9.21. Электродные материалы и флюсы, применяемые при механизированной наплавке

Назначение наплавки	Материал электрода (марка стали)	Флюс
Защита от коррозии и эрозии деталей гидротехнических сооружений	12X1SH9T	АН-26
Облицовка деталей (из закаливающихся сталей) перед наплавкой	08	АН-348
Восстановление изношенных деталей	65Г	АН-60
Восстановление изношенных поверхностей деталей из стали 40Х с твердостью НВ 300 ... 400 до твердости НВ 320 ... 377	ЗОХГСА	АН-348-А
Восстановление размеров изношенных валков прокатных станков перед износостойкой наплавкой	08, 08Г, 10Г2, 15, 15Г, 10ГС	АН-34 8-Ш, ОСЦ-45, АН-348-А, ОСЦ-45
Восстановление размеров изношенных валков перед на­плавкой износостойкого слоя; наплавка поверхности бур­тов и менее нагруженных калибров без повышения изно­состойкости	18ГСА, ЗОХГСА, 40Г, 45, 60, 60Г	АН-348-А, ОСЦ-45
Восстановление размеров, повышение износостойкости и коррозионной стойкости	20X13, Х20	АН-20, АН- 22
Покрытие деталей подпятников и подшипников крупных турбогенераторов перед заливкой баббитом	Медь 2	АН-20

Износостойкость прокатных валков из стали 60ХГ, покрытых сталью ЗХ2В8, в 2 — 4 раза выше износостойкости закаленных валков без наплавки. Износостойкость наплавленного под флюсом ЖС-320 металла валков из стали 55Х составляет 180 - 200 % износостойкости основного металла. Стойкость опорных катков, наплавленных прово­локой ЗОхГСА под флюсом АН-348-А, в 5 раз выше, чем стойкость катков, наплавлен­ных электродом с меловой обмазкой. Поверхностная закалка позволяет увеличить стой­кость еще в 2 раза.

Электрошлаковая наплавка основана на выделении теплоты в расплавленном флю­се под действием электрического тока. Процесс обычно сочетается с принудительным формированием поверхности металлической ванны кокилем, подкладкой или ползуном. Высоколегированный наплавленный слой получают главным образом за счет присадоч­ного металла (проволоки, проката, отливок, порошковой и электродной проволоки). Электрошлаковая наплавка имеет следующие преимущества перед дуговой: уменьшает­ся (с 30 -40 до 10-15 %) доля основного металла в наплавленном слое; снижается рас­ход флюса; лучЩе используется электроэнергия; увеличивается коэффициент наплавки (до 20 ... 25 г/(Ач)); не приходится удалять шлаковую корку, так как наплавку обычно ведут в один проход. Принудительное формирование наплавленного слоя позволяет со­кращать припуски на механическую обработку; уменьшается вероятность образования пор и шлаковых включений (легче удаляются газы и всплывают примеси). Меньшие скорости охлаждения и лучшие условия кристаллизации способствуют понижению склонности металла к образованию горячих трещин, так что иногда удается наплавлять высококачественные слои при содержании углерода в наплавленном металле до

5. - 2 %. В большинстве случаев отпадает надобность в предварительном подогреве металла, так как в процессе наплавки он достаточно нагревается.

Этот способ наплавки целесообразен там, где необходимо наплаалять большое количество металла и при больших партиях деталей. Поверхности деталей могут быть плоские и цилиндрические.

Металлизация напылением заключается в том, что на заранее подготовленную поверхность любой формы наносят металлическое покрытие путем распыления жидкого металла струей сжатого воздуха. Для этого используют специальные аппараты - метал- лизаторы. В зависимости от источника теплоты, используемого для расплавления метал­ла, различают газовую, электрическую и плазменную металлизацию. Первая (источник теплоты - газовое пламя) широко распространена за рубежом. В нашей стране чаше применяют электрическую металлизацию (источник теплоты - электрическая дуга). Ме­талл может подаваться в аппарат в виде проволоки, порошка или ленты.

Наряду с газовой металлизацией и электрометаллизацией начинают применять плазменное напыление металлов. Ввиду высокой температуры плазмы становится воз­можным напыление тугоплавких металлов и керамики. В промышленности используют следующие установки для нанесения материалов на внутренние и наружные поверхно­сти деталей машин: электрометаллизаторы ЭМ-3, ЭМ-6, ЭМ-9 для распыления проволо­ки; МНП-1-57 - для напыления оксида алюминия в виде специальных стержней; УПН-5-60 - для напыления порошкового материала; УПР-1-59 - для напыления туго­плавких и высокодисперсных материалов (оксида алюминия, дисилицида молибдена); УПМ-1-61 -для плазменного напыления.

Подробно оборудование, технологические процессы и применение металлизации напылением для повышения долговечности и надежности машин описаны во многих работах. При назначении способа металлизации следует учитывать его достоинства и недостатки.

К достоинствам металлизации относят возможность наращивать на шейки валов машин, станины станков и другие детали слои стали толщиной 1,5 мм и более с требуе­мыми физико-механическими свойствами. Нанося слои металлов со специальными свойствами, можно повысить не только износостойкость деталей, но и другие эксплуа­тационные свойства, например, жаро- и коррозионную стойкость. Первоначальные свойства основного металла вследствие незначительного нагрева в процессе напыления не изменяются. К достоинствам металлизации следует также отнести сравнительную простоту и малую стоимость этого способа упрочнения.

Основные недостатки металлизации: хрупкость нанесенного слоя; не всегда доста­точная прочность сцепления с основным металлом; снижение механической и особенно усталостной прочности деталей из-за уменьшения размеров и нарушения целости их рабочей поверхности при подготовке к металлизации и трудность последующей механи­ческой обработки. Данные о применении и режимах газовой металлизации приведены в табл. 9.22.

6. Выбор способов повышения долговечности деталей машин

Каждый класс деталей должен отвечать определенным условиям работы. Исходя из этих условий, они, как правило, имеют определенные виды повреждений, для предот­вращения которых применяют различные технологические методы, приведенные выше. Ниже в табл. 9.23 приведены экономически вытодные способы повышения долговечно­сти ряда деталей.

Область применения покрытия	Распыляемый материал	Расстояние до напыляемой поверхности, мм			Давление
		ручными аппаратами	механизиро­ванными аппа­ратами	’Пламя	сжатого воздуха*	Примечание
Защита от коррозии	Алюминий, цинк и сплавы алюми­ния	80 ... 150	150 ... 250	Слегка восста­новительное или нейтральное	Высокое	Для коррозионно-стойкой стали нейтральное пламя
Металлизация: валов для подвиж­ных посадок валов для неподвижных посадок двухслойных под­шипников скольже­ния	Сталь 0,5 - 1 % С Сталь 0,2 - 1 % С Бронза и сплавы алюминия	180 ...200 120 ... 150 100... 150	250 ...300 200 ... 250 180 ...250	Нейтральное Нейтральное или окисли­тельное	Среднее до высокого Низкое до высокого Среднее	Для бронзы слегка окисли­тельное пламя, для сплавов слегка, восстановительное пламя
для уплотнения стальных деталей деталей из дерева, картона, материи, стекла, фарфора, пластмасс	Сталь ■в,б - 1 %С Алюминий, Йинк, олово	200... 220 280 ... 350	300 ... 350 400 ... 500	Нейтральное	Высокое	Избегать термических на­пряжений, для чего преры­вать металлизацию полых деталей Учитывать длину факела пламени; стекло подогре­вать, полые фарфоровые детали охлаждать
для заделки раковин в сером чугуне	Сталь	100 ... 150	200... 250	Нейтральное или окисли­тельное	Низкое до высокого	Для чугунных деталей, чув­ствительных к напряжениям, большее расстояние при распылении
Нанесение слоя молибдена	Молибден	80... 130	200 ... 300	10%-ное окис- лительное	Низкое	-