6. Наплавка и напыление материала

В последнее время для повышения надежности и долговечности деталей машин все более широко применяют наплавку на рабочие поверхности деталей из металла с высо­кими эксплуатационными свойствами.

Газовой наплавкой упрочняют детали автомобилей, тракторов и других машин, из­готовленные из сталей 35, 40 и 45 (стартерные шестерни маховика, распределительные валики). Рекомендуется также упрочнять и восстанавливать этим способом детали из низ­ко- и среднелегированных сталей 20Х, 20X3, 18ХГТ, ЗОХ, 35Х, 40Х (хромистых), 20ХН, 40X11, 12ХИЗ (хромоникелевых) и 15ХФ (хром о ванадиевой): зубчатые колеса, валы коро­бок передач и трансмиссий, детали рулевого механизма. Детали из этих сталей в процессе изготовления, как правило, проходят полную термическую обработку и при ремонте те­ряют начальные свойства в результате нагрева при наплавке. Если повторная после на­плавки термическая обработка невозможна ияи нежелательна, наплавку металла на такие детали проводят с охлаждением, опуская всю деталь, за исключением места, подвергаемо­го наплавке, в ванну с водой. При упрочнении наплавкой присадочный материал выбира­ют более износостойкий, чем основной, для повышения износостойкости деталей.

Наиболее широко применяют газовую наплавку на рабочие поверхности инстру­ментов из твердого сплава сормайт, дающего возможность получать наплавленные слои толщиной 0,5 мм и более. Сормайт часто наплавляют с помощью ацетиленокислого пламени. В качестве основного металла для наплавки сормайта рекомендуются углеро- дистые стали, особенно У8А. Его можно наплавлять на легированные инструментальные (5ХНМ, ЗХВ8,4ХВС) и низколегированные конструкционные (40ХН, 40Х) стали.

При наплавке деталей углеродистыми и низколегированными сталями допускается значительное проплавление основного металла детали, а при наплавке сормайтом допус- , тимо расплавление лишь на глубину в несколько десятых долей миллиметра, иначе про­исходит смешение основного и наплавляемого металлов, изменение химического соста­ва и ухудшение свойств наплавленного слоя.

Толщину наплавленного слоя устанавливают в зависимости от условий работы де­тали и глубины износа поверхности. По данным отдела сварки ЦНИИТМАШа, для дета­лей, работающих на истирание, толщина слоя не должна превышать 2,5 ... 4 мм, для режущих кромок инструмента 1,5 ... 3 мм, для деталей инструмента, испытывающих небольшую ударную нагрузку, 2 мм. При ручной наплавке колебание толщины слоя мо­жет быть в пределах 0,25 ... 0,5 мм.

Сормайтом № I чаще наплавляют слой толщиной 0,5 ... 5 мм и лишь иногда (на­пример, для ножей бесцетрово'шлифовальных станков и линеек прокатных станов при ширине поверхности не менее 10 мм) толщиной 12 ... 16 мм. Толщина слоя сормайта № 2 обычно 1,5 ... 3,5 мм, а в отдельных случаях 7 ... 10 мм. Покрытие толщиной больше 1,5 мм обычно получают из нескольких слоев, так как при покрытии в один слой сплав перемешивается с основным металлом. Если износ детали больше допус­тимой толщины наплавки сормайтом, на поверхность предварительно наплавляют присадочный материал, близкий по свойствам к основному металлу детали, и только после этого - слой сормайта.

Для уменьшения деформирования детали при наплавке применяют различные при­способления, в частности, пластины из красной меди, подкладываемые под деталь дяя отвода тепла. Для получения наплавленной поверхности с ровной кромкой по бокам детали устанавливают угольные или графитовые пластины, а для предохранения отвер­стий от затекания сплава вставляют графитовые или угольные стержни. Чтобы сохра­нить основные размеры детали, часто приходится снимать с поверхности, подлежащей наплавке, по всей ее ширине фаски толщиной, равной толщине слоя наносимого сплава. При наплавке металла на режушие кромки нельзя делать выточку или снимать фаску под углом 45°, так как это приводит к непровару в прямых и острых углах, а также к вы­крашиванию.

Наплавку сормайтом деталей строительных и дорожных машин, где требуется вы­сокая износостойкость, можно производить электродуговым способом на постоянном и переменном токе. В этом случае производительность выше, но качество покрытия хуже. Кроме того, присадочный матерная (пруток сплава диаметром 5 ... б мм) должен быть покрыт обмазкой толщиной 1,4 ... 1,9 мм. Обычный состав обмазки: 46 % мрамора, 33 % плавикового шпата, 4 % металлического марганца, 10 % алюминия, 2 % серебристого графита, 5 % феррохрома, 3,0 - 3,5 % стекла (от веса сухой смеси), 1,5 % бентонита (от веса сухой смеси).

Повышение износостойкости деталей машин в значительной степени зависит от со­ответствия присадочного материала материалу детали, а также от точного выполнения технологии наплавки.

Повышение износостойкости наплавленных слоев достигается различными спосо­бами, Легирование металла, наплавленного под флюсом, можно производить легирован­ной проволокой при обычном флюсе; специальной проволокой (с легирующим порош­ком внутри), специальным флюсом; покрытием поверхности пастой и порошком.

■У' Электродные материалы и фиюсы, наиболее часто применяемые при механизиро­ванной наплавке, указаны в табл. 9.21, Металл с высокой износостойкостью часто на­плавляют, используя высоколегированную проволоку, изготовляемую из листовой стали 08, свернутую в трубку и заполненную порошковой шихтой, представляющей собой смесь ферросплавов и других материалов.

Широко распространена полуавтоматическая и автоматическая наплавка с приме­нением порошковой проволоки. Механизированной наплавкой упрочняют детали из ма­ло-, средне углеродистых и низколегированных сталей, а также некоторые детали из се­рого чугуна. Наплавку под слоем флюса примеляют для деталей, подвергающихся и не подвергающихся последующей термической обработке. Закаленные детали перед на­плавкой не требуют термической обработки.