Μελέτη της μικροδομής και της τριβολογικής συμπεριφοράς επιγομώσεων

Abstract

Η τεχνικής της κλασσικής συγκόλλησης βολταϊκού τόξου χρησιμοποι;hθηκε για τη δημιουργία μεταλλικών επιγομώσεων με βάση το σίδηρο , με σκοπό την αύξηση της διάρκειας ζωής σκαπτικών άκρων χωματουργικών μηχανημάτων. Εξετάσθηκαν τρεις τύποι εναπόθεσης, διαφορετικών χημικών συστάσεων, και ίδιου πάχους - 5 mιη . Καταρχήν χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Thermocale©, για την πρόβλεψη των θερμοδυναμικά σταθερών φάσεων που δημιουργούνται κατά το μετασχηματισμό του τήγματος σε στερεό (Στερεοποίηση), καθώς και κατά την απόψυξη του στερεοποιημένου από υψηλή σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (Μετασχηματισμοί σε Στερεή Κατάσταση) . Στους υπολογισμούς θεωρήθηκε ότι κατά την εναπόθεση μέρους του μετάλλου βάσης έφτασε επίσης, σε κατάσταση τήξης (10% αραίωση). Τα αποτελέσματα της υπολογιστικής προσέγγισης συγκρίθηκαν με τα εργαστηριακά ευρήματα της μεταλλογραφικής παρατήρησης και σκληρομέτρησης δοκιμίων των επιγομώσεων και βρέθηκαν σε ικανοποιητική συμφωνία με αυτά. Στη συνέχεια για κάθε επιγόμωση έγιναν δύο σειρές τριβολογικών δοκιμών, προκειμένου να αξιολογηθεί η κατεργασιμότητά τους με κοπτικά άκρα συμβατικών εργαλειομηχανών, καθώς και η απόδοσή τους κατά την εφαρμογή. Για τους λόγους αυτούς , χρησιμοποιήθηκαν δύο διατάξεις με χρήση διαφορετικών ανταγωνιστικών υλικών: Τριγωνικά κοπτικά άκρα με επικάλυψη TiN-Al203, που τυπικά χρησιμοποιύνται εργασίες τόρνευσης, πρσαρμόσθηκαν σε τριβόμετρο τύπου στυλίσκου-δίσκου, για την προσομοίωση της συμπεριφοράς των επιγομώσεων σε φθορά εκτριβής κατά τη διάρκεια κοπής. Σφαίρες Sί3Ν4 προσαρμόσθηκαν σε διάταξη σφαίρας-δίσκου, για την προσομοίωση της απόδοσης των επιγομώσεων σε οιονεί πραγματικές συνθήκες χρήσης χωματουργικής εκσκαφής. Τέλος, τα αποτελέσματα των δοκιμών τριβής ολίσθησης, οι μετρήσεις του όγκου φθοράς και οι μηχανισμοί φθοράς που αναγνωρίσθηκαν, χρησιμοποιήθηκαν για την επιλογή του καταλληλότερου υλικού επιγόμωσης για τη συγκεκριμένη εφαρμογή . Η επιλογή αφορούσε το βέλτιστο συνδυασμό των κρίσιμων κριτηρίων : απουσία ελαττωμάτων κρίσιμου μεγέθους, καλή κατεργασιμότητα και αυξημένη διάρκεια ζωής.