3.18. Состав и некоторые свойства покрытий из двухкомпонентных антифрикционных псевдосплавов

Псевдосллав (условное обозначение)	Состав и весовое соотношение компонентов	Предель­ная гру­зоподъем­ность в кГ/см2	Коэффициент тре­ния при удельном давлении в кГ/смг		НВ (при Р = 250 кГ,	Прира­баты-вае-мость
			50	100	а = 5 мм)
АЖ50 МЖ50 МС25 МС25 (термообрабо-танный)	Алюминий (50%)+сталь (50%) Медь (50%) + сталь (50%) Медь (75%) + свинец (25%) То же	105 110	0,0049 0,0061	0,0045 0,0053	37-44	0,58
		90 115	0,0056 0,0063	0,0035 0,0036	-	0,64
		105 140	0,0044 0,0044	0,0037 0,0042	35-37	0,47
		200 220	0,0039 0,0045	0,0033 0,0033	24-27	0,75
Примечания: 1. Грузоподъемность и коэффициент трения указаны: в числителе — для v = 1 м/сек; в знаменателе — для v = 4 м/сек. 2. Прирабатываемость баббита марки Б83 принята за 1.

Получение антифрикционных покрытий при по­мощи металлизации основано на пористости напыленных покрытий и их способности, пропитываясь смазкой, улучшать условия трения. При од­новременном распылении разнородных металлов возможно получение специ­альных антифрикционных псевдосплавов (табл. 3.18). Антифрикционные свойства таких покрытий сравнительно с некоторыми подшипниковыми сплавами пока­заны на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Износ и грузоподъемность металлизационных покрытий: 1 — сталь (100%); 2 — сталь (50%) + алюминий (50%); 3 — сталь (75%) + латунь (25%); 4 — сталь (75%) + медь (25%); 5 — медь (75%) + + ПОС-30 (25%); 6 — Бр. ОЦС 6-6-3 лития; 7 — Бр. ОФ 10-1 лития

Наиболее доступным средством замены в подшипниках скольжения оловян­ных бронз и баббитов является покрытие из латунной проволоки марки ЛС59-1, антифрикционные свойства которых близки к свойствам литых баббитов и бронз.

Полноценным заменителем лучших сортов баббита являются также покры­тия, образуемые при распылении биметаллической проволоки, содержащей свинец и алюминий в соотношении 1:1. Покрытия из образуемого при этом псев­досплава имеют следующую характеристику:

Плотность в Г/см³ ......................................................... 3,9

Твердость НВ ............................................................ 30,33

Сопротивление сжатию в кГ/мм² ………….................. 65

Относительное удлинение в %.................................... 0,5

Теплопроводность в кал/см • сек • град ................. 0.21

Коэффициент линейного расширения . .............. ….19,6 - 10^-6

Коэффициент трения ................................................ 0.0041

Масловпитываемость в % ...................... …………….5,2

Допускаемое удельное давление в кГ/см² ........... 180—200

Допускаемая окружная скорость в м/сек ........... ….. . 6—7

Биметаллическая свинцово-алюминиевая проволока может быть изготовлена с помощью несложного ручного приспособления, которое позволяет посредством протяжки через фильеру закатывать вокруг свинцовой проволоки диаметром 1,1 мм оболочку из ленты, получаемой однократной прокаткой на вальцах алюминиевой проволоки диаметром 2,5 мм до размера 0,5x6,0 мм. Перед завальцов­кой алюминиевую ленту отжигают при температуре 350—400° С.

При ремонте подшипниковых пар весьма эффективным является способ об­ращения пар, при котором шейку вала металлизируют антифрикционным сло­ем, а вкладыш изготовляют из малоуглеродистой стали. Внутреннюю по­верхность вкладыша цементируют, закаляют до твердости HRC 50—52 и шли­фуют.

В обращенных парах с подшипниками из закаленной стали вместо псевдо­сплавов шейки можно металлизировать простой низкоуглеродистой сталью. Такие пары отличаются хорошими антифрикционными свойствами. Ими можно заменять бронзовые втулки.

Применение обращенных пар ведет к значительной экономии цветных метал­лов, устраняет односторонний износ подшипников и тем самым обеспечивает уве­личение срока службы трущихся пар.

В качестве заменителей подшипниковых бронз и баббитов испытаны и могут быть рекомендованы к применению указанные в табл. 19 псевдосплавы, обра­зуемые при одновременном распылении двух различных металлов.

Для нанесения антифрикционных покрытий ВНИИАВТОГЕНМАШем и ВПТИ тяжелого машиностроения разработана специальная трехпроволочная электрометаллизационная головка МТГ.

Заделку раковин и трещин применяют только в случае, когда деталь в ослабленном сечении не нуждается в восстановлении прочности. В прак­тике ремонта металлизацией пользуются для заполнения раковин в черном и цветном литье, устранения забоев на фланцевых соединениях, заделки различ­ного вида трещин (особенно после заварки). Трещины прихватывают электро­сваркой, а затем заделывают металлизацией. Раковины перед металлизацией подрубают под ласточкин хвост.

Для удаления из пор масла и влаги изделия нагревают в печи или горел­кой до 250—300° С, опескоструивают и металлизируют с применением трафа­рета, имеющего отверстие, размер и форма которого примерно соответствуют раковине.

Устранение течи и пористости металлизацией используют как средство исправления литейных дефектов, обнаруживаемых у головок дви­гателей, блоков, картеров, насосов и других деталей, подвергаемых гидроиспы­таниям. Дефектную поверхность пескоструят и металлизируют цинком на тол­щину 0,5—1,0 мм, после чего для уплотнения пор образующимися окислами не­сколько раз смачивают водой и высушивают. Такие покрытия выдерживают опрессовку до 20 кг/см².

Проволока для металлизации.

Для работы металлизационных аппаратов применяют проволоку обычных торговых сортов. Диаметр проволоки определя­ется конструкцией аппарата (см. табл. 5).

Проволока, покрытая окалиной, ржавчиной, смазкой и загрязненная, для металлизации непригодна, так как при ухудшении условий токопередачи устой­чивое горение электрической дуги нарушается.

Для работы на ручных электрометаллизационных аппаратах следует при­менять только мягкие и отожженные сорта стальной проволоки. Газовые аппара­ты и электродуговые ЭМ-6 позволяют применять и жесткую нагартованную про­волоку.

Для восстановления стальных изношенных деталей обычно используют про­волоку из простых углеродистых сталей.

Покрытия из высокоуглеродистых сталей по сравнению с низкоуглероди­стыми менее подвержены окислению, отличаются лучшими механическими свой­ствами и могут быть большей толщины без образования трещин (см. табл. 14). Такие покрытия можно рекомендовать для всех видов работ по восстановлению изношенных деталей.

Для получения покрытий с наивысшей износостойкостью и твердостью (HRC 48—51) применяют низкоуглеродистые сорта стальной проволоки (например, сварочной), науглероженной посредством цементации твердым карбюризатором.

Нержавеющие стали применяют для металлизации шеек валов (например, гидротурбин и насосов), подверженных одновременному механическому износу и воздействию коррозионной среды.

Из цветных металлов специально для металлизации выпускают только цин­ковую проволоку, предназначенную для нанесения антикоррозионных защитных покрытий. Этой же проволокой обычно пользуются для работ по заделке раковин, устранению пористости литья, приданию непроницаемости сварным швам.

При металлизации алюминием для защиты стали от атмосферной коррозии применяют проволоку с содержанием алюминия 99,5% (марки А5), а также сплавы АМц, АМг и др. Для работ по алитированию предпочтительнее проволо­ка из более чистого алюминия марок А85—А95.

Во всех случаях следует использовать твердую (не отожженную) алюминие­вую проволоку.

Применяемая для металлизации молибденовая проволока Ø1÷3 мм выпуска­ется по ЦМ ТУ 08Т-13-67.

Контроль качества металлизационных покрытий.

В производственных усло­виях покрытия оценивают по качеству поверхности и прочности сцепления с основанием.

Качество поверхности определяют внешним осмотром по крупности распыла, пропускам, трещинам.

При наличии нерабочих участков тонкие (до 1 мм) покрытия из цветных ме­таллов надрезают до основания ножом и отслаивают. Если при этом происходит выкрашивание слоя небольшими кусками, сцепление считается удовлетвори­тельным. При плохом сцеплении наблюдается легкое отделение покрытия на больших участках поверхности.

Покрываемые сталью шейки валов, осей и других деталей подвергают лег­кому простукиванию, позволяющему определить плохое сцепление по звуку. Металлизированные шейки, выдержавшие механическую обработку без обра­зования трещин и отколов, считают пригодными для эксплуатации.

Толщину и равномерность покрытий из антимагнитных металлов с большой точностью измеряют магнитными толщиномерами.

Охрана труда и техника безопасности.

Вредность работ по металлизации связана с загрязнением окружающего воздуха пылью и парами распыляемого металла, действием света газового пламени или электрической дуги, а также шумом, вызываемым аппаратами. Наиболее токсичным является свинец, работа с которым без индивидуальных защитных средств категорически запрещается. Токсичными также являются медь, кадмий, цинк и их сплавы.

В соответствии с требованиями охраны труда при организации металлиза­ционных установок в закрытых помещениях устройство отсасывающей венти­ляции является обязательным.

В условиях обычно применяемого типового металлизационного оборудова­ния вентиляция состоит из системы местных отсосов, которыми снабжают каж­дое рабочее место — пескоструйный шкаф, кабину и станок для металлизации тел вращения.

На основании опыта эксплуатации металлизационных установок при проек­тировании отсасывающей вентиляции скорость движения воздуха в плоскости сечения кабин для металлизации берут не ниже 1÷1,2 м/сек, а в сечении откры­того горизонтального зонта у токарного станка не менее 4 м/сек.

При большом объеме металлизационных работ на станках следует устанавли­вать закрытые отсасывающие камеры, снабженные смотровыми стеклами для наблюдения за металлизируемой деталью.

Воздух, отсасываемый из пескоструйного шкафа, подлежит обязательной очистке от пыли в устанавливаемых вне помещения пылесборниках или циклонах, без которых эксплуатация пескоструйных установок не разре­шается.

Помещения металлизационных мастерских оборудуют также системой при­точной вентиляции с подогревом воздуха.

Для защиты рабочих, производящих металлизацию внутри сосудов, при от­сутствии вентиляции используют противогазы, респираторы или шлемы-ска­фандры с принудительной подачей в них чистого воздуха. В цеховых условиях обязательно оборудование рабочих мест вытяжной вентиляцией, при правиль­ном устройстве которой вредность работ по металлизации полностью устраня­ется.

При электрометаллизации для защиты глаз от действия ультрафиолетовых лучей работающие обязаны пользоваться защитными очками с темноокрашен-нымп стеклами (типа ТИС). Постановлением Совета Министров СССР от 17/VI 1960 г. № 611 профессия металлизаторов отнесена к числу про­фессий с вредными условиями труда, работа в которых дает право на дополни­тельный отпуск и сокращенный рабочий день.