3.10 Повышение эксплуатационных свойств покрытий дополнительной обработкой

Для повышения служебных свойств покрытий их часто подвергают дополнительной обработке. Наибольшее распространение получили следующие методы:

1. Спекание – выполняется при объемном нагреве детали. Различают:

- твердофазное спекание: ;

- жидкофазное спекание:

Образующаяся при плавлении жидкая фаза проникает в нисплошности. Таким образом снижается пористость и повышается прочность.

Спекание применяют в основном для композиционных покрытий с разной фаз.

Рис. 52 Спекание

2. Поверхностное пластическое деформирование (ППД) – за счет деформации сдавливанием покрытие уплотняется соответственно снижается пористость, повышается прочность и плотность.

Однако метод не применим для сверхтвердых и хрупких покрытий – происходит их разрушение (трещины) и откалывание.

Рис. 53 Поверхностное пластическое деформирование

3. Оплавление - осуществляется местным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ), газовой горелкой или электрической дугой.

Данный метод в основном применяют для покрытий из так называемых «самофлюсующихся» сплавов (например Ni – Cr – Si - B). Самофлюсование – самопроизвольное удаление окислов и оксидов с поверхности частиц покрытия при их оплавлении. Образующиеся в покрытии окислы (например SiO₂, B₂O₃) растворяются с образованием стекловидных шлаков, которые всплывают на поверхность покрытия. Благодаря этому снижается пористость и повышается прочность сцепления.

Самофлюсующиеся покрытия имеют в своем составе легко окисляющиеся элементы Si и B.

4. Обработка высококонцентрированными источниками нагрева (ВКИН) – лазерная и плазменная обработка. При этом крупнозернистая слоистая структура покрытия преобразуется в высокодисперсную с равномерно распределенными карбидами легирующих элементов (рис. 52). В результате повышается твердость, износостойкость, прочность сцепления с основой, снижается пористость.

Рис. 52 Влияние ВКИН на размер зерна в покрытии

Обработка ВКИН применяется как для покрытий из самофлюсующихся сплавов, так и других, в том числе тугоплавких, керамических, композиционных и. т.д.

5. Механическая обработка – из-за высокой твердости и хрупкости покрытий и их малой толщины затруднено применение точения, фрезерования, строгания. Поэтому в основном используют шлифование абразивными или алмазными кругами, и при необходимости – полирование – для декоративных покытий.

3.11 Принципы проектирования оборудования для наплавки и напыления

Переделка токарно-винторезного станка для целей наплавки состоит во введении в его кинематическую цепь отдельных звеньев, дающих возможность получать необ­ходимые для наплавки числа оборотов шпинделя и вели­чины подач.

В настоящее время наша промышленность выпускает несколько марок наплавочных аппаратов, предназначен­ных для работы вместе с токарно-винторезными станками.

Рис. 53 Наплавочный аппарат А-580М.

1 – подающий механизм; 2 – мундштук; 3 – колонна с суппортом; 4 – ка­тушка; 5 – выключатель; 6 – механизм вертикального перемещения; 7 – пульт управления; 8 – бункер

На предприятиях, производящих ремонт строительных и дорожных машин, широкое распространение получили наплавочные аппараты А-580М, выпускаемые Павлоградским заводом химического машиностроения.

Наплавочный аппарат типа А-580М рассчитан на рабо­ту в сочетании с токарно-винторезным станком Д163, на суппорте которого он легко устанавливается. Максимальный диаметр наплавляемого изделия 650 мм. Для получения необходимых скоростей наплавки частота вращения шпин­деля станка должна быть равна 0,5 – 4 мин^-1. С этой целью между двигателем станка и приемным валиком коробки скоростей станка ставится понижающий редуктор. Ап­парат рассчитан на электродную проволоку диаметром 1 – 3 мм; подающий механизм аппарата обеспечивает ее движение со скоростями от 49 до 408 м/ч. Изменение ско­ростей подачи производится соответствующим подбором сменных шестерен подающего механизма. Скорость на­плавки регулируется переключением скоростей в коробке станка. Наплавка производится постоянным током до 600 А. В качестве источника питания дуги могут применяться сварочные преобразователи ПС-300, ПС-500, ПСО-500, сварочные выпрямители ВС-300 и др.

На рис. 53 показан общий вид аппарата А-580М. По­дающий механизм служит для подачи электродной прово­локи в плавильную зону. Он состоит из редуктора и элект­родвигателя типа АОЛ-12-4 и имеет 18 сменных шестерен с числом зубьев от 16 до 50 (через два зуба). Мундштук предназначен для наплавления электродной проволоки и подвода к ней сварочного тока. Аппарат комплектуется мундштуком А-580М-3 для проволоки диаметром 2 – 3 мм и мундштуком А-580М-4 для проволоки диаметром 1 – 1,8 мм. Наконечники мундштуков сменные, так как подвержены быстрому изнашиванию. Механизм вертикального пере­мещения – червячный редуктор (выходной вал его яв­ляется ходовым винтом) – приводится в движение элект­родвигателем АОЛ-12-4. Перемещение механизма ограни­чено концевым выключателем. Колонна с суппортом кре­пится к кронштейну, закрепленному на суппорте станка. Конструкция кронштейна меняется в зависимости от кон­струкции суппорта станка. По колонне перемещается гиль­за с установленным на ней подающим механизмом, катушкой для электродной проволоки, кронштейном для бункера и пультом управления. Гильза перемещается ходовым вин­том механизма подъема. Из бункера вместимостью 11 л флюс непрерывно подается в плавильную зону. Нижняя часть бункера заканчивается патрубком, на который надета ре­зиновая трубка с наконечником, удерживающим флюс на изделии. На пульте размещены кнопки управления аппа­ратом и двигателем токарно-винторезного станка. Включе­ние головки на сварку осуществляется кнопкой «пуск». Для прекращения подачи проволоки служит кнопка «стоп-1», а для отключения сварочного тока – кнопка «стоп-2».