Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии нанесения покрытия из алмазосодержащего композиционного материала

Сведения об участнике
ФИО
Родичева Ольга Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М.Губкина"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Композитные материалы
Тема
Разработка технологии нанесения покрытия из алмазосодержащего композиционного материала
Резюме
В данной работе представлены результаты сравнения методов нанесения покрытий из алмазосодержащих композиционных слоев. Актуальность работы определяется необходимостью разработки технологии нанесения покрытия с алмазным упрочнением для формирования поверхностных слоев.
Снижение температуры нагрева и сокращение времени пребывания в нагретом состоянии повышает степень сохранности алмазных частиц при формировании композиционного материала. Анализ процесса графитизации показал, что ориентировочными значениями будут являться 800÷900 ℃.

Ключевые слова
Лазерное оплавление, композиты, температура графитизации, разработка методики нанесения покрытия
Цели и задачи
Целью проект является разработка технологии нанесения покрытия из композиционного алмазосодержащего присадочного материала для нанесения износостойких слоев, работающих в условиях гидроабразивного изнашивания.
Задачи проекта:
1) Сравнительная оценка существующих методов получения покрытий из алмазосодержащих композиционных материалов;
2) Расчетное моделирование и проведение экспериментальных исследований по регистрации температурных параметров нанесения покрытий методами локального нагрева;
3) Обоснование выбора рациональных режимов нанесения алмазосодержащих покрытий.
Введение

В добычном комплексе среди газонефтепромыслового оборудования особое место занимает породоразрушающий буровой инструмент. Одним из основных направлений повышения износостойкости и долговечности долот является использование алмазосодержащих композитов. Однако проблемными деталями конструкции до сих пор остаются корпусные детали, опоры и элементы промывочного узла. Условия эксплуатации промывочного узла и, в частности, гидромониторных насадок также характеризуются наиболее активным изнашивающим воздействием со стороны гидроабразивного потока бурового раствора. Поэтому повышение их износостойкости путем нанесения поверхностных покрытий на базе алмазосодержащих композитов представляет значительный интерес.

Методы и материалы

Материалы:

  1. металлосвязки на основе кобальтовых сплавов отличаются значительной стоимостью, а предлагаемые для их замены металлосвязки на основе высоколегированных сталей с легкоплавкими медно-оловянистыми добавками требуют дополнительной защиты алмазных частиц плакированной оболочкой из никеля.
  2. использование матриц на основе Cu-Zn сплавов при низкой температуре плавления характеризуется относительно невысокими прочностными свойствами.

Поэтому значительный интерес для дальнейших исследований представляют металлосвязки на основе Cr-Ni сплавов, отличающиеся хорошим комплексом прочностных и тепло-физических свойств.

Методы: Применение технологий порошкового спекания позволяет получать изделия заданной формы, полностью выполненные из композиционного алмазосодержащего материала, что определяет высокую стоимость таких изделий. На практике в значительном числе случаев отсутствует необходимость в применении алмазосодержащих композиций для обеспечения износостойких свойств изделия по его сечению. Наличие существенной разницы в нагрузках, прилагаемых к изделию в его поперечном сечении и по поверхности, определяет необходимость получения биметаллических конструкций. Поэтому более целесообразно для нанесения рассматриваемых композитов использовать технологические методы с ограниченным тепловложением, среди которых можно выделить газопламенные, лазерные процессы и механотермическое формирование.

Описание и обсуждение результатов

Анализ данных процессов формирования поверхности показал, что требуемый диапазон температур нагрева (от 800 до 900 градусов) можно получить всеми перечисленными методами, однако нам необходим регулируемый нагрев и ускоренное охлаждение, чтобы избежать процесса графитизации, следовательно, выбираем технологию лазерного оплавления шликерных покрытий. Все результаты представлены в презентации.

Используемые источники
1. Лашко С.В., Врублевский Е.И. Технология пайки изделий в машиностроении: Справочник проектировщика. – М.: Машиностроение, 1993. – 464 с.
2. Анциферов В.Н., Оглезнева С.А., Гревнов Л.М. Фазовые превращения в порошковой стальной матрице алмазного инструмента // МиТОМ. – 2009. – №10. – С.39 – 42.
3. Анциферов В.Н., Оглезнева С.А., Шацов А.А. Оптимизация связки алмазного инструмента с использованием экспресс-метода оценки качества // Трение и износ. 1999. Т.20, №6. С. 647 – 651.
4. Уманский А.П., Терентьев А.Е., Стороженко М.С., Марценюк И.С. Формирование структуры композиционных материалов на основе самофлюсующихся сплавов с добавками диборида титана // Порошковая металлургия. – 5/6 ' 2014 C.134 – 146.

Information about the project
Surname Name
Rodicheva Olga
Project title
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR COATING OF DIAMOND-CONTAINING COMPOSITE MATERIAL
Summary of the project
This paper presents the results of the comparison of methods of deposition of coatings from diamond-containing composite layer. Actuality of work is determined by the necessity of development of technology of coating with a diamond hardening for forming the surface layers
Keywords
Laser melting, composites, graphitization temperatures, development of methods of coating