часток розпиленого металу до 
високої швидкості. 
22 
 
 
  
Рисунок 1.6 Загальний вигляд установки  
  
Особливості та переваги: 
 висока адгезійна міцність покриття; 
 низький вміст порів і оксидів в покритті; 
 застосовується для отримання зносостійких та антифрикційних 
покриттів на циліндрових поверхнях (шийки валів, гнізда під підшипники 
кочення і ковзання), а також для нанесення антикорозійних покриттів. 
Переваги методу АДМ: 
 висока продуктивність; 
 висока якість; 
 високий коефіцієнт використання розпиляного металу; 
 простота устаткування; 
 можливість використання типових зварювальних проволок. 
Установка АДМ-10 призначена для проведення активованої дугової 
металізації. Рисунок 1.9 показує загальний вигляд установки АДМ-10. 
23 
 
 
Застосовується для нанесення високоякісних покриттів на різні деталі та 
поверхні, де важлива стійкість до зносу, антифрикційні властивості та 
антикорозійний захист. 
Метод АДМ є ефективним та універсальним для отримання 
різноманітних покриттів з високими характеристиками якості та стійкості. 
 
1.7. Плазмовий метод нанесення покриттів 
 
Джерелом високої температури при плазмовому методі є плазмовий 
струмінь, що утворюється в спеціальних пальниках (плазмотронах). 
Електричний струм подається до плазмотрона, де через анод пропускається 
інертний газ (аргон). Збудження дуги між катодом і анодом утворює плазмовий 
струмінь з високою швидкістю та температурою [4-12]. 
Основні етапи: 
1. Плавлення дроту. Електрична дуга плавить дріт, утворюючи 
розплавлений матеріал. 
2. Розпилення високошвидкісним струменем. Розплавлений матеріал 
розпилюється високошвидкісним плазмовим струменем. 
3. Додавання порошку. Порошок, розмір часток якого становить 40-
100 мкм, вводиться в струмінь плазми за допомогою транспортуючого газу 
(аргону) і пристрою дозованої подачі порошку. 
Особливості та застосування: 
 температура досягає 55000°С, а швидкість струменя до 400 м/с; 
 можливість використання як для напилення тугоплавких, так і 
легкоплавких матеріалів; 
 застосовується для ремонту і нанесення зносостійких покриттів на 
поверхні тіл обертання, плоских деталей зі складною геометричною формою, а 
також в теплоенергетиці і металургії. 
Приклади застосування: 
1. Відновлення чавунних підшипників сковзання (рисунок 1.8): 
24 
 
 
 використання плазмового напилення для нанесення бронзового 
покриття на чавунну основу перед лудінням; 
 застосування технології плазмового напилення для ремонту 
підшипників сковзання, що має значний знос бабітового вкладиша; 
 нанесення порошкової суміші, склад якої включає порошок бабіту і 
тверде мастило, для відновлення геометричних розмірів бабітового вкладиша. 
 
Рисунок 1.7 Обладнання для плазмового напилення 
Відновлені деталі з використанням технології плазмової наплавки 
(рисунок 1.8-1.9) 
25 
 
 
 
Рисунок 1.8 Циліндри компресора 
Технологія плазмового напилення дозволяє використовувати широкий 
спектр матеріалів для нанесення покриттів з високими термічними та 
механічними властивостями.  
 
Рисунок 1.9 Відновлення посадочних місць 
 
  
26 
 
 
1.8. Застосування покриттів отриманих газополум’яним напиленням 
в умовах зношування  
 
Основні властивості та застосування: 
1. Висока зносостійкість напилених покриттів робить їх ефективними 
в техніці для підвищення тривалості служби деталей машин і механізмів. 
2. Покриття складається з багатьох шарів напилених часток. Міцність 
окремих шарів може перевищувати міцність вихідного напиленого матеріалу. 
3. Загальна міцність матеріалу не завжди є високою через його 
пористість. Оксиди розташовані по границях зерен у вигляді тонких плівок, що 
забезпечує рівномірний розподіл твердих з'єднань у матеріалі. 
4. При роботі в маслі пори в напиленому шарі заповнюються 
змащенням, виконуючи функцію мастильних каналів. 
5. Взаємозв'язок між твердістю і зносостійкістю, який спостерігається 
в звичайних матеріалах, практично відсутній у напилених покриттях. 
специфічна будова покриття, включаючи низьку когезійну міцність зв'язку 
часток, призводить до низької відповідності між твердістю та зносостійкістю.; 
Застосування методу газополум’яного напилення для отримання 
покриттів з високою зносостійкістю в техніці є важливою технологією. Висока 
технологічність цього методу полягає в можливості нанесення покриття тільки 
на конкретні ділянки деталі, що дозволяє забезпечити високу зносостійкість 
при невеликому нагріванні та деформації основи. Різноманітність матеріалів та 
структур покриттів дозволяє використовувати цей метод в різних галузях, де 
важлива висока зносостійкість матеріалів. 
 
 
  
27 
 
 
Висновки по розділу 1: 
Вивчення застосування порошкових матеріалів при ремонті техніки та 
відновленні деталей показало наявність різноманітних методів і технологій. 
Більшість методів дозволяють не лише відновлювати деталі, але й зміцнювати 
їх робочі поверхні, забезпечуючи захист від корозії і підвищуючи надійність 
техніки. 
Відновлення та зміцнення деталей за допомогою порошкових матеріалів 
призначене для зменшення витрат при ремонті техніки, що робить цей підхід 
економічно вигідним. Процес відновлення забезпечує високу технологічність та 
можливість робити зміни тільки на необхідних ділянках деталей. 
Залежно від умов експлуатації, до робочих поверхонь деталей машин 
висуваються різні вимоги, такі як зносостійкість, жаростійкість, корозійна 
стійкість. Міцність деталей досягається використанням відповідних матеріалів, 
а використання технології поліпшення властивостей поверхні матеріалів 
дозволяє підвищити їхню надійність і термін служби. 
Застосування технологій поліпшення властивостей поверхні матеріалів 
відкриває резерви економії сировинних ресурсів та підвищення продуктивності 
в різних галузях промисловості. 
Загальний висновок: Використання порошкових матеріалів для 
відновлення техніки є перспективним та ефективним напрямком, який дозволяє 
досягти підвищення надійності та тривалості служби обладнання при економії 
витрат. 
  
28 
 
 
РОЗДІЛ 2. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ГАЗОПОЛУМ ’ЯНОГО 
НАПИЛЕННЯ 
 
2.1 Обладнання для газополум'яного нанесення покриттів 
 
Установка газополум'яного напилення включає в себе порошковий 
пістолет-розпилювач, токарний верстат для обертання деталей та робочі гази. 
Пістолет-розпилювач з'єднується з робочими газами гумовотканинними 
рукавами з швидкознімними роз'ємами для кисню, горючого газу (ацетилену, 
пропан або МАФ) та стисненого повітря. Кисень і горючий газ подаються по 
рукавах на пульт управління від стандартних газових балонів, оснащених 
редукторами. Стисле повітря, що подається від компресора, попередньо 
очищається від слідів масла і вологи, після чого поступає по рукаву. 
Установка виготовлена відповідно до вимог ГОСТ 12.2.008 в 
кліматичному виконанні УХЛ категорії 4.2 за ГОСТ 15150 і призначена для 
експлуатації при температурі повітря від +5 до + 35 ° С, відносній вологості 
повітря 80 ± 15% при + 20 ° С і атмосферному тиску від 84,0 до 106,7 кПа.    
         
Рисунок 2.1 Зовнішній вигляд установки газополум'яного напилення 
29 
 
 
Таблиця 2.1 Технічні характеристики установки газополум'яного 
напилення 
пістолет-розпилювач ПР (без бункера) 
маcca (без шлангів), кг, не більше: 
пістолет-розпилювач              1,9 
тиск робочих газів, МПа (кг / см2), не більше: 
кисень           0,6 (6,0) 
ацетилен 0,15 (1,5) 
пропан           0,3 (3,0) 
МАФ 0,3 (3,0) 
стиснене повітря 0,6 (6,0) 
Витрата робочих газів, м3 / год, не більше: 
кисень 6,0 
ацетилен 2,0 
пропан 1,5 
МАФ 1,8 
стиснене повітря 15,0 
розмір напилюваних часток порошку, 20-125 
мкм 
Продуктивність по розпорошувати матеріалу, кг / год: 
нікелеві самофлюсуючі сплави до 10,0 
термореагірующіе порошки до 10,0 
час безперервної роботи, год, не 8 
менше 
 
Засипка напилюваного матеріалу, частинки якого мають розміри до 100 
мікрометрів, відбувається в спеціальну ємність конусоподібної форми. 
Конструкція газополум'яного пальника реалізована так, що під час його 
функціонування ємність із порошком розташована у верхній частині газового 
каналу. Таким чином, крім інжекції, сила гравітації відіграє важливу роль у 
30 
 
 
рівномірному постачанні порошку в зону нагріву. Пальник виготовлений у 
портативному варіанті з габаритами кейса 500х300х80 мм. Для ремонту деталей 
машин у важкодоступних місцях або на висоті застосовують компактні газові 
балони об'ємом 5 літрів, розташовані на візку. 
При процесі напилення порошкових матеріалів з різними теплофізичними 
властивостями передбачено регулювання складу робочої суміші газів і зміна 
соплових насадок. Це дозволяє отримувати високоякісні покриття як з 
тугоплавких матеріалів (наприклад, Al2O3 і TiO2), так і легкоплавких 
(наприклад, бронза, бабіт). 
Газополум'яний пістолет найбільш ефективно використовується для 
відновлення розмірів (ремонту) унікальних металомістких, великогабаритних 
та нетранспортабельних виробів безпосередньо на місці їх експлуатації. Цей 
пістолет дозволяє здійснювати напилення як металевими, так і керамічними 
порошковими матеріалами. Застосування спеціальних насадок-подовжувачів до 
пальників дозволяє здійснювати напилення внутрішніх поверхонь отворів з 
діаметром від 100 мм на глибину 500 мм. 
Основними параметрами технологічного процесу газополум'яного 
напилення є: 
- витрати кисню або повітря, м3/год; 
- витрати пального газу (рідинного пального), м3/год, (кг/год); 
- витрати транспортуючого та обтискаючого газу (це може бути кисень 
або повітря), м3/год; 
- тиск газів (кисню, повітря, пального газу, транспортуючого газу), МПа; 
- співвідношення між окислювачем і пальним газом у суміші; 
- витрати порошку, кг/год; 
- діаметр, мм, та швидкість, м/с, подачі дроту, прутка або гнучкого 
шнура,. 
- швидкість відносного переміщення пальника для напилення та виробу, 
м/хв або мм/об; 
- число обертів циліндричної деталі, об/хв; 
31 
 
 
- дистанція напилення, мм. 
Величезна кількість параметрів технологічного процесу, які згадуються в 
технічній літературі, зазвичай є характерними для конкретного обладнання для 
напилення та використовуваних матеріалів. 
В кожному конкретному випадку вони вимагають корегування. Частіш за 
все для цього використовуються математичні методи планування експерименту 
та оптимізації технологічних процесів. 
Таблиця 2.2 Основние технічні дані і характеристики газополум'яного пальника  
Найменування параметра Значення 
продуктивність напилення, кг / год:  
пластмаси 1 (1м / хв) 
металів 6 
кераміки 2 
регулювання температури полум'я плавне 
пальника 
фракція напилюваних порошкових  
матеріалів, мкм:  
 пластмаси 40-120  
метали  40-100 
кераміка 40-80 
витрата газів, л / год:  
кисень  5 
ацетилен 0,5 
тиск газів, кгс / см.кв .   
кисень  4 
ацетилен 0,7 
вага пальника, кг 2,5 
 
 
32 
 
 
 
Рисунок 2.2 Принцип дії технології напилення  
33 
 
 
2.2 Підготовка порошків 
 
Для визначення розмірів частинок часто застосовується ситовий аналіз з 
використанням набору сит з різними розмірами (згідно з ГОСТ 3584-73), 
такими як 0,05 мм, 0,063 мм, 0,1 мм і 0,125 мм. Цей метод дозволяє ефективно 
оцінити гранулометричний склад порошку шляхом просіювання через 
визначені сита. Також існують інші методи визначення гранулометричного 
складу порошків, особливо для дрібнодисперсних матеріалів з розміром 
частинок менше 40 мкм. 
Підготовка порошку перед напилюванням включає обов'язковий етап 
сушіння або прожарювання. Цей процес сприяє покращенню сипучості 
порошку та зменшенню кількості пов'язаної або адсорбованої вологи, а також 
видаленню органічних домішок. Температура для сушіння порошку зазвичай 
становить 120-150 °C. Важливо уникати використання занадто високих 
температур, оскільки це може призвести до інтенсивного окислення порошку. 
Для сушіння металевих порошків і прожарювання їх використовують 
металеві дроти з товщиною засипки 5-10 мм. Час обробки обирають у межах 2-
5 годин. Процес сушіння та прожарювання проводять у спеціальних печах або 
шафах. 
Крім того, для перевірки сипкості порошку, що готується для 
напилювання, застосовують методи, звичайні для порошкової металургії. 
Для відновлення кулачка застосовуємо порошкову суміш ПГ-12-Н-01 
(таблиця 2.3 ). 
Таблиця 2.3 Склад порошкової суміші ПГ-12-Н-01 
Марка Інші  
С В Si Ni Сr Fe Твердість HRC 
сплава елементи 
ПГ-12Н-
0,3 0,6 1,7 2,5 1,2 3,2 основа 8 14 1,2 1,3 - 35-40 
01 
 
34 
 
 
Порошкова суміш ПГ-12-Н-01 складені на нікелевій основі системи Ni-
Cr-В-Si-С-Fe. Твердість регулюється вмістом С, В, Сr.  
Сполуки, що виготовлені методами напилення, відзначаються низьким 
коефіцієнтом тертя та високою стійкістю до робочих температур, що може 
досягати до 800 °C. Зазвичай ці матеріали використовують для відновлення 
деталей, зокрема вуглецевих, корозійностійких сталей та чавуну. Такі 
застосування включають напилення та напилення з оплавленням для 
відновлення таких деталей, як вали, поршневі насоси, фаски клапанів, шийки 
колінчастих валів, штовхачі. 
Якщо твердість покриття досягає HRC 40, його можна обробляти 
різанням, в той час як покриття з твердістю понад HRC 40 вимагає обробки 
шліфуванням. 
Наплавлений шар проявляє високу стійкість до тертя, а також 
відзначається високою стійкістю до абразивного зношування і окислення при 
нормальних температурах, а також при збільшених температурах до 700 °C. 
Товщина покриття, що рекомендується - до 2 мм. Покриття обробляється 
шліфуванням. Твердість наплавленої кулі 53-58 HRC. 
 
2.3. Технологічний процес відновлення деталей машин 
газополум'яного напиленням 
 
Маршрутна технологія складається з наступних операцій: 
Очисна(підготовча).  
Очищення пластини штампу від забруднень: використовується  миючий 
засіб МС-8 концентрацією 20 г/л , який наноситься на  поверхню пластини 
штампу.  
Знежирення ванною кальцинованої соди: пластина штампу занурюється, 
на 20-25 хвилин для знежирення, в ванну з кальцинованою содою з 
концентрацією 40-45 г/л., яка підігрівається до температури 75-85°C. 
35 
 
 
Промивання та сушіння: промивається пластина штампу гарячою 
проточною водою для видалення залишків соди. Наступним кроком буде 
промивання холодною проточною водою. Далі сушіть пластину стисненим 
повітрям, підігрітим до температури 50°C. 
Цей процес дозволяє ефективно очистити та знежирити пластину штампу. 
Важливо дотримуватися вказаних концентрацій та температурних режимів для 
досягнення оптимальних результатів. 
Наявність смолистих відкладень, забруднення і мастила на поверхні 
пластини штампу не допускаються.  
Механічна обробка (абразивно-струменева).  
Підготовка: Узяти деталі з контейнера, враховуючи відповідні заходи 
безпеки. Помістіть ці деталі в камеру абразивно-струменевої обробки. 
Налаштування та обробка: Увімкніть установку для абразивно-
струменевої обробки. Використовується шліфувальне зерно електрокорунду 
нормальної марки 15А з зернистістю 80Н. Поверхня деталей оброблюється за 
допомогою струмінь абразиву, враховуючи необхідний час та інтенсивність 
обробки. 
Завершення обробки та укладання: Після завершення процесу вимкніть 
установку. Зніміть оброблені деталі та вкладіть їх у контейнер. 
Передача на наступну операцію: Передайте контейнер із здійсненими 
обробкою деталями на наступний етап виробничого процесу. 
Контрольно-дефектовочна. 
Визначення товщини покриття: використовуються вимірювальні прилади, 
такі як мікрометр або інші відповідні прилади для визначення товщини 
напиленого покриття. Перевіряється, чи відповідає товщина стандартам 
технічних вимог. 
Зовнішній огляд: проводиться огляд напиленого виробу для визначення 
відсутності видимих дефектів, таких як тріщини, відлущення або інші 
несправності. 
36 
 
 
Виявлення прихованих дефектів: використовуються відповідні неруйнівні 
методи (наприклад, рентгенівське випромінювання) для виявлення прихованих 
дефектів, які можуть бути не видимими на поверхні. 
Оцінка адгезійної міцності: використовуються стандартні методи для 
оцінки адгезійної міцності покриття, такі як тест згину чи розтягування. 
Термічна. Помістити пластину штампу в піч при температурі 350-400 0С і 
витримувати протягом 30 хвилин.  
Газополуменеве напилення. Закріпити деталь на столі зварювальника. 
Встановити необхідні режими напилювання: 
тиск ацетилену 0,2 кг/см2 
тиск кисню 3-4 кг/см2 
витрати ацетилену 1500-1750 л/год 
витрати кисню 1500-1750 л/год 
витрати порошку 5 кг/год 
По всій поверхні напилити шар порошкового сплаву товщиною 0,2- 0,3 
мм. Дистанція напилення знаходиться в межах 60-80 мм.Прогріти горілкою 
край робочої поверхні пластини(нагрів проводити до появи стану 
«запотівання»). Напилити наступний шар порошку і оплавити горілкою. 
Наплавку провести по всій робочій поверхні до товщини шару 2,0-2,5 мм. 
Провести вимірювання товщини наплавленого шару. Візуально перевірити 
якість напиленого шару на наявність раковин, пор, тріщин, відшарування 
Риштовка: 
- помістити деталь в електропіч та нагріти до температури 650-700 0С; 
- помістити деталь на нижню частину пресу П-125 і увімкнути прес; 
- перевірити деформацію пластини(деформація неповинна перевищувати 1 мм). 
Плоскошліфувальна. Помістити пластину на стіл плоскошліфувального 
верстату 3Г71: 
- шліфувати робочу поверхню до чистоти Rz10; 
- швидкість прокольної подачі – 4,8 м/хв.; 
- швидкість поперечної подачі – 0,02 м/хід.; 
37 
 
 
- швидкість різання подачі – 26 м/с.; 
Контрольна. Провести контроль згідно технічним вимогам на видачу пластину 
штампу з відновлення. Остаточний контроль напилених виробів складається з 
наступних операцій: визначення товщини покриття; зовнішній огляд 
напиленого виробу; вияв прихованих дефектів; оцінка адгезійної міцності. 
Схема процесу приведена у таблиці 2.4 
Таблиця 2.4 Схема технологічного процесу відновлення 
 Технологічні 
Технологічні переходи Обладнання 
операції 
Узяти деталі з контейнера: 
Деталі мають бути чистими та 
вільними від будь-яких 
забруднень перед тим, як ви їх 
виймете з контейнера. 
Ретельно розмістіть деталі в 
спеціальному гнізді мийної 
машини, забезпечуючи, щоб 
кожна деталь була правильно 
розташована для ефективного 
миття. 
Зробити знежирення в миючій 
машині: Запустити мийну машину, 
яка проводить процес знежирення. 
Впевніться, що процес 
Хімічне 
забезпечить ефективне видалення Машина для знежирення 
очищення 
всіх забруднень та жирів з деталей 
(знежирення) 
поверхні деталей. 
Сортування деталей і обдування 
стислим повітрям: Після 
завершення процесу знежирення 
вийміть деталі і проведіть їх 
сортування. Видаляйте будь-які 
непридатні деталі або ті, які 
вимагають додаткової уваги. 
Обдуйте деталі стислим повітрям 
для видалення залишків мийного 
розчину та попередньо сушіть їх 
перед передачею на наступний 
етап обробки. 
Передати деталі на наступну 
операцію:Після завершення всіх 
38 
 
 
вищезазначених етапів передайте 
деталі на наступний етап 
виробничого процесу чи обробки. 
 
Ретельно розмістіть деталі в 
камері абразивно-струменевої 
установки, забезпечуючи 
правильне розташування для 
ефективної обробки. 
Увімкнути установку та провести 
обробку поверхні деталей за 
допомогою абразивного струменя. 
Впевнитися, що кожна деталь 
Механічна 
піддається необхідній обробці. 
обробка Обладнання для 
Після завершення процесу 
(абразивно- абразивної обробки 
обробки вийняти деталі з камери і 
струменева) 
ретельно розмістіть їх у контейнер 
для подальшого використання чи 
обробки. 
Після завершення всіх етапів 
передати контейнер із 
обробленими деталями на 
наступний етап виробничого 
процесу чи обробки. 
 
Провести ретельний візуальний 
Контрольно-
огляд. Визначити геометричні 
дефектовочна дефектоскопом МД-50 
параметри валу - виміряти 
 
інструментом. 
Помістити вал в піч при 
Термічна 
температурі 350-450 0С і Електропіч  
 
витримувати протягом 30 хвилин. 
Ретельно встановити деталі в 
спеціальне пристосування для 
напилення, забезпечивши стійке 
розташування. 
При необхідності додайте 
Обладнання для 
Газополумяне прокладки між деталями для 
газополуменевого 
напилення забезпечення рівномірного 
напилення 
напилення та запобігання 
контакту між деталями. 
Запустіть процес напилення за 
допомогою відповідного 
обладнання. 
39 
 
 
Впевніться, що кожна деталь 
отримує достатнє покриття. 
Після завершення процесу 
напилення вийміть деталі із 
пристосування. 
Ретельно оглянути деталі, 
переконайтеся в якості напилення. 
Передати оброблені деталі на 
наступний етап виробничого 
процесу чи обробки. 
1. Помістити плиту штампу на 
Плоскошліфуваль плиту плоскошліфувального  
на верстат і провести обробку. 3Г71 
 2.Зняти деталі і передати на 
наступну позицію 
З контейнера виберіть необхідну 
кількість деталей для подальшого 
контролю. 
Уважно розташуйте їх на столі для 
контролю. 
Здійсніть докладну перевірку 
геометричних розмірів кожної 
деталі відповідно до технічних 
вимог. 
Використовуйте вимірювальні 
інструменти, такі як лінійка, 
мікрометр, каліпер і т.д. 
 Контроль якості Застосуйте необхідний 
Стіл для контролю 
отриманого консервуючий матеріал або 
Мікрометр МК-50-75 
покриття процес для збереження деталей від 
корозії чи інших негативних 
впливів. 
Дотримуйтеся рекомендацій щодо 
консервації, зазначених у 
технічних документах. 
Після завершення контролю та 
консервації ретельно розмістіть 
деталі на стелажі або відповідне 
зберігання. 
Впевніться, що деталі розташовані 
відповідно до вимог безпеки та 
зберігання. 
 
40 
 
 
2.4 Визначення товщини покриття 
 
Визначення товщини покриття може здійснюватися різними методами та 
вимірювальними інструментами, такими як вагові засоби, спеціальні 
товщиноміри та інші техніки. При використанні вимірювальних інструментів 
важливо мати інформацію про початкові розміри виробу. Зазвичай на деталях 
простої форми та невеликих розмірів для вимірювання товщини покриття 
застосовують штангенциркулі. Після механічної обробки для визначення 
товщини покриттів часто використовують мікрометри. На складних поверхнях 
малих виробів, для вимірювання товщини покриття, можна використовувати 
вагові методи, враховуючи початкову масу виробу та розміри напилюваної 
поверхні. 
Необхідно ретельно оглянути поверхню напиленого шару для визначення 
загального стану. Порівняти з еталоном для виявлення відмінностей у вигляді 
тріщин, сколів, спучувань та інших зовнішніх дефектів. 
Для досліджень  використовується лупа зі збільшенням до 10 разів для 
більш ретельного огляду. Перевіряються області, які можуть бути 
важкодоступними або потребують додаткового збільшення для виявлення 
мікро тріщин та інших дефектів. При необхідності можна використати 
ультразвуковий метод для виявлення дефектів, які не видно за допомогою 
візуального огляду. 
Проводиться  мікрошліфування для виявлення дефектів, які можуть бути 
невидимі при звичайному огляді. Можна використовувати мікроскоп для 
аналізу мікроструктури та виявлення найменших дефектів. 
 
 
  
41 
 
 
2.5 Визначення міцності зчеплення покриття з основою 
 
Властивості покриттів можуть значно відрізнятися від властивостей 
вихідного матеріалу через різноманітні фізико-хімічні перетворення частинок 
вихідного матеріалу, включаючи їх взаємодію з активним довкіллям. У 
покриттях може виявлятися високий вміст кисню і азоту, що може досягати 
значень десятих долей відсотка і більше. Під час формування покриття на 
підкладці "виробів" утворюються пори. Також важливо враховувати, що 
пластичність напиленого металу може бути нижчою, а міцність зазвичай в 5-10 
разів меншою порівняно з початковим матеріалом. Теплопровідність, 
електрична провідність, а також фазовий склад, напиленого матеріалу можуть 
зазнати змін. 
Властивості покриттів значно залежать від технологічних параметрів 
процесу, що надає можливість варіювати ці характеристики в широкому 
діапазоні. На властивості покриттів впливає кілька загальних факторів, 
включаючи пористість, що виникає через газовиділення та кристалізацію 
частинок з високою швидкістю, а також виплеск матеріалу що напилюється при 
ударі часток об основу. Внутрішнє напилення, яке здійснюється в об'ємі 
напилюваного матеріалу такі в об'ємі кожної частинки також грає важливу 
роль. Знижена міцність зчеплення на границях між частками та шарами 
покриття, неповне схоплювання, а також підвищений вміст оксидів, пор і інших 
включень в областях, що покриваються, є також важливими аспектами, які 
впливають на властивості покриттів. 
Виміри міцності зчеплення проводяться з метою вирішення наступних 
завдань: 
1. Оцінити ефективність змін режимів нанесення покриттів та обробки 
поверхні під покриттям, оптимізувати умови для досягнення необхідної 
міцності зчеплення. 
2. Відокремити деталі з недопустимою міцністю зчеплення покриттів 
від придатних. 
42 
 
 
3. Отримати більш глибоке розуміння механізмів утворення міцних 
адгезійних зв'язків між покриттям і основою. 
У деяких випадках різноманітність існуючих методів визначення міцності 
зчеплення ускладнює порівняння результатів лабораторних досліджень. Тому 
важливо встановити такі методи випробувань, які дозволяють порівнювати 
результати різних досліджень. 
Випробування міцності зчеплення проводиться для визначення, чи 
забезпечить підібраний метод підготовки поверхні до напилення необхідну 
міцність зчеплення покриття з основним металом. Для цього використовується 
випробування на відрив з використанням клею. Торцева поверхня 
циліндричного зразка основного металу піддається попередній обробці для 
створення шорсткості, а потім на неї наноситься потрібне покриття. 
Циліндричний зразок, діаметр якого відповідає діаметру зразка з покриттям, 
приклеюється до поверхні покриття, і проводиться випробування на відрив. 
Товщина напиленого покриття повинна бути рівномірною по всій поверхні. 
Міцність зчеплення визначається як відношення руйнівного навантаження до 
площі торцевої поверхні. 
 
43 
 
 
2.6 Визначення пористості покриттів 
 
Пористість є важливою характеристикою напилених покриттів, оскільки 
вона впливає на їхні захисні властивості, механічні та інші характеристики. Для 
визначення пористості є метод гідростатичного зважування (згідно з ГОСТ 
18898-73). Для зниження помилки цього методу використовують 
модифікований підхід. 
Модифікований метод гідростатичного зважування дає змогу виявити  
загальну пористість у покриттях відділених від підкладки. Відкриту пористість 
визначають, вимірюючи проникність покриттів, відділених від підкладки. 
Проникність характеризується швидкістю проходження газу,який проходить 
через шар відповідного розміру при певній різниці тиску на сторонах зразка. 
Крім того, пористість напилених покриттів можна визначати методом 
просочення водою зразків-свідків у вакуумі. Також використовується 
металографічний метод, який включає в себе шляхове виготовлення і розгляд 
мікрослайфів під мікроскопом. 
Зчеплення металевих часток з основою відбувається за допомогою різних 
механізмів, включаючи механічне зчеплення, адгезію, сили усадки та часткове 
приварювання. Сполучення напиленого шару з основою переважно 
відбувається через механічне зчеплення розпорошених часток з нерівностями, 
шорсткостями та збільшеною поверхнею оброблюваного виробу. У випадку 
свіжо підготовленої поверхні, яка ще не вкрита пилом та оксидами, також 
відбувається адгезія. 
Силами усадки і напруженими станами також викликається зчеплення. 
Під дією стискуючих напруг в шарі може виникнути напруга, яка направлена 
до основного металу, викликаючи напружений стан у напилюваному виробі. 
Осадові напруження в шарі можуть досягти значних значень. Шорстка 
поверхня поглиблює розтягуючі напруги в напиленому шарі, запобігаючи 
утворенню тріщин, особливо в умовах великої усадки металів. 
44 
 
 
2.7 Вимірювання твердості покриттів 
 
Вимірювання мікротвердості отриманих покриттів проводилося за 
допомогою мікротвердоміра "ПМТ-3М" (рисунок 2.4) [39]. 
Мікротвердість визначається шляхом вдавлення алмазної пірамідки та 
аналізу отриманого відбитка. Вибір ділянки для випробування мікротвердості 
та визначення розмірів відбитка здійснюється під мікроскопом. Потім, за 
допомогою спеціальних таблиць, визначається так зване число твердості – 
відношення навантаження до площі поверхні відбитка пірамідки[39]. 
Перед випробуванням мікротвердості важливо забезпечити розташування 
поверхні шліфа на вимірювальній позиції приладу перпендикулярно до 
напрямку переміщення піраміди при вдавлюванні. Це виключає можливість 
утворення неправильної форми відбитку і забезпечує точність вимірювання. З 
цією метою зразок розміщується зворотною стороною на тонкий шар 
пластиліну, розташований на спеціальній установчій пластині. Зусилля 
прикладання дуже невелике, і зразок притискається до поверхні шліфу за 
допомогою ручного преса[39]. 
Після цього пластина з зразком фіксується на предметному столику 
приладу ПМТ-3 в положенні під об'єктивом мікроскопа. Збільшення мікроскопа 
при встановлених робочих об'єктивах і окулярах становить 487 крат. Наведення 
на різкість зображення шліфу проводиться спочатку обертанням ручки 
макропереміщення мікроскопа, а потім – ручки мікропереміщення[39]. 
Процедура вимірювання мікротвердості включає в себе наступні кроки: 
1. Виберіть місце для нанесення відбитка на ділянку товщини шару 
покриття. Відстань від центру відбитка до межі шару або сусіднього відбитка 
повинна бути не менше потроєної довжини його діагоналі. 
2. Розмістіть обране місце для вимірювання твердості в середині поля 
зору мікроскопа. Переміщайте верхню плиту столика за допомогою 
мікрометричних гвинтів, щоб досягти цього положення. 
45 
 
 
3. Перевірте плавність дії пристрою, здійснюючи 2-3 кратні опускання 
його штока без навантаження. 
4. Виберіть навантаження для вдавлення індентора, враховуючи 
розміри об'єкта, мету випробування, рівень очікуваної твердості та необхідну 
точність вимірювань. 
5. Проведіть випробування на мікротвердість шляхом плавного 
повороту рукоятки аретира - стопорного пристрою, що призводить до 
опускання піраміди під навантаженням. Тривалість опускання та час витримки 
під навантаженням встановлюються відповідно. 
6. Після випробування визначте мікротвердість, враховуючи величину 
навантаження та розміри відбитка за допомогою спеціальних таблиць або 
калькуляційних формул.  
 
Рисунок 2. 4 Схема вимірювання довжини діагоналі відбитка: а - 
положення перехрестя окуляр-мікрометра у правого кінця діагоналі, б - 
положення перехрестя окуляр-мікрометра у лівого кінця діагоналі; 1 - рухливе 
перехрестя, 2 - нерухома шкала окуляра, 3 - бі-штрих[39] 
46 
 
 
 
Рисунок 2.5 ПМТ-3 
 
47 
 
 
Висновки до розділу 2 
 
Було розглянуте обладнання для газополум'яного нанесення покриттів. 
Визначено, що оптимальним порошком для відновлення зношених шийок 
колінчастого валу є порошкова суміш ПГ-12-Н-01. Розглянуто технологічний 
процес відновлення деталей машин газополум'яного напиленням. Проведено 
аналіз та визначено необхідні методики для дослідження відновлених 
поверхонь. 
  
48 
 
 
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 
 
3.1. Дослідження поверхні покриттів отриманих газополум'яним 
методом  
У структурі матеріалу покриття розрізняють три фази: матриця; фаза 
рожевого кольору (Ф1) з розвиненою поверхнею, різного ступеня дисперсності, 
що займає 40..60% площі перерізу покриття як і матриця і утворює характерні 
скелетні структури та фаза сірувато-рожевого кольору Ф 2 у вигляді окремих 
витягнутих включень з чітко окресленими межами. Вона займає менше 5% 
площі перерізу покриття. Покриття на окремих зразках відрізняються більшою 
або меншою дисперсністю фази Ф 1, кількістю та розміром фази Ф 2 розміром 
та розташуванням пір. 
У режимі I отримані покриття товщиною 0,53 мм, мікроструктура яких 
представлена на рисунку 3.1. У покритті на тлі світлої матриці чітко видно дві 
фази, що відрізняються твердістю. Для цього покриття характерна висока 
однорідність у розподілі фази Ф1 по всій площі перерізу покриття її 
дисперсність. Включення фази Ф2 у покритті порівняно мало. Кордон покриття 
з підкладкою чистий злегка звивистий, покриттям помітно збільшення кількості 
перліту на глибину 120...750 мкм. 
 
Рисунок 3.1 Мікроструктура покриття отриманого при режимі 
газополум'яного напилення №1  
49 
 
 
 
Мікроструктура покриття на сталі, отриманого за режимом №2, 
представлена на рисунку 3.2. Товщина покриття 0,62 мм. Структура покриття 
досить однорідна за складом. Площа, яку займає матриця покриття, становить ~ 
60...65%, що більше, в покритті, отриманому за режимом №1. Більші пори з 
максимальним діаметром 275 мм розташовані на межі з основним металом. 
Товщина дифузійного становить 6...8 мкм. Під покриттям розташований 
перехідний шар із підвищеним вмістом перліту товщиною до 170 мкм. 
 
Рисунок 3.2 Мікроструктура покриття отриманого при режимі 
газополум'яного напилення №2 
 
На рисунку 3.3. та 3.4 представлені мікроструктури покриттів, отримані 
за режимами №3 та №4. Товщина покриття становить відповідно 0,19 мм і 0,6 
мм, дифузійно шару 5-10 мм. Пори досить рівномірно розподілені глибині 
покриття. Окремі пори відносно великі (3.3) інші дрібні. Структура покриття 
однорідна за перетином, дисперсна. У покритті спостерігаються самі фази, що й 
у покриттях, описаних вище. 
50 
 
 
 
Рисунок 3.3 Мікроструктура покриття отриманого при режимі газополум'яного  
напилення №3 
 
Рисунок 3.4 Мікроструктура покриття отриманого при режимі 
газополум'яного  напилення №4 
 
Мікроструктура покриття, одержаного після напилення сталі в режимі № 
5, представлена на рисунку 3.5. Структура характеризується високою 
однорідністю та дисперсністю фази Ф1. З огляду на матриці і фази Ф I чітко 
видно включення фази №2 (рисунок 3.5). У покритті зустрічаються радіальні 
тріщини, які більш розкриті до периферії зразка. Максимальний розмір пір 
становить 380 мкм. Як видно, під покриттям знаходиться перехідна зона 
товщиною 160...170 мкм, збагачена вуглецем. Безпосередньо під покриттям 
перехідна зона шириною 40...60мкм. 
51 
 
 
 
Рисунок 3.5 Мікроструктура покриття отриманого при режимі 
газополум'яного  напилення №5 
 
а 
 
б 
Рисунок 3.6 Мікроструктура(ах63) та макроструктура(бх3) покриття 
отриманого газополум'яним напиленням в оптимальному режимі 
52 
 
 
3.2. Дослідження зносостійкості покриттів отриманих 
газополум'яним напиленням 
 
Дослідження зносостійкості покриттів, в умовах сухого тертя. 
Випробуванням піддавалися покриття отримані з самофлюсуючого 
сплаву на нікелевій основі, нанесених на сталь газополум'яним способом з 
подальшим оплавленням. Таким чином випробовувалося п’ять  варіантів 
покриттів. 
Випробування проводили на машинах типу СМЦ-2  за схемою ролик 
(зразок з покриттям) -  колодка (контртіло, сталь 45, 50-55 НРС). Питомий тиск 
на зразок становив 1,5 МПа. Швидкість ковзання вибирали таку, щоб 
виключити нагрівання поверхонь, що труться, понад 250° C, оскільки при 
нагріванні вище цієї температури спостерігалося значне розміцнення контртіла 
і сталі 45 і відбувається схоплювання поверхонь. Для оцінки температури 
поверхні тертя в залежності від кількості оборотів і шляху тертя були 
використані збірні колодки (рисунок 3.7) з хромель-копелевими термопарами, 
спай яких розташовується на поверхні тертя. Виміри термоелектричного 
сигналу проводили за допомогою самопишучого компенсаційного 
потенціометра ЛКС-4-003. Швидкість ковзання варіювалась в межах 0,32-
0,79м/с (125-300об/хв). 
 
Рисунок 3.7 Колодка з термопарою для вимірювання температури в 
процесі тертя 
53 
 
 
Встановлено, що температура поверхні тертя при швидкості ковзання 
зразків 0,32м/с збільшується до 160° C, а потім стабілізується (рисунок 3.8), при 
0,52м/с (200об/хв) до 220° C, при 0,79м/с  до 300° C. Надалі випробування 
зразків проводиться за швидкості ковзання 0,52 м/с. 
Т, 0С
300
200
100
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Шлях тертя, м
3 2 1
 
Рисунок 3.8 Зміна температури поверхні тертя в залежності від шляху та 
швидкості ковзання (1-300об/хв, 2- 200 об/хв, 3- 125 об/хв) 
 
Оцінка величини лінійного зносу проводилась на оптиметрі з шкалою 
поділу 0,001мм, вагового зносу на аналітичних вагах АДВ з точністю до 
0,0001г. При випробуваннях пробіг становив 1200 метрів, що дозволяє зробити 
кілька вимірів зносу на ділянках з постійною інтенсивністю зношування. 
Випробування зразків з покриттями показали, що їх зносостійкість в 
залежності від типу покриття та технології нанесення істотно відрізняється. В  
межах групи покриття з оплавленням відмінності в інтенсивності зношування 
становить декілька раз (до 3,6), а зносостійкість покриттів без оплавлення 
нижче на два порядки і більше в порівнянні з оплавленим покриттям. 
54 
 
 
Характер зміни інтенсивності зношування залежно від шляху тертя 
покриття з оплавленням типовий для металевих матеріалів.  В початковий 
період випробувань втрати ваги зразків дещо перевищені, потім, по мірі 
збільшення шляху ковзання, знижуються і стають незмінними. Разом з тим слід 
відзначити, що відмінності в інтенсивності зношування на початку випробувань 
і на дільниці незмінної зносостійкості незначні. Очевидно, це пов'язано з тим, 
що після механічної обробки попереднього випробування на зносостійкість, 
шорсткість зразків невисока, що зумовило порівняно нетривалий період 
переробки, який характеризується, як правило підвищеною інтенсивністю 
зношування. 
Судячи з характеру рельєфу зношеної поверхні (рисунок 3.9) можна 
припускати, що зношування цього сплаву відбувається в результаті протікання 
декількох процесів поверхневого руйнування. 
50
40
30
20
10
0
0 300 600 900 1200
Шлях тертя, м
 
Рисунок 3.9 Залежність величини зносу покриття, отриманого 
газополум'яним напиленням з подальшим оплавленням,  від шляху тертя 
(контртіло – сталь 45) 
 
Багаторазове деформування поверхні призводить до викрошування 
фрагментів напиленого шару. Маючи підвищену твердість деякі частинки 
55 
 
Знос,мнм
 
покриттів, що відокремилися, з зміцнюючою фазою (карбіди, боріди) 
впроваджуються (шаржують) контртіло і при наступних циклах взаємного 
ковзання впливають на шар як, закріплений  абразив. На поверхні зразка в 
результаті його дії утворюються подряпини. Частина металу видавлюється у 
вигляді навалів і при наступних багаторазових деформацій у шарі утворюються 
мікротріщини, які поступово зливаються, що призводить до локального 
руйнування поверхні та відділення продуктів зношування. При  сприятливому 
взаємному розташуванні абразивних частинок та поверхні тертя (з точки зору 
здатності до різання) можливе руйнування поверхні після одноактового впливу 
на метал. Основна маса продуктів зношування являє собою дрібні частинки у 
вигляді лусочок розмірами в декілька мікрон, які утворилися в результаті 
багаторазового пружного деформування поверхні, тобто багато циклової втоми 
процесу, який приводить порівняно до невисокої інтенсивності зношування. 
Таблиця 3.1 Інтенсивність зношування покриттів 
Спосіб Марка Середня Абсолютна Відносна 
нанесення порошку величина похибка, мкм похибка, % 
покриття зносу за 
1200м, мкм 
Газополум'яне ПГ-12Н-01 6,01 0,6 10 
напилення з 
оплавленням 
 
  
56 
 
 
 
а 
 
б 
Рисунок 3.10 Поверхня тертя газополум'яного  покриття з оплавленням 
після досліджень: а(збільшення х6), б(збільшення х100) 
 
Дослідження зносостійкості покриттів, в умовах абрисного тертя, 
 Випробування зразків на стійкість до зношування при терті об закріплені 
частки абразиву показали, що зносостійкість досліджуваних покриттів 
перевищує аналогічне значення для зразка еталона в 1,7-1,8 рази (таблицю 3.2 і 
рисунок 3.11). 
57 
 
 
Таблиця 3.2 Випробування на зношування при терті про закріплення 
частки абразиву 
 Порошок ПГ-12-Н-01 Сталь 40Х 
Відносна зносостійкість 1,67 1 
 
Рисунок 3.11 Залежність втрати маси зразків від шляху тертя зразок з 
покриттям  
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Шлях тертя, м
 
Рисунок 3.12 Залежність втрати маси зразків від шляху тертя зразок без 
покриття 
Результати випробування зразків на зносостійкість при терті об 
нежорстко закріплені абразивні частинки представлені в табл. 3.3. і на рис. 3.13. 
58 
 
Втрати ваги, г
 
Таблиця 3.3 Випробування на зношування при терті про нежорстко 
закріплені частки абразиву 
 Порошок ПГ-12-Н-01 Сталь 40Х 
Відносна 2,77 1 
 зносостійкість 
Виявлена розбіжність між значеннями мікротвердості та зносостійкості 
покриттів може бути пояснена особливостями мікроструктури, різними 
концентраціями оксидів та наявністю пор. 
Результати випробування зразків на зносостійкість в умовах 
газоабразивного зносу представлені на рис. 3.13. 
 
Рисунок 3.13 Результати випробувань напилених покриттів на знос при 
терті про нежорстко закріпленні частки абразиву 
59 
 
 
 
Рисунок 3.14 Результати випробувань напилених покриттів на 
газоабразивний знос 
 
Зміна кута атаки абразивних часток від 0° до 90° супроводжується не 
лише якісними, але й кількісними змінами в процесі зношування поверхні 
зразка. 
Дослідження показало, що майже вдвічі у всіх випадках зносостійкість 
різноманітних покриттів перевищує зносостійкість стандартного зразка зі 
сталі40 при будь-якому куті атаки. Це пояснюється наявністю метастабільного 
хромистого аустеніту та зміцнюючих карбідних і карбоборідних фаз в 
структурі, які здатні піддаватися перетворенню під впливом деформації. 
Зазначено, що високий вміст метастабільного аустеніту досягається завдяки 
використанню високошвидкісного газополум'яного напилення при 
оптимальних режимах, що також сприяє високим адгезійним і когезійним 
властивостям покриттів. 
Так, при виникненні пластичних деформацій одночасно з появою лінії 
деформації відбувається більш інтенсивний, ніж у наплавлених шарах, розпад 
60 
 
 
аустеніту з утворенням мартенситу деформації. Також спостерігається 
виділення дрібнодисперсних (вторинних) карбідів хрому по площинах ковзання 
та створення внутрішніх стискаючих напруг, що позитивно впливає на якість 
покриттів. Цей процес також супроводжується значним перерозподілом 
структурних компонентів. 
Мартенситне перетворення, що відбувається під час дії абразивних 
частинок, сприяє не лише зміцненню, але й частковій дисипації енергії. Таким 
чином, чим вища мікротвердість вторинної структури (мартенсит деформації, 
карбід хрому), тим менше відбувається відділення частинок зносу з поверхні 
шару, що призводить до підвищення зносостійкості. 
Однак ключовим фактором у підвищенні зносостійкості досліджуваних 
покриттів є їхня здатність утримувати тендітні карбідні і карборидні фази в 
аустеніті, порівняно з мартенситною основою. 
Присутність значної кількості метастабільного аустеніту в досліджуваних 
покриттях пояснюється, насамперед, особливостями технології їхнього 
нанесення та хімічним складом використовуваних порошкових дротів. Висока 
швидкість частинок під час напилення не лише сприяє стабілізації аустеніту, 
але й створює умови для формування покриттів з високою міцністю адгезії та 
когезії. 
Наявність невеликої кількості пор в покритті надає йому високу 
маслостійкість порівняно з компактними матеріалами. Таким чином, в умовах 
тертя з мастилом, напилені покриття значно підвищують зносостійкість і 
дозволену потужність тертя для деталей триботехнічних вузлів.  
Виявлена циклічність вагового зносу напилених покриттів, ймовірно, 
пов'язана з деградацією їх поверхневого шару під час тертя, що може бути 
пояснено з позицій фізичної мезомеханіки твердих тіл. Оскільки руйнування 
покриття відбувається переважно на межі між напиленими частинками, то в 
шарах з дисперсною структурою (частинки розміром 5-20 мкм), які 
характеризуються високою щільністю граничних поверхонь, інтенсивність 
відшаровування великих мезофрагментів на стадії прискореного зношування 
61 
 
 
може бути більшою, ніж в покриттях з грубою структурою (частинки розміром 
20-40 мкм). 
 
Рисунок 3.15 Вплив середнього розміру частинок розпиленого порошку 
на пористість 
 
Таблиця 3.4 Оптимальні режими процесу нанесення покриттів 
Фактор 
1. Дистанція напилення, мм 60-80 
2. Витрата робочих газів , м3/год:  
кисень 1,5-1,75 
ацетилен 1,5-1,75 
3. Тиск, кг/см2  
кисень 3-4 
ацителен 0,2 
 4. Швидкість переміщення плями напилення, м/с 0,1 
5. Витрати порошку, кг/год 5 
 
62 
 
 
  
Рисунок 3.16 Мікроструктура покриття отриманого газополум'яним 
напиленням з подальщим оплавленням СВЧ 
 
Впродовж усієї товщини покриття спостерігається однорідна структура, 
що свідчить про стійкість процесу напилення. Можна припустити, що частинки 
матеріалу під час напилення транспортуються високошвидкісним газовим 
струменем і, при зіткненні з поверхнею підкладки, розсіюються та змішуються, 
піддаючись значній пластичній деформації. 
Висока швидкість кристалізації сталевих частинок під час формування 
напиляного шару та сповільнена швидкість його охолодження в межах 
мартенситного і бейнітного перетворень під час охолодження покриття 
сприяють стабілізації аустеніту. Значна частина аустеніту переходить в 
мартенсит ще під час напилення через високі ступені деформації під час 
нанесення наступних шарів. 
Результати випробувань на визначення пористості металографічним 
методом пор представлені в таблиці 3.5: 
 
 
 
 
63 
 
 
Таблиця 3.5 Пористість досліджуваних покриттів, об'ємна частка і 
розміри пор 
№ режиму Пористість,% Максимальний Товщина Наявність 
розмір пор, мкм покриття, мм тріщин 
1 17,1 250 0,5-0,7 + 
2 9,7 275 0,54-0,7 - 
3 23,2 148 0,13-0,25 - 
4 14,2 200 0,52-0,7 - 
5 16,5 380 0,4-0,5 + 
 
Очевидно, що пористість залежить від розміру часток, з яких формується 
покриття. Чим вони більші, тим менше їх швидкість. Зниження швидкості 
частинок призводить до огрубіння структури, зниженню щільності 
напилюємого шару і збільшення кількості пор. Результати досліджень з 
визначення характеристик міцності покриттів представлені в таблиці 3.6. 
 
Таблиця 3.6 Характеристики міцності та мікротвердості досліджуваних 
покриттів 
№ режиму Мікротвердість, Н/мм2 Міцність зчеплення покриття з 
основою, G, , Н/мм2 
1 5910 408 
2 6060 453 
3 6310 300 
4 6250 420 
5 5320 392 
 
Вимірювання твердості покриття проводилося аналогічно з компактним 
матеріалом, без будь-яких перерахунків і коригувань пористості. 
64 
 
 
 
Рисунок 3.17 Мікроструктура покриття після випробувань на 
мікротвердість 
 
Рисунок 3.18 Зміна мікротвердості поверхневого шару по глибині 
65 
 
 
3.3 Застосування газополум'яного  напилення 
 
Технологія газополум'яного напилення вирізняється стабільністю процесу 
і забезпечує отримання покриттів з заданими характеристиками, наприклад, 
твердість нанесеного покриття знаходиться в діапазоні 48 ÷ 52 HRC. Це 
дозволяє ефективно використовувати покриття, отримані цим методом, для 
ремонту та зміцнення деталей машин. 
 
 
а б 
Рисунок 3.19 Шийка колінчастого валу до і після відновлення 
 
 
Рисунок 3.20 Газополум'яне напилення колінчастого вала дизеля 5Д49. 
Діаметр шийки: корінний - 220 мм, шатунний - 180 мм. Товщина напиленого 
шару до 2,5 мм / стор 
66 
 
 
 
Рисунок 3.21 Відновлення колінчастого валу квадрацикла 
 
67 
 
 
Висновки по розділу 3 
 
В результаті проведеного мікроструктурного аналізу отриманих 
покриттів було встановлено: 
у покритті отриманого в режимі I на тлі світлої матриці чітко видно дві 
фази, що відрізняються твердістю. Для цього покриття характерна висока 
однорідність у розподілі фази Ф1 по всій площі перерізу покриття її 
дисперсність. Включення фази Ф2 у покритті порівняно мало. Кордон покриття 
з підкладкою чистий злегка звивистий, покриттям помітно збільшення кількості 
перліту на глибину 120...750 мкм; 
структура покриття, отриманого в режимі IІ, досить однорідна за 
складом. Площа, яку займає матриця покриття, становить ~ 60...65%, що 
більше, в покритті, отриманому за режимом І. Більші пори з максимальним 
діаметром 275 мм розташовані на межі з основним металом. Товщина 
дифузійного становить 6...8 мкм. Під покриттям розташований перехідний шар 
із підвищеним вмістом перліту товщиною до 170 мкм; 
у покритті отриманого в режимі IІІ та IV пори досить рівномірно 
розподілені глибині покриття. Окремі пори відносно великі інші дрібні. 
Структура покриття однорідна за перетином, дисперсна. У покритті 
спостерігаються такі самі фази, що й у покриттях, отриманих за режимом І та І;. 
структура покриття, отриманого в режимі V характеризується високою 
однорідністю та дисперсністю фази Ф1. З огляду на матриці і фази Ф I чітко 
видно включення фази Ф2. У покритті зустрічаються радіальні тріщини, які 
більш розкриті до периферії зразка. Максимальний розмір пір становить 380 
мкм. Як видно, під покриттям знаходиться перехідна зона товщиною 160...170 
мкм, збагачена вуглецем. Безпосередньо під покриттям перехідна зона 
шириною 40...60мкм. 
В результаті проведених досліджень зносостійкості покриттів, в умовах 
сухого тертя було встановлено, що середня величина зносу за 1200м складає 
6,01 мкм. 
68 
 
 
Випробування зразків на стійкість до зношування при терті об закріплені 
частки абразиву показали, що зносостійкість досліджуваних покриттів 
перевищує аналогічне значення для зразка еталона в 1,7-1,8 рази. 
В результаті проведених досліджень по виявленю пор було встановлено, 
що зниження швидкості частинок призводить до огрубіння структури, 
зниженню щільності напилюємого шару і збільшення кількості пор. 
Були проведені вимірювання мікротвердості отриманих зразків, а також 
досліджено зміну мікротвердості поверхневого шару по глибині. 
 Було визначено значення мікротвердості, які свідчить про рівномірність 
поширення зміцнюючих фаз в покритті. 
 
  
69 
 
 
РОЗДІЛ 4.ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ 
СИТУАЦІЯХ 
4.1 Вимоги безпеки до електропроводки у виробничих приміщеннях 
 
Допустимі тривалі струми на проводи і кабелі електропроводок повинні 
прийматися згідно з урахуванням температури навколишнього середовища і 
способу прокладання. Перерізи струмопровідних жил проводів і кабелів в 
електропроводках повинні бути не менше наведених в табл. 4.1. 
У сталевих та інших механічних міцних трубах, рукавах, коробах, лотках 
і замкнутих каналах будівельних конструкцій будівель допускається сумісне 
прокладання проводів і кабелів (за винятком взаєморезервованих): 
1.Усіх кіл одного агрегату. 
2.Силових і контрольних кіл декількох машин, панелей, щитків, пультів 
тощо, пов’язаних технологічним процесом. 
3.Ланцюгів, що живлять складний світильник. 
4.Кіл декількох груп одного виду освітлення (робочого або аварійного) із 
загальним числом проводів у трубі не більше восьми. 
5.Освітлювальних кіл 42В з колами вище 42В за умови укладання 
проводів кіл до 42В в окрему ізоляційну трубу. 
В одній трубі, рукаві, коробі, пучку, замкнутому каналі будівельної 
конструкції або на одному лотку забороняється сумісне прокладання 
взаєморезервованих кіл, кіл робочого і аварійного евакуаційного освітлення, а 
також кіл до 42В з колами вище 42В. Прокладення цих кіл допускається лише в 
різних відсіках коробів і лотків, що мають суцільні продовжні перегородки з 
межею вогнестійкості не менше 0,25 год. З вогнетривкого матеріалу. 
Допускається прокладення кіл аварійного (евакуаційного) і робочого 
освітлення з різних зовнішніх боків профілю (швелера, кутика тощо). У 
кабельних спорудах, виробничих приміщеннях і електроприміщеннях для 
електропроводок слід застосовувати проводи і кабелі з оболонками тільки з 
важко спалимих  або вогнетривких матеріалів, а незахищені проводи – з 
70 
 
 
ізоляцією тільки з важко спалимих або вогнетривких матеріалів. При змінному 
або випрямленому струмі прокладання фазних і нульового (або прямого і 
зворотного) провідників у сталевих трубах або в ізоляційних трубах зі сталевою 
оболонкою повинно здійснюватися в одній спільні трубі. Допускається 
прокладати фазний і нульовий робочий (або прямий і зворотний) провідники в 
окремих сталевих трубах або в ізоляційних трубах зі сталевою оболонкою, 
якщо тривалий струм навантаження в провідниках не перевищує 25А. 
         При прокладанні проводів і кабелів у трубах, глухих коробах, 
гнучких металевих рукавах і замкнутих каналах має бути забезпечено 
можливість заміни проводів і кабелів. Конструктивні елементи будівель і 
споруд, замкнуті канали і пустоти, які використовуються для прокладання 
проводів і кабелів, повинні бути неспалимими.  
З`єднання і  відгалуження проводів і кабелів, за винятком проводів, 
прокладених  на ізолювальних опорах, повинні виконуватись в з’єднувальних  і 
відгалужувальних стискачів, у спеціальних нішах будівельних конструкцій, 
усередині корпусів електроустановочних виробів, апаратів і машин. , 
Таблиця 4.1 Найменші перерізи струмопровідних жил проводів і кабелів в 
електропроводках 
Провідники Переріз жил, мм2 
 мідних алюмінієв
их 
Кабелі для приєднання переносних і пересувних 0,75 - 
електроприймачів у промислових установках 
Скручені двожильні проводи з багатодротовими жилами 1 - 
для стаціонарного прокладаннях на роликах 
Незахищені ізоляційні проводи для стаціонарної   
електропроводки у середині приміщень:   
- безпосередньо по основах, на роликах, клицях і тросах 1 2,5 
-  на лотках, у коробах (крім глухих):   
-  для жил, що приєднуються до гвинтових притискачів 1 2 
- для жил, що приєднуються паянням:   
- однодротових 0,5 - 
- багатодротових (гнучких) 0,35 - 
- на ізоляторах 1,5 4 
Продовження таблиці 4.1 
71 
 
 
Переріз жил, мм2 Переріз жил, мм2 
мідних алюмінієвих 
Незахищені ізольовані проводи в зовнішніх   
електропроводках: 2,5 4 
- по стінах, конструкціях або опорах на   
ізоляторах; 1,5 2,5 
  вводи від повітряної лінії 
- під навісами на роликах 
Кабелі та захисні ізольовані проводи для стаціонарної   
електропроводки ( без труб, рукавів і глухих коробів):   
- для жил, що приєднуються до гвинтових притискачів 1 2 
- для жил, що приєднуються паянням:   
   - однодротових 0,5 - 
   - багатодротових ( гнучких) 0,35 - 
Незахищені та захищені ізольовані проводи і кабелі в 1 2 
трубах, металевих рукавах і глухих коробах  
Захищені та незахищені проводи і кабелі, що 1 2 
прокладаються в замкнутих каналах або замонолічено 
( у будівельних конструкціях або штукатуркою) 
 
При прокладенні на ізолювальних опорах з`єднання або відгалуження 
проводів слід виконувати безпосередньо біля ізолятора, клиці або на них, а 
також на ролику. 
Металеві елементи електропроводок (конструкції, короби, лотки, труби, 
короби, рукави, скоби тощо) повинні бути захищені від корозії відповідно до 
умов навколишнього середовища. 
Електропроводки мають бути виконані з урахуванням можливих 
переміщень їх у місцях перетинів з температурними і осадовими швами. 
 
 
 
 
 
4.2 Вибір виду електропроводки, вибір проводів і кабелів і способу їх 
прокладання  
72 
 
 
 
Електропроводка повинна відповідати умовам навколишнього 
середовища, призначенню і цінності споруд,їх конструкції та архітектурним 
особливостям. 
 При виборі електропроводки і способу прокладання проводів і кабелів 
повинні враховуватися вимоги електробезпеки та пожежної безпеки. Вибір 
видів електропроводки, вибір проводів і кабелів та способу їх прокладання слід 
здійснювати відповідно до табл. 4.2. За наявності одночасно двох або більше 
умов, що характеризують навколишнє середовище, електропроводка повинна 
відповідати всім цим умовам. 
 Оболонки та ізоляція проводів і кабелів, що застосовуються в 
електропроводках, повинні відповідати способу прокладання і умовам 
навколишнього середовища. Ізоляція, крім того, має відповідати номінальній 
напрузі мережі.  
  Нульові робочі провідники повинні мати ізоляцію, рівноцінну ізоляції 
фазних провідників. У виробничих нормальних приміщеннях допускається 
використання сталевих труб і тросів відкритих електропроводок, а також 
металевих корпусів відкрито встановлених струмопроводів, металевих 
конструкцій будівель, конструкцій виробничого призначення (наприклад, 
ферми, колони, підкранові шляхи) і механізмів, як один з робочих  провідників 
лінії в мережах з напругою 42В. при цьому мають бути забезпечені 
безперервність і достатня провідність цих провідників, видимість і надійне 
зварювання стиків. Використання вище зазначених конструкцій, як робочого 
провідника не допускається, якщо конструкції розташовуються безпосередньо 
близько від спалимих частин будівель або конструкцій. 
 
 
Таблиця 4.2 Вибір видів електропроводок, способів прокладки проводів і 
кабелів 
Умови Вид електропроводки і Проводи і 
73 
 
 
навколишнього Спосіб прокладки кабелі 
середовища  
 
1 2 3 
Відкриті електропроводки 
 
Сухі та вологі На роликах і клицях Незахищені 
приміщення одножильні 
проводи 
Сухі Те ж саме Скручені 
приміщення двожильні 
проводи 
Приміщення На ізоляторах, а також на роликах, Незахищені 
всіх видів і призначених для застосування в одножильні 
зовнішні сирих місцях. У зовнішніх установках проводи 
установки ролики для сирих місць (великих 
розмірів) допускається застосовувати 
тільки в місцях, де виключена 
можливість безпосереднього 
попадання на електропроводку дощу 
або снігу( під навісами) 
Зовнішні Безпосередньо по поверхні стін, стель Кабель у 
установки і на струнах , смугах та інших неметалевій і 
несучих конструкціях металевій 
оболонках 
Приміщення Те ж саме Незахищені та 
всіх видів захищені одно- і 
багато жильні 
проводи. Кабелі в 
неметалевих та 
металевих 
оболонках 
Приміщення На лотках і коробах з крищками, що Те ж саме 
всіх видів і відкриваються 
зовнішні 
установки 
 
 
 
Продовження таблиці 4.2 
Приховані електропроводки 
74 
 
 
1 2 3 
Приміщення  На тросах  Спеціальні 
всіх видів і проводи з 
зовнішні несучим тросом. 
установки Незахищені та 
(тільки захищені одно- та 
спеціальні багато жильні 
проводи з проводи. Кабелі в 
несучим тросом неметалевій і 
для зовнішніх металевій 
установок або оболонках 
кабелі) 
Приміщення У неметалевих трубах зі спалимих Незахищені та 
всіх видів і матеріалів (не само загасаючий захищені, одно- і 
зовнішні поліетилен тощо). У замкнутих багатожильні 
установки каналах будівельних конструкцій. проводи. Кабелі в 
Під штукатуркою. неметалевій 
Виняток: оболонці 
1. забороняється застосування 
ізоляційних труб із металевою 
оболонкою в сирих, особливо сирих 
приміщеннях і зовнішніх установках 
2. забороняється застосування 
сталевих труб і сталевих глухих 
коробів із товщиною стінки 2мм і 
менше в сирих, особливо сирих 
приміщеннях і зовнішніх установках  
Сухі, вологі та Замонолічено в будівельних Незахищені 
сирі приміщення конструкціях при їх виготовленні проводи 
Відкриті й приховані електропроводки 
Приміщення У металевих гнучких рукавах. У Незахищені та 
всіх видів і сталевих трубах (звичайних і захищені одно- і 
зовнішні тонкостінних) і глухих сталевих багатожильні 
установки коробах. У неметалевих трубах і проводи. Кабелі в 
неметалевих глухих коробах із неметалевій 
важко спалимих матеріалів. У оболонці 
ізоляційних трубах з металевою 
оболонкою 
Прокладка проводів і кабелів, труб і коробів з проводами та кабелями за 
умовами пожежної безпеки має задовольняти вимогам табл. 4.3. 
 При відкритій прокладці захищених проводів (кабелів) з обмотками зі 
спалимих матеріалів і незахищених проводів відстань у просвіті від проводу 
75 
 
 
(кабелю) до поверхні підстав, конструкцій, деталей зі спалимих матеріалів 
повинно складати не менше 10 мм. При неможливості забезпечити вказану 
відстань дріт (кабель) слід відокремлювати від поверхні шаром вогнетривкого 
матеріалу, виступаючим з кожного боку проводу (кабелю) не менше чим на 10 
мм.   
Таблиця 4.3 Вибір видів електропроводок і способів прокладки проводів і 
кабелів за умовами пожежної безпеки 
Вид електропроводки і спосіб прокладки по основах і  
конструкціях Проводи і кабелі 
Зі спалимих матеріалів З вогнетривких або важко 
спалимих матеріалів 
1 2 3 
Відкриті електропроводки 
На роликах, ізоляторах Безпосередньо Незахищені проводи; 
або з підкладкою захищені проводи і 
вогнетривких матеріалів1 кабелі в оболонці зі 
спалимих матеріалів 
Безпосередньо  ----«»----- Захищені проводи і 
кабелі в оболонці з 
вогнетривких і важко 
спалимих матеріалів 
У трубах і коробах з У трубах і коробах з важко Незахищені та 
вогнетривких матеріалів спалимих і вогнетривких захищені проводи і 
матеріалів кабелі в оболонці зі 
спалимих, важко 
спалимих матеріалів 
Приховані електропроводки 
З підкладкою Безпосередньо  Незахищені проводи; 
вогнетривких матеріалів1 захищені проводи і 
і подальшим кабелі в оболонці зі 
оштукатурюванням або спалимих матеріалів  
захистом з усіх боків 
суцільним шаром інших 
вогнетривких матеріалів 
З підкладкою -----«»----- Захищені проводи і 
вогнетривких матеріалів1 кабелі в оболонці з 
важко спалимих 
матеріалів 
Продовження таблиці 4.3 
1 2 3 
76 
 
 
Безпосередньо  -----«»----- Те ж саме з 
вогнетривких 
У трубах і коробах з У трубах і коробах: зі Незахищені проводи і 
важко спалимих спалимих матеріалів – кабелі в оболонці зі 
матеріалів – з підкладкою замонолічено, в борознах спалимих, важко 
під труби і короби тощо, у спеціальному спалимих і 
вогнетривких матеріалів1 шарі вогнетривких вогнетривких 
і подальшим матеріалів3  матеріалів 
заштукатурюванням2  
Те ж саме з вогнетривких Те ж саме з важко  
 
матеріалів - спалимих  вогнетривких 
 
безпосередньо матеріалів - 
безпосередньо 
 
У кранових прогонах незахищені ізольовані проводи слід прокладати на 
висоті не менше 2,5 м від рівня площадки візка крана (якщо площадка 
розташована вище настилу моста крана) або від настилу моста крана (якщо 
настил розташований вище площадки візка). Якщо це неможливо, то повинні 
бути виконані захисні пристрої для оберігання персоналу, який знаходиться на 
візку і мосту крана, від випадкового дотику до проводів. 
Висота відкритої прокладки захищених ізольованих проводів, кабелів, а 
також проводів і кабелів у трубах, коробах зі ступенем захисту не нижче ІР20, у 
гнучких металевих рукавах від рівня підлоги або площадки обслуговування не 
нормується. 
При перетині незахищених і захищених проводів і кабелів з 
трубопроводами відстані між ними у просвіті повинні бути не менше 50 мм, а з 
трубопроводами, що містять горючі або легкозаймисті рідини і гази, - не менше 
100 мм. При відстані від проводів і кабелів до трубопроводів менше 250 мм 
проводи і кабелі мають бути додатково захищені від механічних пошкоджень 
на довжині не менше 250 мм у кожен бік від трубопроводу. При перетині з 
77 
 
 
гарячими трубопроводами проводи і кабелі мають бути захищені від впливу 
високої температури або повинні мати відповідне виконання. 
У коробах проводи і кабелі допускається прокладати багатошарово з 
упорядкованим і довільним (розсипом) взаємним розташуванням. Сума 
перерізів проводів і кабелів, розрахованих за їх зовнішніми діаметрами, 
включаючи ізоляцію і зовнішні оболонки, не повинна перевищувати: для 
гнучких коробів 35% перерізів короба у просвіті; для коробів із кришками, що 
відкриваються, 40%. 
У сухих не запилених приміщеннях, у яких відсутні пари і гази, що 
негативно впливають на ізоляцію  і оболонку проводів і кабелів, допускається 
з`єднання труб, коробів і гнучких металевих рукавів без ущільнення. 
З`єднання труб, коробів і гнучких металевих рукавів між собою, а також 
із коробами, корпусами електроустаткування  тощо має бути виконане: 
- у приміщеннях, які містять пари або гази, що негативно впливають 
на ізоляцію або оболонки проводів і кабелів, у зовнішніх установках і в місцях, 
де можливе попадання в труби, короби і рукави мастила, води або емульсії, - з 
ущільненням; короби  в цих випадках мають бути з суцільними стінками та  
- з ущільненими суцільними кришками або глухими, роз`ємні короби 
– з ущільненнями в місцях рознімання, а гнучкі металеві рукави – 
герметичними;   
- у запилених приміщеннях – з ущільненням з`єднань і відгалужень 
труб, рукавів і коробів для захисту від пилу.   
 
 
 
 
 
 
4.3 Зовнішні електропроводки 
 
78 
 
 
Незахищені ізольовані проводи зовнішньої електропроводки мають бути 
розташовані так, щоб вони були недоступні для дотику з місць, де можливе 
часте перебування людей (наприклад, балкон, ганок). 
Від зазначених місць ці проводи, прокладені відкрито по стінах, повинні 
знаходитися на відстані не менше, м: 
При горизонтальному прокладанні: 
під балконом, ганком, а також над дахом промислової будівлі…....2,5 
над вікном…………………………………………………………..….0,5 
під балконом …………………………………………………………..1,0 
під вікном (від підвіконня)……………………………………….…...1,0 
При вертикальному прокладанні до вікна…………………………..0,75 
Те ж саме, але до балкона……………………………………………...1,0 
Від землі…………………………………………………………..……2,75   
При підвішуванні проводів на опорах біля будівель відстані від проводів 
до балконів і вікон мають бути не менше 1,5 м при максимальному відхиленні 
проводів. Зовнішня електропроводка по дахах житлових, громадських будівель 
і видовищних підприємств не допускається , за винятком вводів у будівлі 
(підприємства) і відгалуження до цих вводів. Незахищені ізольовані проводи 
зовнішньої електропроводки відносно дотику слід розглядати, як  неізольовані. 
Відстань від проводів, що перетинають пожежні проїзди і шляхи для 
перевезення вантажів, до поверхні землі  (дороги) в проїжджій частині повинні 
бути не менше 6 м, у непроїжджій частині – не менше 3 м. відстані між 
проводами повинні бути: при прогоні 6 м – не менше 0,1 м, при прогоні більше 
6 м – не менше 0,15 м. Відстані від проводів до стін і опорних конструкцій 
повинні бути не менше 50 мм. 
Вводи в будівлі рекомендується виконувати крізь стіни в ізоляційних 
трубах так, щоб вода не могла накопичуватися в проводі і проникати всередину 
будівлі. Відстань від проводів перед вводом і проводів вводу до поверхні землі 
повинна бути не менше 2,75 м. Відстань між проводами біля ізоляторів вводу, а 
також від проводів до виступаючих частин будівлі (звиси даху тощо) має бути 
79 
 
 
не менше 0,2 м. Вводи допускається виконувати крізь дахи в сталевих трубах. 
При цьому відстань по вертикалі від проводів відгалуження до вводу проводів 
вводу, до покрівлі має бути не менше 2,5 м. 
Для будівель невеликої висоти (торгівельні павільйони, кіоски, будівлі 
контейнерного типу, пересувні будки, фургони тощо), на дахах яких виключено 
перебування людей, відстань у просвіті від проводів відгалужень до вводу і 
проводів вводу до даху допускається приймати не менше 0,5 м. При цьому 
відстань від проводів до поверхні землі має бути не менше 2,75 м.  
 
Висновки до розділу 4 : 
В розділі охорона праці було розглянуто: 
вимоги безпеки до електропроводки у виробничих приміщеннях; 
вибір виду електропроводки, вибір проводів і кабелів і способу їх 
прокладання; 
зовніші проводки. 
  
80 
 
 
Висновки 
1. Проведено літературний огляд по сучасним методам відновлення робочих 
поверхонь деталей машин  
2. Розглянуто сучасні методи та методики дослідження характеристик 
робочих поверхонь після їх відновлення  
3. В результаті проведених досліджень визначено: 
значення мікротвердості, які свідчить про рівномірність поширення 
зміцнюючих фаз в покритті;  
середня величина зносу, в умовах сухого тертя, за 1200м складає 6,01 
мкм; 
зносостійкість досліджуваних покриттів перевершує аналогічне значення 
для зразка еталона в 1,7 -1,8 рази;  
при будь-яких кутах атаки при газоабразивному зношенні зносостійкість 
всіх покриттів майже вдвічі перевершує зносостійкість зразка еталона; 
структура покриття, отриманого в режимі IІ, досить однорідна за 
складом. Площа, яку займає матриця покриття, становить ~ 60...65%, що 
більше, в покритті, отриманому за режимом І. Більші пори з максимальним 
діаметром 275 мм розташовані на межі з основним металом. Товщина 
дифузійного становить 6...8 мкм. Під покриттям розташований перехідний шар 
із підвищеним вмістом перліту товщиною до 170 мкм; 
у покритті отриманого в режимі IІІ та IV пори досить рівномірно 
розподілені глибині покриття. Окремі пори відносно великі інші дрібні. 
Структура покриття однорідна за перетином, дисперсна. 
структура покриття, отриманого в режимі V характеризується високою 
однорідністю та дисперсністю фази Ф1. Максимальний розмір пір становить 
380 мкм.. Безпосередньо під покриттям є перехідна зона шириною 40...60мкм; 
4. В розділі охорона праці було розглянуто вимоги безпеки до електропроводки у 
виробничих приміщеннях 
  
81 
 
 
  
82 
 
 
Список використаної літератури 
 
1. Інженерія поверхні: Підручник / Ющенко К. А., Борисов Ю. С., 
Кузнецов В. Д., Корж В. М. К.: Наукова думка, 2007. 559 с.  
2. Хітров І.О. Гавриш В.С. Ремонт машин і обладнання: Навч. посібник.  
Рівне: НУВГП, 2012. 184 с. 
3. Надійність сільськогосподарської техніки: Підручник. / М.І. Черновол, 
В.Ю. Черкун, В.В. Аулін та ін.; За заг. ред. М.І. Черновола. Кіровоград: ТОВ 
«КОД», 2010. 320 с. 
4. Сіньковський А. С. Теорія та методи напилення: курс лекцій. Одес. 
нац. політехн. ун-т. Одеса: Наука і техніка, 2003. 171 с. 
5. Геворкян Е. С., Тимофеєва Л. А., Нерубацький В. П., Мельник О. М. 
Інтегровані технології обробки матеріалів : підручник. Харків : УкрДУЗТ, 2016. 
238 с. 
6. Надійність машин та обладнання : навчальний посібник. Ч. 1. Оцінка та 
забезпечення надійності машин та обладнання / А. В. Новицький та ін. К.: 
Видавничий центр НУБіП України, 2023. 209 с. 
7. Восстановление и повышение износостойкости и срока службы 
деталей машин / под ред. В. С. Попова. Запорожье : Изд-во ОАО «Мотор Сич», 
2000. 394 с.  
8. 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.  
9. Lima R., Marple B. Thermal Spray Coatings Engineering. New York : 
Springer, 2017. 350 p. 
10. Рябцев И. А. Наплавка деталей машин и механизмов. К.: 
Екотехнологія, 2004.  160 с. 
11. Погребна Н. Е., Куцова В. З., Котова Т. В.. Способи зміцнення 
металів. навч. посіб. Дніпро : НМетАУ, 2021. 89 с 
12. Дубовий О. М., Степанчук А. М. Технологія напилення покриттів : 
83 
 
 
підручник. Миколаїв : НУК, 2007. 236 с. 
13. Основи технології виробництва та ремонту:  навчальний посібник 
автомобілів/ Гевко І. Б., Рогатинський Р. М., Ляшук О. Л., Гудь В. З., Левкович 
М. Г., Сташків М. Я., Сіправська М. Д.:. Тернопіль : Вид-во ТНТУ імені Івана 
Пулюя, 2021. 544 с. 
14. Davis J. R. Handbook of Thermal Spray Technology. Materials Park : 
ASM International, 2004. 338 p. 
15. 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.. 
16. 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. 
17. 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. 
18.  Камель Г.І. Технологічні процеси та комплекси відновлення і 
зміцнення деталей: Навч. посібник. Дніпродзержинськ : ДДТУ, 2015. 496 с  
19. Корж В. М. Технологія та обладнання для напилення: Навчальний 
посібник. К.: НМЦВО, 2000. 152 с. 
20. Лащенко Г. И. Плазменное упрочнение и напыление. К.: 
Екотехнологія, 2003. 64с. 
21. Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная 
наплавка. К.: „Екотехнологія”, 2007. 292 с.  
22. Лебедєв В. О., Дубовий О. М., Лой С. А. Особливості формування 
та властивості теплозахисних покриттів при плазмовому напиленні.  Технічні 
науки та технології,  2020. с. 32-41. 
23. Кучеренко Ю. С., Матвійчук В. А. Основні технології та способи 
нанесення покриттів газотермічним напиленням. Вісник Хмельницького 
національного університету.  2021. №6. с. 240-242.  
84 
 
 
24. Колисниченко О.В. Формирование модифицированных слоев при 
плазменно-детонационной обработке углеродистых сталей : автореф. дис. канд. 
тех. наук,: 05.03.06 . Київ, 2009. 20 с. 
25. Астахов Є.А., Артемчук В.В. Особливості застосування 
газотермічного нанесення відновлювальних покриттів. Восточно-Европейский 
журнал передовых технологий. № 3/5 (57) 2012. С.4-10. 
26. Погребняк А.Д., Тюрин Ю. Н. Импульсно-плазменная модификация 
свойств поверхности и нанесение покрытий. Успехи физики металлов. 2003. 
Т.4.  №1. С. 1-72. 
27. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А.,Сидорченко С.Л., Ардатовская Е.Н. 
Газотермические покрытия из порошковых материалов. Киев: Наукова думка, 
1987, 544 с.  
28. Кукуевицкий В. А. Применение газотермических покрытий при 
изготовлении и ремонте машин. К.: Техніка, 1989. 174 с. 
29. Титаренко В.И, Титаренко A.B., Ткаченко О.В. Восстановление 
деталей машин металлургического и горнодобывающего оборудования./ 
Титаренко В.И., Титаренко A.B., Ткаченко О.В. г. Днепропетровск, 2011. с. 4 – 
8 
30. Ильяшенко М. В. Структура и свойства керамических покрытий, 
нанесенных высокоскоростной импульсной струей плазмы на металлические 
подложки: дис… канд. физ.-мат. наук: специальность: 01.04.07. Сумы. 2003. 
159 с. 
31. Вельбой В.П., Каплун П.В. Технологія і обладнання для напилення. 
Конспект лекцій. Хмельницький: ХНУ, 2006. 142 с 
32. Кравченко Ю.А. Расчет контактной температуры в процессе 
плазменно-детонационного напыления порошковых покрытий // Матеріали 
науково-технічної конференції викладачів, співробітників, аспірантів і 
студентів факультету технічних систем та енергоефективних технологій : 
конференція присвячена Дню науки в Україні. - Суми. - СумДУ.-2009.  4.II.  с. 
70-71. 
85 
 
 
33. Шиліна О.П., Савуляк В.І.,. Осадчук А.Ю Вакуумно-конденсаційне 
напилювання покрить., навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ, 2007. 96с. 
34. Азаренко Н.А., Береснев В.А., Погребняк А.Д. Структура и 
свойства защитных покритий и модифицированых слоев материалов. – Харьков 
: ХНУ им. Каразина, 2007. – 576 с.  
35. High-frequency plasma at atmospheric pressure as a means of 
depositions of thin films / P.P. Melnychuk, V.A.Rudnitskyi // Технічна інженерія,  
2019. № 2(84). 
36. Закалов, О.В. Триботехніка і підвищення надійності машин . 
Тернопіль: ТДТУ, 2000. 354 с. 
37. ДСТУ 2491-94. Покриття металеві та неметалеві. Терміни та 
визначення // Стандарти України: покажчик. Київ : Держстандарт України, 
2003. 178 c. 
38. РТМ 3-90. Газотермическое напыление покрытий: сб. руков. техн. 
матер. К.: ИЭС им. Е. О. Патона, 1990. 176 с. 
39. Інструкція  мікротвердомір ПМТ-3, 1989 
40. 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. 
41. ДСТУ. 3008-95 Документація. Звіти  у сфері науки і техніки. 
Структура і правила оформлення. 
86