- •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
7.1.7. Наплавка буров для вскрытия чугунных лёток доменных печей
При использовании безводных лёточных масс прочность чугунной лётки повысилась на столько, что возникли трудности при вскрытии её обычными бурами, изготовленными из стали Ст3.
Наплавку буров релитом производят вручную газосварочной горелкой с применением буры, при этом поверхность, подлежащую наплавке, нагревают газосварочной горелкой до температуры 600…650оС. С целью исключения заточки наждачным кругом режущей кромки бура наплавку следует вести с применением формирующей пластины.
На наплавку одного бура расходуют 30 г материала. На вскрытие чугунной лётки такими бурами затрачивают 2…3 мин и расходуют один бур.
7.1.8. Наплавка цапф металлургических ковшей
Изношенные цапфы чугуновозов восстанавливают с помощью втулок. Для увеличения срока службы втулок их наплавляют порошковой проволокой ПП-3Х2В8 под флюсом АН-20 по следующему режиму:
Ток, А |
320…340 |
Напряжение на дуге, В |
30…32 |
Число слоёв наплавки |
3…4 |
Шаг наплавки, мм |
6…7 |
Скорость наплавки (окружная скорость вращения втулки), мм |
35…46 |
Температура предварительного подогрева, оС |
300…350 |
После наплавки втулки помещают в утеплённый короб для замедленного охлаждения и подвергают термической обработке по режиму: нормализация при 850оС, выдержка при этой температуре 0,5 ч, охлаждение на воздухе. Затем отпуск 700оС с выдержкой 2,5 ч, охлаждение на воздухе. Обработка – механическая (шлифовка).
Эффективен путь замены бронзовых втулок биметаллическими втулками, состоящими из стального корпуса и бронзовой рабочей поверхности, нанесённой путём наплавки проволокой БР АЖМц-10-3-1,5 под слоем флюса АН-20. Твёрдость наплавленного слоя в этом случае составляет НВ 170…175, а твёрдость цельных втулок из бронзового литья значительно меньше – НВ 120…125.
Применение биметаллических втулок позволяет экономить дорогостоящую бронзу и многократно использовать стальную основу.
7.1.9. Наплавка плунжеров пакетировочных прессов
Наиболее эффективным способом повышения срока службы плунжеров является наплавка их порошковой проволокой ПП-3Х2В8 под слоем флюса АН-20.
Перед наплавкой плунжеры нагревают до температуры 350…400оС. Для наплавки используют постоянный ток обратной полярности, т.е. катодом служит плунжер, анодом – электрод. Скорость наплавки порошковой проволокой ПП-3Х2В8 диаметром 3,6 мм – 40 м/ч при скорости подачи 56 м/ч. Сварочный ток 350 А при напряжении 25…30 В.
7.1.10. Наплавка хоботов завалочных машин
Низкая стойкость хоботов завалочных машин приводит к повышенному их расходу и к простоям завалочных машин во время замены хоботов.
Для изготовления хоботов используют сталь 35ХМЛ. После токарной обработки производят наплавку головки на длине 1865 мм порошковой проволокой ПП-3Х2В8 в два слоя толщиной по 2,5 мм и проволокой из стали Х18Н9Т в один слой толщиной 2,5 мм. Перед наплавкой хобот подогревают газовой горелкой до 300оС и после наплавки до 350оС. Навивку защитного слоя из проволоки из стали 30ХГСА диаметром 12 мм производят непосредственно на наплавочной машине.
Через 40 суток после начала эксплуатации проводят ремонт хобота. Выполняют повторную навивку защитного слоя по вышеуказанной технологии проволокой из стали 30ХГСА диаметром 12 мм. Приварка первого и последнего витков, повёрнутых на 90о к головке, и приварка по всей длине оплётки в четырёх местах на ширине 50 мм проводят на наплавочной машине. В местах скалывания твёрдого сплава проводят ремонт замковой части. В этих местах приваривают пластины из стали Ст3 размером 400х80х10 мм.
После такого ремонта хобот эксплуатируется более 6 месяцев, причём повторные ремонты не производятся.
