Технология и способы восстановления деталей

Неисправности машин появляются в результате постепенного или внезапного снижения физико-механических свойств материала деталей, их истирания, деформирования, смятия, коррозии, старения, перераспределения остаточных напряжений и других причин, вызывающих износ и разрушение. При этом происходят также изменения в сопряжениях деталей, например, такие как чрезмерное увеличение заданных зазоров в подвижных соединениях или снижение натягов в неподвижных. Для восстановления же работоспособности изношенных деталей требуется в 2 – 4 раза меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых. В результате достигается экономия высококачественного металла, топлива, энергетических и трудовых ресурсов, более рациональное использование природных ресурсов и уменьшение негативных воздействий на окружающую среду.

Основные неисправности деталей машин, возникающие в процессе их эксплуатации, можно разделить на следующие три характерные группы:

• износы (истирание поверхностей в сопрягающихся подвижных соединениях);

• механические повреждения (трещины, пробоины, риски, задиры, выкрашивания, поломки, вмятины, изгибы, скручивание);

• химико-тепловые повреждения (коробления, изменение макроструктуры материала, коррозия и другие).

В настоящее время разработаны и реализованы в производственных условиях десятки различных способов восстановления деталей, выбор которых производится исходя из разновидности устраняемых дефектов, требований к восстановленным деталям с учетом условий их работы в сопряжениях, а также технического, экономического и организационного анализа производственной программы, оснащенности предприятия, обеспеченности материалами, энергией, рабочей силой и т. д. В обобщенном виде технологический процесс восстановления изношенных деталей включает в себя следующие основные этапы:

• приемка деталей на восстановление;

• очистка деталей от загрязнений;

• дефектация и сортировка деталей;

• восстановление работоспособности деталей;

• контроль качества восстановления.

Наиболее же широко применяемые способы восстановления работоспособности деталей и их технические возможности следующие.

• Сварка (ручная дуговая, аргонодуговая, газовая, трением и др.) – применяется для заварки трещин, поверхностных дефектов, приварки обломков;

• Наплавка (дуговая, контактная, газовая, плазменная, жидким металлом) – применяется для наплавки изношенных поверхностей, в том числе износостойкими металлами и сплавами;

• Нанесение газотермических покрытий (плазменное и пламенное порошковыми материалами) – применяется для повышения износостойкости и защитных свойств восстанавливаемых поверхностей;

• Холодное пластическое деформирование (раздача, вытяжка, раскатка, осадка, правка, накатка, обжим, чеканка и др.) – восстановление изношенных поверхностей и формы деталей;

• Горячее пластическое деформирование (давление в закрытом штампе, гидротермическая раздача, термопластический обжим, ротационное деформирование и др.) – восстановление изношенных поверхностей и формы деталей, а также восстановление профиля зубчатых, шлицевых и других аналогичных поверхностей;

• Гальванические процессы (железнение, хромирование, никелирование, цинкование, меднение, кадмирование и др.) – восстановление поверхностей с малым износом (0,2 – 0,5 мм), повышение прочности и коррозионной стойкости поверхности деталей;

• Нанесение полимерных материалов (напылением, газопламенным способом, в электростатическом поле, центробежным намазыванием, шпателем, кистью, валиком, литьем, под давлением, опрессовкой) – восстановление формы поверхностей облицовок и оперений, восстановление антифрикционных, электроизоляционных и декоративных покрытий, восстановление герметичности соединений;

• Применение ремонтных размеров (индивидуальных, категорийных) – обработка под ремонтный размер с сопрягаемой деталью;

• Применение дополнительных деталей (обрезка и приварка быстроизнашивающихся элементов, бандажирование, постановка и приварка втулок и вкладышей и т. д.) – восстановление рабочих органов почвообрабатывающих и других аналогичных машин, восстановление размеров профильных поверхностей, отверстий, устранение трещин;

• Проведение химико-термических процессов (цементация, азотирование, диффузионное хромирование в вакууме и др.) – поверхностное упрочнение деталей и восстановление размеров с износом до 0,02 мм;

• Электромеханическая обработка (высаживание и выглаживание) – восстановление поверхностей неподвижных сопряжений с износом до 0,2 мм;

• Электрофизическая обработка (электроконтактная подводная, электроабразивная, электроэрозионная) – обработка наплавленных поверхностей с высокой твердостью;

• Электрохимическая обработка (анодно-механическая, абразивным инструментом с принудительной подачей электролита и др.) – обработка наплавленных поверхностей с высокой твердостью;

• Пайка – восстановление герметичности соединений и трубопроводов, восстановление инструмента;

• Термическая обработка (отпуск, нормализация, отжиг, закалка, улучшение) – восстановление физико-механических характеристик и структуры материала, упрочнение.

Кроме перечисленных способов обработку наплавленных (восстановленных) поверхностей производят также всеми видами рассмотренных ранее лезвийных и абразивных инструментов. Часто детали обрабатывают этими методами и в процессе подготовки их изношенных поверхностей под восстановление.