vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2021-80-5-260-268vestnikvniizht-532Research ArticleДругоеMiscellaneousВосстановление поверхности выпускного клапана методом плазменного напыления в сравнении с электродуговым и газопламенным методамиResurfacing the exhaust valve by plasma spraying versus electric arc and gas flame methodsБалахоновД. И.BalakhonovD. I.

Балахонов Денис Игоревич, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Транспорт железных дорог»

Хабаровск, 680021

Denis I. Balakhonov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department “Railway Transport”

Khabarovsk, 680021

МакаровИ. А .MakarovI. A.

Макаров Иван Александрович, старший преподаватель, кафедра «Транспорт железных дорог»

Хабаровск, 680021

Ivan A. Makarov, Senior Lecturer, Department “Railway Transport”

Khabarovsk, 680021

ЯранцевМ. В.YarantsevM. V.

Яранцев Максим Владимирович, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Транспорт железных дорог»

Хабаровск, 680021

Maksim V. Yarantsev, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department “Railway Transport”

Khabarovsk, 680021

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО «ДВГУПС»)РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Far Eastern State University of Railways” (FGBOU VO “DVGUPS”)Russian Federation202125102021805260268Copyright © Балахонов Д.И., Макаров И.А., Яранцев М.В., 20212021Балахонов Д.И., Макаров И.А., Яранцев М.В.Balakhonov D.I., Makarov I.A., Yarantsev M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/532

В условиях современной экономической нестабильности различных секторов промышленности для народно-хозяйственного комплекса важным является вопрос улучшения технологии ремонта деталей силовых агрегатов, при этом разработка технологических приемов по восстановлению контактных поверхностей деталей должна производиться в условиях предприятий и быть доступной. В статье сравниваются наиболее распространенные методы восстановления поверхности деталей, такие как газопламенное, плазменное напыление и электродуговая наплавка. Изученный опыт различных специалистов, работающих в данном направлении, позволил реализовать эти методы восстановления с применением шихты на основе минерального вольфрамсодержащего концентрата, бора и углерода. Исследован процесс легирования получаемых покрытий, где вольфрам имеет форму триоксида вольфрама (WO3) и вольфрамата кальция (CaWO4). Произведен сравнительный анализ методов восстановления поверхности конуса выпускного клапана дизельного двигателя Д49. Приведены результаты микро- и макроанализа структур полученных покрытий и основного металла восстанавливаемой детали, результаты анализа химического состава, оценка микротвердости и адгезионной прочности сцепления полученных покрытий с поверхностью основного металла. Обоснована перспективность применения методов газотермического восстановления поверхности деталей по отношению к методу электродуговой наплавки. Последующие исследования будут направлены на установку восстановленных деталей в двигатель внутреннего сгорания локомотива, их эксплуатацию в реальных условиях, оценку надежности и долговечности. Исследования в данном направлении позволят улучшить качественные показатели восстановленных поверхностей деталей силовых агрегатов подвижного состава.

In modern conditions of economic instability in various sectors of industry for the national economic complex, it is important to improve the technology for repairing parts of power units, while the development of modern technological methods for restoring the contact surfaces of parts should be carried out in the conditions of enterprises and be accessible. The article compares the most common methods of surface parts restoration, such as flame, plasma spraying and electric arc surfacing. Studied experience of various specialists working in this direction made it possible to implement these reduction methods using a charge based on a mineral tungsten-containing concentrate, boron and carbon. The process of alloying the resulting coatings was investigated, where tungsten is in the form of tungsten trioxide (WO3) and calcium tungstate (CaWO4). A comparative analysis of the methods for restoring the surface of the exhaust valve cone of the D49 diesel engine has been carried out. The article presents results of microand macroanalysis of the structures of the obtained coatings and the base metal of the restored part, the results of the analysis of the chemical composition, the evaluation of the microhardness and adhesive strength of the adhesion of the obtained coatings to the surface of the base metal. Authors substantiated the prospect of applying the methods of gas-thermal restoration of the surface of parts in relation to the method of electric arc surfacing. Subsequent studies will focus on the installation of remanufactured parts in the internal combustion engine of the locomotive, their operation in real conditions, and the assessment of reliability and durability. Research in this direction will improve the quality indicators of the restored surfaces of power unit parts of rolling stock.

клапан дизеля Д49восстановление поверхностигазотермическое напылениегазопламенное напылениеэлектродуговая наплавкаплазменное напылениешеелитовый концентратdiesel valve D49surface restorationthermal sprayingflame sprayingelectric arc surfacingplasma sprayingscheelite concentrateReferencesСиротенко И. В., Гогричиани Г. В. Проблемы повреждаемости силовых и теплонапряженных узлов тепловозных дизелей. Аналитический обзор // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76. № 2. С. 101 – 109. DOI: https://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-2-101-109.Sirotenko I. V., Gogrichiani G. V. Problemy povrezhdaemosti silovykh i teplonapryazhennykh uzlov teplovoznykh dizeley. Analiticheskiy obzor [Damaging problems of power and heat-stressed assemblies of locomotive diesels. Analytical review]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2017, Vol. 76, no. 2, pp. 101 – 109. DOI: https://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-2-101-109.Сиротенко И. В., Кос сов Е. Е. К вопросу повышения надежности крышки цилиндра тепловозного дизеля // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2020. Т. 79. № 1. С. 39 – 47. DOI 10.21780/2223-9731-2020-79-1-39-47.Sirotenko I. V., Kossov E. E. K voprosu povysheniya nadezhnosti kryshki tsilindra teplovoznogo dizelya [On the issue of improving the reliability of the cylinder head of the diesel engine]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2020, Vol. 79, no. 1, pp. 39 – 47. DOI 10.21780/2223-9731-2020-79-1-39-47.Волков К. Г., Ипатов А. Г. К обоснованию способа восстановления тарелок клапанов автотракторных двигателей // Развитие инженерного образования и его роль в технической модернизации АПК: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 65-летию подготовки инженеров-механиков Ижевской гос. сельскохоз. академией (Ижевск, 11–13 ноября 2020 г.). Ижевск: Ижевская гос. сельскохоз. академия, 2021. С. 40 – 50.Volkov K. G., Ipatov A. G. K obosnovaniyu sposoba vosstanovleniya tarelok klapanov avtotraktornykh dvigateley [To the substantiation of the method for restoring valve plates of autotractor engines]. Razvitie inzhenernogo obrazovaniya i ego rol' v tekhnicheskoy modernizatsii APK. Materialy Mezhdunar. nauch.- prakt. konf., posvyashchennoy 65-letiyu podgotovki inzhenerovmekhanikov Izhevskoy gos. sel'skokhoz. akademiey (Izhevsk, 11–13 noyabrya 2020 g.) [Development of engineering education and its role in the technical modernization of the agroindustrial complex. Materials of the Int. scientific-practical conf., dedicated to the 65th anniversary of the training of mechanical engineers of the Izhevsk State Agricultural Academy (Izhevsk, November 11–13, 2020)]. Izhevsk, Izhevskaya gos. sel'skokhoz. akademiya [Izhevsk State Agricultural Academy] Publ., 2021, pp. 40 – 50.Секретов Р. С., Ка з анников О. В. Восстановление и упрочнение выпускных клапанов ДВС методом электроискрового легирования // Материалы секционных заседаний 59-й студенческой науч.-практ. конф. ТОГУ (Хабаровск, 27 мая 2019 г.): в 2 т. / отв. ред. И. Н. Пугачев. Хабаровск: Тихоокеанский гос. ун-т, 2019. Т. 1. С. 156 – 159.Sekretov R. S., Kazannikov O. V. Vosstanovlenie i uprochnenie vypusknykh klapanov DVS metodom elektroiskrovogo legirovaniya [Restoration and hardening of ICE exhaust valves by the method of electrospark alloying]. Materialy sektsionnykh zasedaniy 59-y studencheskoy nauch.-prakt. konf. TOGU (Khabarovsk, 27 maya 2019 g.): v 2 t. [Materials of section sessions of the 59th student scientific-practical conference TOGU (Khabarovsk, May 27, 2019): in 2 volumes]. Khabarovsk, Tikhookeanskiy gos. un-t Publ., 2019, Vol. 1, pp. 156 – 159.Восстановления стержней клапанов электролитическим железнением / Ю. П. Гнездилова [и др.] // Региональный вестник. 2017. № 3 (8). С. 26 – 27.Gnezdilova Yu. P., Serebrovskiy A. V., Lachkov V. D., Karpenko P. V. Vosstanovleniya sterzhney klapanov elektroliticheskim zhelezneniem [Restoration of valve stems by electrolytic iron]. Regional'nyy vestnik, 2017, no. 3 (8), pp. 26 – 27.Способ получения седел клапанов при восстановлении методом электродуговой наплавки / А. Е. Лебедев [и др.] // Автомобильная промышленность. 2019. № 5. С. 33 – 34.Lebedev A. E., Pavlov A. A., Lebedev D. V., Vatagin A. A. Sposob polucheniya sedel klapanov pri vosstanovlenii metodom elektrodugovoy naplavki [Method for obtaining valve seats when restoring by electric arc surfacing]. Avtomobil'naya promyshlennost', 2019, no. 5, pp. 33 – 34.Kim K. K., Ka rpov a I. M. A magnetogasdynamic model of a welding arc // Russian Electrical Engineering. 2016. Vol. 87. No. 1. P. 46 – 50. DOI 10.3103/S1068371216010053.Kim K. K., Karpova I. M. A magnetogasdynamic model of a welding arc. Russian Electrical Engineering, 2016, Vol. 87, no. 1, pp. 46 – 50. DOI 10.3103/S1068371216010053.Тойгамба ев С. К. Стенд для ремонта и восстановления деталей двигателей // Научное наследие. 2021. № 59-1 (59). С. 37 – 42. DOI 10.24412/9215-0365-2021-59-1-37-42.Toygambaev S. K. Stend dlya remonta i vosstanovleniya detaley dvigateley [Stand for repair and restoration of engine parts]. The Scientific heritage, 2021, no. 59-1 (59), pp. 37 – 42. DOI 10.24412/9215-0365-2021-59-1-37-42.Восстановление клапанов двигателей внутреннего сгорания плазменной наплавкой и напылением с модуляцией параметров / О. М. Тимохова [и др.] // Воронежский научно-технический вестник. 2018. Т. 1. № 1 (23). С. 53 – 67.Timokhova O. M., Kadyrmetov A. M., Snyatkov E. V., Romanov V. V. Vosstanovlenie klapanov dvigateley vnutrennego sgoraniya plazmennoy naplavkoy i napyleniem s modulyatsiey parametrov [Restoration of valves of internal combustion engines by plasma surfacing and spraying with modulation of parameters]. Voronezhskiy nauchno-tekhnicheskiy vestnik, 2018, Vol. 1, no. 1 (23), pp. 53 – 67.Газотермическое напыление: учеб. пособие / Л. Х. Балдаев [и др.]; под общ. ред. Л. Х. Балдаева. М.: Маркет ДС, 2007. 344 с.Baldaev L. Kh., Borisov V. N., Vakhalin V. A., Gannochenko G. I., Zatoka A. Ye., Zakharov B. M., Ivanov A. V. [et al.]. Gazotermicheskoe napylenie. Ucheb. posobie [Thermal spraying. Textbook]. Moscow, Market DS, 2007, 344 p.Тихонов А. А., Иванов В. В., Бе спалов А. В. Исследование износов и обоснование величины слоя металлопокрытия для восстановления выпускного клапана двигателя ЯМЗ // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: cб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной памяти д-ра техн. наук, проф. Ф. Х. Бурумкулова (Саранск, 24–25 мая 2016 г.) / Институт механики и энергетики; отв. за выпуск А. В. Столяров. Саранск: Типография «Рузаевский печатник», 2016. С. 264 – 268.Tikhonov A. A., Ivanov V. V., Bespalov A. V. Issledovanie iznosov i obosnovanie velichiny sloya metallopokrytiya dlya vosstanovleniya vypusknogo klapana dvigatelya YaMZ [Investigation of wear and substantiation of the size of the metal coating layer for the restoration of the exhaust valve of the YaMZ engine]. Energoeffektivnye i resursosberegayushchie tekhnologii i sistemy. Sb. nauch. tr. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashchennoy pamyati d-ra tekhn. nauk, prof. F. Kh. Burumkulova (Saransk, 24– 25 maya 2016 g.) / Institut mekhaniki i energetiki [Energy-efficient and resource-saving technologies and systems. Coll. of scientific papers of the Int. Scientific and Practical Conf. dedicated to the memory of Doctor of Technical Sciences, prof. F. Kh. Burumkulov (Saransk, May 24–25, 2016), Institute of Mechanics and Power Engineering]. Saransk, Tipografiya “Ruzaevskiy pechatnik” [Printing house “Ruzaevskiy pechatnik”] Publ., 2016, pp. 264 – 268.Веремей Г. А. Обеспечение точности при восстановлении седел клапанов в авторемонтном производстве // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2021. № 3. С. 33 – 41.Veremey G. A. Obespechenie tochnosti pri vosstanovlenii sedel klapanov v avtoremontnom proizvodstve [Ensuring accuracy when restoring valve seats in car repair production]. Vestnik of Polotsk State University. Part B. Industry. Applied Sciences, 2021, no. 3, pp. 33 – 41.Ворохобин С. В. Восстановление клапанов судовых дизелей // Вестник Морского государственного университета. 2016. № 74. С. 24 – 28.Vorokhobin S. V. Vosstanovlenie klapanov sudovykh dizeley [Restoration of valves of marine diesel engines]. Vestnik Morskogo gosudarstvennogo universiteta, 2016, no. 74, pp. 24 – 28.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.