Новий спосіб підвищення якості поверхонь стальних кілець імпульсних торцевих ущільнень, які підлягають радіаційному опромінюванню

Abstract

В статті проведений аналіз існуючих на теперішній час літературних та патентних джерел, направлених на покращення параметрів якості поверхневих шарів деталей пар тертя. Метою роботи визначено підвищення якості та зносостійкості робочих поверхонь сталевих кілець торцевих імпульсних ущільнень, які можна використовувати в умовах радіаційного опромінювання, шляхом формування на робочих поверхнях кілець методом електроіскрового легування квазібагатошарових покриттів, що об’єднують в собі змащувальні та механічні властивості. Авторами запропонований новий спосіб підвищення якості поверхонь стальних кілець торцевих імпульсних ущільнень, які працюють в умовах радіаційного опромінювання. Дослідження застосування нового способу проводили для сталей марок 12X18Н10Т, 30X13 і 40Х. Спосіб полягає в нанесенні методом електроіскрового легування на поверхню кільця торцевого імпульсного ущільненя покриття з міді при енергії розряду Wр = 0,04 Дж, а потім, на сформовану поверхню, наносять спеціальне технологічне насичуюче середовище у вигляді пастоподібної суміші, до складу якої входять – 80% карбіду вольфраму, 10% нікелю і 10% вазеліну, і проводять електроіскрове легування графітовим електродом при енергії розряду в межах Wр = 0,5–4,6 Дж. Легування міддю та графітовим електродом-інструментом відбувалось на установці з ручним вібратором «Елітрон-22А». З експериментальних зразків виготов лялися шліфи, які досліджували на оптичному мікроскопі «Неофот-2». За допомогою мікроскопа проводилася оцінка якості шару, його суцільності, товщини і будови зон підшару – дифузійної зони і зони термічного впливу. Також проводився дюрометричний аналіз на розподіл мікротвердості в поверхневому шарі і по глибині шліфа від поверхні. Застосування нового способу, дозволяє, формувати шари робочих поверхонь сталевих кілець торцевих імпульсних ущільнень підвищеної твердості товщиною залежно від марки сталі й енергії розряду при цементації методом електроіскрового легування від 30 до 115 мкм, мікротвердістю до 10350 МПа і суцільністю 100%. Шорсткість сформованого покриття знаходиться в межах Ra = 0,7–14,2 мкм. Подальше зниження шорсткості можливо за рахунок подальшої цементації методом електроіскрового легування, але з меншою енергією розряду, а також безабразивної ультразвукової фінішної обробки.