36. Применение наплавки, напыления и припекания при нанесении покрытий.

Наплавкой получают надежное сплавление присадочного материала и неглубокого слоя основного металла изделия. В результате создается слой, обладающий гораздо лучшими потребительскими свойствами, чем металл детали. Иногда наплавка используется для восстановления изношенных поверхностей деталей (опорные катки ходовой части гусеничного трактора, посадочные места подшипников, алюминиевые поршни, лемехи картофелеуборочных машин и т.д.). Для лучшего

сплавления покрытия и детали используют различные способы теплового воздействия: электродуговое, индукционное, лазерное.

В зависимости от условий эксплуатации в качестве наплавки используют различные материалы. При работе в неагрессивных средах и при незначительном абразивном износе применяют стали с содержанием углерода до 0,3 %. В условиях интенсивного абразивного износа и ударных нагрузок в малокоррозионных средах применяют низколегированные среднеуглеродистые стали с добавкой хрома, никеля, вольфрама. Хромистые стали предохраняют детали от кавитационного, гидроабразивного и коррозионного износа. Наплавка из хромоникелевых сталей обладает очень высокой стойкостью против коррозии, но при небольших механических воздействиях. Следовательно, ее можно применять в гидравлической аппаратуре (плунжеры, корпусы и крыльчатки насосов) для перекачки жидких удобрений и ядохимикатов, не содержащих абразивные частицы.

Высокой твердостью, износостойкостью и прочностью обладают покрытия из порошков вокара (смесь вольфрама с углеродом), сормайта (сплав на железохромовой основе с марганцем и никелем), стеллита (вольфрамохромокобальтовый сплав).

После наплавки проводят термическую обработку изделий (отжиг, отпуск), которая снимает усталостные напряжения, предотвращает образование трещин, повышает твердость или улучшает обрабатываемость. При необходимости проводят механическую об работку резанием (твердосплавными пластинками) или шлифованием алмазными или абразивными кругами.

Менее энергоемким способом нанесения покрытия является его припекание к поверхности детали. В процессе припекания устанавливается температура ниже температуры плавления основного компонента шихты. Адгезия возникает благодаря диффузии между порошком и основным металлом. Так можно получить покрытие с пористостью до 40 %, его пропитка маслами создает антифрикционную поверхность. Для получения износостойкого покрытия его прижимают во время формирования к поверхности детали. Такое прижатие реализуется центробежными силами, вибрацией, прикатыванием; одновременно увеличивается сцепление покрытия с деталью и увеличивается его прочность.

Состав шихты должен обеспечивать не только потребительские свойства покрытия, но и его надежное припекание к основе. Поэтому в порошок, кроме железа, никеля, кобальта и других металлов, включают буру, феррокремний, двуокись кремния.

Технологию припекания применяют для лезвий сегментов и дисков режущего аппарата, ножей автогрейдера и т.д. Изготовление этих деталей из стали марки 65Г с термообработкой режущих кромок до твердости 60 HRC не обеспечивает длительной эксплуатации из-за износа. Поэтому режущую часть деталей упрочняют шихтой из порошков сормайта и феррохрома толщиной 0,5–1,5 мм и шириной до 20 мм. При этом долговечность повышается в 2 раза.

Если не требуется высокая прочность сцепления покрытия с основным металлом, то применяют метод наплавления. Материалом покрытия может быть порошок из металла, керамики, пластмасс. Нагрев, распыление и ускорение частиц порошка чаще всего осуществляется в высокотемпературном потоке газа. Происходит сплавлениечастиц порошка или капель расплавленного металла между собой и

приварка к поверхности детали. Такое покрытие можно наносить на металл, стекло, бумагу, пластмассу. Нанесенный слой обладает большой маслопоглотительной способностью, что улучшает работу пар трения, повышает износостойкость.

Материалом для покрытия могут быть проволока или лента.

Для защиты стали и чугуна от коррозии используют алюминий и цинк, для повышения антифрикционных свойств – баббит (сплав кремния и свинца), для получения электропроводных и декоративных покрытий – медь. С этой же целью применяют среднелегированные и хромистые стали. Чаще всего в качестве покрытия используют многокомпонентные порошки или сплавы на основе железа, к которому добавляют оксиды алюминия, хрома, кобальта. Для покрытий также применяют керамические материалы в виде оксидов, карбидов, нитридов вольфрама, хрома, магния, циркония. В зависимости от состава шихты напыленные покрытия могут иметь высокую твердость, жаростойкость, износостойкость, плотность и другие свойства.

Во многих случаях напыление вытесняет наплавку. Например, на шейки коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания наносят покрытие из мартенситной нержавеющей стали, боковые поверхности поршней напыляют алюминиевой бронзой, а головки поршней покрывают жаростойким керамическим материалом.