- •Пластическое деформирование, наплавка, напыление и плакирование для восстановления и упрочнения деталей машин
- •Оглавление
- •Предисловие
- •1. Цель и задачи изечаемого курса. История развития теории и практики восстановления быстроизношивающихся деталей оборудования
- •Цель и задачи изучаемого курса
- •1.2. История развития теории и практики восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся деталей оборудования
- •2. Условия работы и характер износа деталей оборудования и технологического инструмента. Виды изнашивания
- •2.1. Условия работы и характер износа деталей оборудования и технологического инструмента
- •2.1.1. Причины разрушения деталей
- •2.1.2. Вида внешнего трения, вызывающие отказы деталей по износу
- •2.2. Виды изнашивания
- •2.2.1. Характеристики основных видов изнашивания
- •3.2. Выбор состава и свойств упрочняющих покрытий
- •3.2.1. Виды основного металла
- •3.3. Области применения
- •3.3.1. Строительные машины
- •3.3.2. Землечерпальные суда
- •3.3.3. Металлургическое оборудование
- •3.3.4. Железнодорожный подвижной состав
- •3.3.5. Сосуды высокого давления
- •3.3.6. Прочие изделия
- •4. Современные наплавочные материалы. Материалы для восстановительной и износостойкой наплавки. Коррозионностойкие наплавочные материалы. Характеристика, свойства и области применения
- •4.1. Материалы для восстановительной и износостойкой наплавки
- •4.1.1. Наплавочная проволока сплошного сечения
- •4.1.2. Покрытые электроды для ручной дуговой наплавки
- •4.1.3. Наплавочные ленточные электроды
- •4.1.4. Флюсы
- •4.1.5. Порошковая проволока
- •4.1.6. Карбид вольфрама
- •4.1.7. Прутки для наплавки
- •4.2. Материалы для износостойкой наплавки, классифицируемые по виду структуры наплавленного металла
- •4.2.1. Перлитно-сорбитные материалы
- •4.2.2. Мартенситные материалы
- •4.2.3. Аустенитно-мартенситные материалы
- •4.2.4. Аустенитные материалы
- •4.3. Коррозионно-стойкие наплавочные материалы
- •4.3.1. Коррозионно-стойкая сталь
- •4.3.2. Никель и его сплавы
- •4.3.3. Медь и её сплавы
- •5.1. Основной металл
- •5.2. Свариваемость основного металла
- •5.2.1. Понятие свариваемости
- •5.2.2. Состав и твёрдость наплавленного металла
- •5.2.3. Структурная диаграмма Шеффлера
- •5.2.4. Переход углерода
- •5.3. Роль среды при наплавке
- •5.3.1. Газовая наплавка
- •5.3.2. Дуговая наплавка
- •5.4. Погонная энергия и скорость охлаждения
- •5.5. Режимы наплавки
- •5.5.1. Прокалка наплавочных материалов
- •5.5.2. Обработка поверхности перед наплавкой
- •5.5.3. Предварительный нагрев
- •5.5.4. Газовая наплавка
- •5.5.5. Дуговая наплавка покрытыми электродами.
- •5.5.6. Дуговая наплавка в среде со2
- •5.5.7. Наплавка под флюсом электродной проволокой
- •5.5.8. Наплавка под флюсом ленточным электродом
- •5.6. Доля основного металла в металле наплавки
- •5.6. Термообработка после наплавки
- •5.6.1. Термообработка после износостойкой наплавки
- •5.6.2. Термообработка после коррозионно-стойкой наплавки
- •6.1. Общая характеристика технологии напыления
- •6.1.1. Общие сведения
- •6.1.2. Преимущества технологии напыления
- •6.1.3. Недостатки технологии напыления
- •6.2. Практика напыления
- •6.2.1. Подготовка к напылению
- •6.2.2. Напыление
- •6.2.3. Последующая обработка
- •6.2.4. Чистовая обработка покрытий
- •6.3. Способы напыления, их сущность
- •6.3.1. Газопламенное напыление
- •6.3.2. Детонационное напыление
- •6.3.3. Дуговая металлизация
- •6.3.4. Плазменное напыление
- •6.3.5. Электроимпульсное нанесение покрытий
- •6.3.6. Нанесение металлических покрытий методом плакирования гибким инструментом
- •6.3.7. Нанесение металлических покрытий методом дробного плакирования гибким инструментом
- •6.4. Напыляемые материалы
- •6.4.1. Напыляемые материалы в виде проволоки
- •6.4.2. Прутковые напыляемые материалы
- •6.4.3. Порошковые напыляемые материалы
- •6.5. Прочность сцепления покрытия с основным материалом и между собой
- •6.6. Пористость и плотность покрытия
- •6.7. Термообработка после нанесения покрытия
- •6.7.1. Термообработка
- •6.7.2. Диффузионная обработка
- •6.7.3. Оплавление напылённых покрытий из самофлюсующихся сплавов
- •7. Технология восстановления и упрочнения наплавкой и напылением деталей металлургического и горнорудного оборудования
- •7.1. Наплавка
- •7.1.1. Наплавка молотков молотковых дробилок
- •7.1.2. Наплавка валков коксовых дробилок аглофабрик
- •7.1.3. Наплавка колосников грохотов дробилок агломерата
- •7.1.4. Наплавка зубьев звёздочек привода агломерационной машины
- •7.1.5. Наплавка деталей загрузочных устройств доменных печей
- •7.1.6. Упрочнение быстроизнашивающихся поверхностей
- •7.1.7. Наплавка буров для вскрытия чугунных лёток доменных печей
- •7.1.8. Наплавка цапф металлургических ковшей
- •7.1.9. Наплавка плунжеров пакетировочных прессов
- •7.1.10. Наплавка хоботов завалочных машин
- •7.1.11. Наплавка кернов клещевых кранов
- •7.1.12. Наплавка подпятника домкратной тележки
- •7.1.13. Наплавка прокатных валков
- •7.1.14. Износостойкая автоматическая наплавка прокатных валков
- •7.1.15. Электрошлаковая наплавка валков
- •7.1.16. Наплавка валков профилегибочных станов
- •7.1.17. Наплавка роликов рольгангов
- •7.1.18. Наплавка роликов листоправильных машин
- •7.1.19. Наплавка ножей ножниц блюминга
- •7.2. Плазменное напыление
- •7.2.1. Напыление калибров
- •7.2.2. Напыление матриц для горячего прессования тугоплавких металлов
- •7.2.3. Напыление пуансонов и направляющих роликов
- •8.1. Формирование упрочнённого слоя деталей методом ппд
- •8.1.1. Обкатка роликами и шариками
- •8.1.2. Зона деформирования при ппд
- •8.2. Остаточные напряжения и связь состояния поверхности с эксплуатационными свойствами деталей
- •8.2.1. Влияние обкатки на износ деталей
- •8.2.2. Влияние ппд на характеристики усталостной прочности
- •9. Оборудование и технология для ппд (обкатывание, выглаживание, ультразвуковая обработка, чеканка, упрочнение проволочным инструментом, обработка дробь и др.)
- •9.1. Приспособления для обкатки роликами и шариками
- •9.2. Алмазные выглаживатели
- •9.3. Отделочно-упрочняющая обработка
- •9.4. Чеканка
- •9.4.1. Чеканочные устройства
- •9.4.2. Многобойковое чеканное устройство
- •9.5. Дробеструйный наклёп
- •9.5.1. Дробемётные установки
- •9.6. Упрочнение энергией взрыва
- •10. Дефекты наплавок и напыления. Причины образования и методы их обнаружения
- •10.1. Дефекты наплавки и меры их предотвращения
- •10.1.1. Трещины
- •10.1.2. Поры
- •10.1.3. Подрезы
- •10.1.4. Шлаковые включения
- •10.1.5. Непровар
- •10.1.6. Несплавления
- •10.1.7. Наплывы и натёки
- •10.1.8. Прожог
- •10.1.9. Пористость и ноздреватость
- •10.1.10. Кратеры
- •10.1.11. Деформации и коробления наплавленных изделий
- •10.2. Методы контроля наплавленных деталей
- •10.2.1. Металлографические методы контроля
- •10.2.2. Контроль твёрдости наплавленного металла
- •10.2.3. Контроль химического состава наплавленного металла
- •10.2.4. Просвечивание металла рентгеновскими и гамма-лучами
- •10.2.5. Контроль при помощи ультразвука
- •10.2.6. Магнитная дефектоскопия наплавленных деталей
- •10.2.7. Люминесцентный метод контроля
- •10.2.8. Метод окрашивания
- •10.3. Дефекты покрытия и меры их предотвращения
- •10.4. Свойства напылённых покрытий и их испытания
- •10.4.1. Испытания на прочность сцепления
- •10.4.2. Износостойкость и фрикционные свойства напылённых покрытий
- •10.4.3. Жаростойкие и теплоизоляционные характеристики покрытий
- •Заключение
- •Вопросы самоконтроля для студентов
- •Библиографический список
7.1. Наплавка
7.1.1. Наплавка молотков молотковых дробилок
Молотки известковых дробилок агломерационной фабрики предназначены для измельчения известняка, поступающего в шихту агломерата. Основным требованием, обеспечивающим высокую работоспособность молотков, является стойкость против истирания и частых ударных нагрузок. Этим требованиям вполне соответствует биметаллический молоток, изготовленный из недорогого пластичного металла (штампованная заготовка из стали Ст5) с рабочей поверхностью, наплавленной износостойким сплавом.
Наплавляют рабочие поверхности – торец и две боковые грани. Молотки наплавляют слоем отбелённого чугуна. Наплавку выполняют чугунной литой электродной лентой под флюсом (низкокремнистый флюс АН-28).
7.1.2. Наплавка валков коксовых дробилок аглофабрик
Коксовые валковые дробилки агломерационных фабрик предназначены для измельчения кокса, поступающего в шихту при производстве агломерата. Валки изготавливают сборными со сменными рабочими бандажами. В процессе эксплуатации валков на их поверхности в результате интенсивного абразивного износа образуются кольцевые выемки.
Главная особенность процесса автоматической наплавки бандажей, обеспечивающей минимальные простои дробилок, является необходимость наплавки валков непосредственно в рабочей клети или на специальном стенде, установленном возле дробилок в собранном виде с буксами. Для наплавки валков непосредственно в клети применяют порошковую проволоку с внутренней защитой марки ПП-У15Х12М-0 и ПП-У20Х12В3Ф, а при наплавке под флюсом на отдельной установке – порошковую проволоку марки ПП-У25Х25Н4С4 (наплавленный металл типа сормайт 1).
В таблице 7.1. представлена характеристика наплавленного металла, выполненного перечисленными порошковыми проволоками.
Таблица 7.1
Химический состав и твёрдость наплавленного металла
Марка электродного материала |
Способ наплавки |
Химический состав наплавленного металла, % |
Твёрдость HRC |
||||
C |
Cr |
Si |
Mn |
Про-чие
|
|||
ПП-У15Х12М-0 |
Автомати-ческая без защитного газа и флюса |
1,6 |
11,5 |
0,5 |
0,7 |
0,85 Мо |
40… 45 |
ПП-У20Х12В3Ф |
1,75 |
11 |
0,6 |
0,8 |
3,5W; 1,5V; 0,5Ni |
45… 50 |
|
ПП-У25Х25Н4С4 |
Автомати-ческая под флюсом АН-20 |
2 |
24 |
3,5 |
1,8 |
3,6Ni |
48… 54 |
7.1.3. Наплавка колосников грохотов дробилок агломерата
На агломерационных фабриках грохоты работают в наиболее тяжёлых условиях по сравнению с другими видами оборудования. Динамические, абразивные и тепловые нагрузки вызывают интенсивный износ деталей грохота. Колосники изнашиваются более чем на 50% по высоте сечения, причём их износ особенно значителен в средней части (для крупных решёток) и в местах крепления (для мелких решёток).
Наиболее эффективна наплавка сплошным слоем в поперечном направлении колосника.
Технология наплавки: сначала колосник наплавляют с одного конца на участке длиной 120…150 мм. В то время, как этот участок остывает, такой же участок наплавляют на другом конце колосника. Затем снова наплавляют участок на первом конце и т.д.
При такой наплавке исключается деформация колосников. Наплавку производят постоянным током обратной полярности порошковой проволокой ПП-АН-124 диаметром 2,8 мм, ток 500…520 А, напряжение 28…30 В, скорость подачи электрода 210 м/ч.
Стойкость колосников, упрочнённых таким методом, повышается в 2,5 раза по сравнению с не упрочнёнными колосниками.
На Челябинском металлургическом комбинате (ЧМК) применяют колосники, полученные из специального прокатного профиля из стали 60С2, разделённого пополам. Образующийся трапециевидный профиль наплавляют порошковой проволокой ПП-3Х2В8 слоем толщиной 7…8 мм. Стойкость колосников достигает нескольких межремонтных периодов работы агломерационной машины.