7.1.6. Упрочнение быстроизнашивающихся поверхностей

Для упрочнения быстроизнашивающихся поверхностей используют два метода: наплавка композиционным сплавом непосредственно на деталь методом пропитки износостойких зёрен сплавом-связкой в термических печах и армирование поверхностей унифицированными футерованными элементами (УФЭ), предварительно наплавленными композиционным сплавом.

Методом пропитки упрочняют контактные поверхности тарели и сёдла газоотсекающих клапанов диаметром 800 мм и другие детали, имеющие форму тел вращения.

Особо следует отметить армирование рабочих поверхностей УФЭ, позволяющее упрочнять любые по форме и размерам детали. Так армируют узлы и детали загрузочного устройства: балку-рассекатель, внутреннюю коническую поверхность седла газоотсекающего клапана, приёмную часть затвора, поверхность челюстей шихтового затвора, защитные кольца штанги, внутреннюю поверхность воронки, наружную поверхность склизи и др.

УФЭ представляет собой плоскую трубу размером 120х25 мм с толщиной стенки 5 мм, предварительно наплавленную композиционным сплавом. Трубу изготавливают из стали 10 протяжкой через специальные валки, при этом отклонение от номинальных размеров не более 2% по ширине и 10% по толщине.

Наплавку выполняют двумя способами:

1. Трубу собирают в пакеты по 20 шт.; нижнюю часть герметизируют приваркой заглушек, а верхнюю приваривают к трубчатой решётке, которая служит основанием контейнера для сплава-связки. Сварные швы у труб и контейнера проверяют на плотность керосином. После этого полости труб заполняют зёрнами релита или дроблёными твёрдыми сплавами типа ВК, ТК, (Ti, Cr)B₂ или КНТ. В качестве сплава-связки используют марганцевый мельхиор марки МНМц-60-20-20. Нагрев ведут с максимально возможной скоростью до 1150^оС и после двухчасовой выдержки охлаждают со скоростью примерно 100^оС/ч в печи до 450^оС, а затем на воздухе. Наплавленные трубы отделяют от трубной решётки газовой резкой, слой окалины удаляют дробеструйной обработкой.

2. Для многократного использования оснастки, увеличения производительности наплавки предлагают наплавлять трубы с использованием автовакуумного эффекта. Рост плёнок, образующихся на внутренних стенках контейнеров, наблюдается только при нагреве до 600^оС, при дальнейшем же повышении температуры толщина плёнок быстро уменьшается. Явление поглощения газов металлами и самопроизвольная очистка поверхностей при нагреве в замкнутой воздушной среде без доступа воздуха получило название автовакуумного эффекта. Пакеты устанавливают в ванны со сплавом-связкой при температуре 20…1200^оС. После выдержки в печи при 1150+50^оС в течение 4,5 ч их снимают с ванн и заменяют новыми. Общее время наплавки не превышает 12 ч. После наплавки элементы очищают от окалины дробеструйной обработкой. В случае необходимости их можно сгибать по шаблону или в штампе, нагревая на 20…50^оС выше температуры начала кристаллизации матрицы композиционного сплава. Для матрицы из сплава МНМц-60-20-20 температуры нагрева при гибке принимают 1100…1200⁰С.

УФЭ укладывают на быстроизнашивающиеся поверхности, приваривают малоуглеродистой проволокой марки Св-08Г2С в среде углекислого газа. Для предохранения от износа поверхности сварного шва облицовывают композиционным сплавом электродуговым способом специальными трубчатыми электродами.

УФЭ с изменяемой толщиной композиционного сплава армируют рабочие поверхности, воронки, лотки защитных колец и другие детали для бесконусного загрузочного устройства доменной печи.