3.3.2 Технологія газополуменевого напилення
Технологічний процес газополуменевого напилення складається з наступних основних операцій:
– підготування поверхні деталі;
– підготування порошкових матеріалів;
– напилення покриття;
– контроль якості напилення;
– механічна обробка напиленого шару.
3.3.2.1 Підготування поверхні деталі
Якісна обробка поверхні виробу перед напиленням визначає зносостійкі і інші властивості деталей, які відновлюються, впливає на міцність зчеплення напиленого шару з основою і на втомні властивості деталі. Попередня обробка поверхні повинна складатись з очищення від різного роду забруднень і наступної механічної обробки.
Очищення поверхні деталі від забруднень може бути проведено миючими засобами типу "Лабомід–102", "Лабомід–103" або іншими розчинниками і лужними розчинами. Мінеральні масла з поверхні деталі можна видалити трихлоретиленом, перхлоретиленом і іншими розчинниками. Після очищення від масла деталь необхідно ретельно промити теплою водою. Деталі з пористих матеріалів і чавуну після очищення піддають відпалу при температурі від 260 до 530 0С, так як на поверхні і у порах може залишитись масло.
Для видалення з поверхні деталей окисних плівок їх піддають механічній обробці (дробоструменевій або піскоструминній) кварцевим піском, корундом або сталевим дробом. Для видалення окалини з поверхні стальних виробів використовують киснево–ацетиленове полум'я, під дією якого окалина відшаровується від основи.
Безпосередньо перед напиленням поверхня деталі повинна бути приведена у відповідний термо–механічний стан. Існує кілька способів підготування поверхні до напилення: дробоструминний, механічний, напилення підшару, електроіскровий, хімічний.
Таблиця 3.4 – Характеристики порошкових матеріалів Торезського заводу
Марка |
Вміст легуючих компонентів, % |
Твердість |
Особливості |
Область |
||||||||||||||||
С |
В |
Si |
Ni |
Cr |
Fe |
Co |
ін-ші |
покриття, HRC |
покриття |
використання |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||||||||
|
Самофлюсуючі порошки для газопорошкового наплавлення |
|
|
|
||||||||||||||||
ПГ–10Н–01 |
0,6–1,0 |
2,6–3,4 |
4,0–4,5 |
Основа |
14–20 |
3–4 |
– |
– |
55–63 |
Деталі, що працюють при ударних навантаженнях |
Ексцентрики, храповики, штовхачі вилки, клапани, поворотні кулаки
|
|||||||||
ПГ–10Н–03 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
89–96 НВ |
|||||||||||
ПГ–10Н–04 |
до 0,1 |
1,2–1,8 |
2,3–2,8 |
Основа |
– |
0,2–0,6 |
– |
– |
100–150 НВ |
|||||||||||
ПГ–10К–01 |
1,3–1,7 |
1,2–1,8 |
0,8–1,0 |
28–32 |
21–25 |
2 |
Решта |
|
45–50 |
|||||||||||
ПС–10НВК–01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
57–64 |
|||||||||||
|
Самофлюсуючі порошки для напилення з наступним оплавленням |
|
|
|||||||||||||||||
ПГ–12Н–01 |
0,3–0,6 |
1,7–2,5 |
1,2–3,2 |
Основа |
8–14 |
1,2–1,8 |
– |
– |
35–40 |
Деталі пресо–вих з'єднань. |
Вали поршневих насосів, штовхачі, коромисла, шийки колінчастих валів |
|||||||||
ПГ–12Н–03 |
0,5–1,5 |
2,5–4,5 |
3,5–5,5 |
Основа |
12–18 |
5 |
– |
– |
55–62
57-64 |
|||||||||||
|
|
Деталі, які працюють при високих температурах |
||||||||||||||||||
Продовження таблиці 3.4 |
||||||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|||||||||
|
||||||||||||||||||||
ПГ–19И–01 |
0,3–0,6 |
1,7–2,5 |
1,2–3,2 |
Основа |
7,9–14 |
1,2–3,2 |
– |
Al 0,8–1,3 |
62–74 НВ |
Деталі, які працюють в умовах тертя ковзання. Корозійно і зносостійкі |
Гільзи циліндрів, поршні домкратів, шпинделі верстатів, шийки валів, опорні поверхні і т. п. |
|||||||||
ПГ–19М–01 |
|
|
|
|
|
|
|
Си–осн-ова |
65–70 НВ |
|||||||||||
ПТ–19Е–01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
35–70 |
|||||||||||
ПТ–19НВК–01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
46–50 |
|||||||||||
ПТ–НА–01 |
|
|
|
Основа |
|
|
|
Al 4,0– 5,5 |
40–45 |
Покращує зчеплення з основою |
Використову–ється, як підшар |
|||||||||
ПС–12НВК–01
порошкова
суміш
Таблиця 3.5 – Характеристики порошкових матеріалів НВО "Тулачермет"
Марка або тип |
Вміст легуючих компонентів, % |
Твердість HRC |
Особливості |
Область використання |
||||||||||
C |
B |
Si |
Ni |
Cr |
Fe |
Інші |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
||||
|
Порошки з самофлюсуючих сплавів |
|
|
|
||||||||||
ПР–Н77Х15С3Р2 |
0,3–0,6 |
1,8–2,3 |
2,8–3,5 |
Осн. |
14–16 |
до 5 |
– |
35–45 |
Висока зносо– і корозійна стійкість |
Для деталей, які працюють в умовах ударних навантажень в агресивних середо- вищах і умовах абра– зивного зношування при температурах до 600 0С |
||||
ПР–Н73Х16С3Р3 |
0,6–0,9 |
2,3–3 |
2,7–3,7 |
Осн. |
15–17 |
до 5 |
– |
45–50 |
||||||
ПР–Н70Х17С3Р4 |
0,8–1,2 |
3,1–4 |
3,8–4,5 |
Осн. |
16–18 |
до 5 |
– |
55 |
||||||
ПР–Н65Х25С3Р3 |
0,9–1,5 |
2–3 |
2,0–2,3 |
Осн. |
23–26 |
до 5 |
– |
45–50 |
||||||
ПР–Н68Х21С5Р |
0,35–0,5 |
1–1,3 |
4–5 |
Осн. |
20–22 |
4–7 |
– |
40 |
||||||
ПР–Н67Х18С5Р5 |
0,9–1,5 |
4–4,7 |
4–5 |
Осн. |
16–18 |
до 5 |
– |
60 |
||||||
ПР–Н80Х13С2Р |
0,2–6,4 |
1,2–1,8 |
2–2,8 |
Осн. |
12–14 |
до 5 |
– |
25–35 |
||||||
ПР–СР3 |
0,4–0,7 |
2–2,8 |
2,5–3,5 |
Осн. |
13,5–16,5 |
5 |
|
48–52 |
||||||
|
Інші |
|
|
|
||||||||||
ПН70Ю30 |
0,07 |
– |
|
Осн. |
– |
0,2 |
Al 28–33 |
40 |
Жаро– і зносостійке покриття для окис– лювальних і лужних середовищ |
Захист деталей, труб металургійного і технологічного обладнання |
||||
Продовження таблиці 3.5 |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
||||
ПН80Ю15 |
0,07 |
– |
– |
Осн. |
– |
0,2 |
Al 12–15 |
30–35 |
Те ж до 1300 0С |
Відновлення посадоч–них місць під підшип–ники у парах з чавуном, |
||||
ПН55Т45 |
0,07 |
– |
– |
Осн. |
– |
0,2 |
Ті 43–47 |
55–60 |
Зносостійке, без ударних наванта– жень |
Відновлення захисних втулок, плунжерів, штоків |
||||
ПТ88Н12 |
0,07 |
– |
– |
10–12,5 |
– |
0,2 |
Ті –осн, |
– |
Висока корозійна і зносостійкість |
Корозійно і зносо– стійке покриття |
||||
ПТ65Ю35 |
0,07 |
– |
– |
– |
– |
0,2 |
Ті – осн Al 35–40 |
– |
Т пл = 1400 0С |
Жаростійке покриття |
||||
–
Для дробоструминної обробки використовують два типи пристроїв: пневматичні і відцентрові. В якості абразивних матеріалів для дробоструминної обробки використовують стальний і чавунний колотий дріб, корунд, кварцевий пісок, граніт і інші матеріали. Розміри частинок від 1,5 до 2 мм. Частинки транспортуються стиснутим повітрям під тиском від 0,5 до 0,6 МПа. Поверхню перед дробоструминною обробкою бажано знежирити. На поверхні деталі після дробоструминної обробки утворюється мікрорельєф, який складається з великої кількості виступів і впадин, який збільшує площу контакту напилюваного шару з основою і підвищує міцність зчеплення. Після дробоструминної обробки необхідно провести проміжний контроль, щоб оцінити однорідність отриманої шорсткості. Загальна площа необроблених ділянок не повинна бути більшою 20 % від загальної площі. Після дробоструминної обробки напилення шару треба проводити не пізніше, ніж за дві години, оскільки оброблена поверхня є хімічно активною і легко окислюється. Крім того, оброблену поверхню забороняється торкати руками.
При підготуванні поверхонь під напилення часто використовують механічну обробку. Для цього на поверхнях, які мають циліндричну форму, нарізають різьбу, проточують канавки або обробляють методами поверхнево–пластичного деформування (ППД). Цей метод використовують при напиленні товстих шарів і для деталей, які працюють в умовах дії великих навантажень. На поверхні валу виконують проточку на глибину, яка відповідає товщині шару, що напиляється. Значення глибини проточок можна вибрати з таблиці 3.6. Довжина проточок повинна перевищувати довжину ділянки відновлення не менше ніж на 3 мм на кожну сторону вибраний спосіб підготування поверхні може привести до відколювання і відшарування покриття від поверхні.
"Рвану" різьбу нарізають на токарно–гвинторізних верстатах різцями, які встановлюються з великим вильотом нижче осі деталі на 3 – 6 мм. Вібрація різця створює на деталі шорстку поверхню з заусенцями. Режими різання: швидкість різання – від 8 до 10 м/хв (без охолодження); глибина різання – від 0,6 до 0,8 мм; крок різьби – від 0,9 до 1,3 мм для твердих матеріалів і від 1,1 до 1,3 мм для в'язких і пластичних. Для виходу різця при нарізанні різьби і запобігання викришування покриття, біля торця деталі виконують кільцеві канавки глибиною на 0,2 – 0,3 мм більшою глибини різьби. Нарізання "рваної" різьби можна замінити накатуванням різьби.
Для підготування поверхні до напилення можна використовувати напилення підшару, наприклад, з молібдену. Підшар напиляється газополуменевим способом. Використовується для відновлення деталей з чавуну, корозійностійких сплавів, хромонікелевих сталей і деталей з кольорових металів. Товщина підшару складає від 0,05 до 0,13 мм. Напилення підшару з молібдену не використовується для деталей з азотованих сталей, міді і мідних сплавів.
Таблиця 3.6 – Рекомендовані глибини проточок
Типи деталей |
Діаметр вала, мм |
||||
25,4 |
25,4 – 50,8 |
50,8 – 101,6 |
101,6 – 152,4 |
Більше 152,4 |
|
Вали дизельних двигунів, прокатних станів, плунжери і шатуни насосів, компресорів, де потрібна підвищена надійність |
– |
1,02 |
1,27 |
1,52 |
1,78 |
Звичайні підшипники ковзання, втулки і плунжери насосів, для яких треба забезпечити звичайну працездатність |
0,51 |
0,76 |
1,02 |
1,27 |
1,52 |
Зубчаті колеса, плунжери і інші деталі, якщо необхідно збільшити розмір під пресову посадку, а напилення молібденового підшару не використовується |
0,25 |
0,25 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |