- •Конспект лекцій
- •Кафедра зносостійкості та відновлення деталей
- •Конспект лекцій
- •1 Класифікація та основні методи відновлення деталей механічною обробкою та обробкою тиском
- •1.1 Класифікація способів відновлення зношених деталей
- •1.2 Відновлення деталей механічною обробкою
- •1.2.1 Метод ремонтних розмірів
- •1.2.2 Метод додаткових ремонтних деталей
- •1) Корпус крейцкопфа; 2) ремонтна втулка під палець; 3) ремонтна втулка під надставку штока
- •1.2.3 Метод заміни частини деталі
- •1.3 Відновлення деталей обробкою тиском
- •2 Відновлення деталей зварюванням та наплавленням
- •2.1 Технологічні способи відновлення деталей зварюванням
- •2.1.1 Електрична дуга між електродами
- •2.1.2 Способи розробки кромок При стиковому з'єднанні розроблення кромок залежить від товщини зварюваного листового матеріалу.
- •2.2 Технологія зварювання чавуну
- •2.2.1 Холодне і напівгаряче зварювання для отримання у шві сірого чавуну
- •2.2.2 Отримання у шві низьковуглецевої сталі
- •2.2.3 Отримання у металі шва кольорових і спеціальних сплавів
- •2.3 Технологічні особливості наплавлення та властивості наплавлених шарів
- •2.3.1 Будова і властивості наплавлених шарів
- •2.3.1.1 Матриця сплаву
- •2.3.1.2 Зміцнюючі фази
- •2.3.1.3 Вплив легуючих елементів на перетворення у сталях
- •2.4 Автоматичне наплавлення під шаром флюсу
- •2.5 Вібродугове наплавлення
- •2.6 Наплавлення у середовищі захисних газів
- •2.7 Електроконтактне наплавлення та наплавлення тертям
- •2.8 Плазмове наплавлення
- •3 Відновлення деталей методами напилення
- •3.1 Технологічні особливості методу напилення, його різновидності
- •3.2 Електродугове напилення
- •3.2.1 Матеріали для напилення
- •3.2.2 Обладнання для електродугової металізації
- •3.2.3 Технологія електродугової металізації
- •3.3 Газополуменеве напилення
- •3.3.1 Матеріали для напилення
- •3.3.2 Технологія газополуменевого напилення
- •3.3.2.1 Підготування поверхні деталі
- •3.3.2.2 Підготування порошкових матеріалів
- •3.3.2.3 Напилення покриття
- •3.3.2.4 Обладнання для газополуменевого напилення
- •3.4 Плазмове напилення
- •3.4.1 Матеріали для напилення
- •3.4.2 Обладнання для плазмового напилення
- •3.4.3 Технологія плазмового напилення
- •4 Відновлення деталей електрохімічними та хімічними покриттями
- •4.1 Технологічні особливості електрохімічних та хімічних методів
- •4.2 Технологічні операції при відновленні деталей гальванічними методами
- •4.2.1 Підготування поверхонь деталей до покриття
- •4.2.2 Шліфування і полірування
- •4.2.3 Галтування
- •4.2.4 Віброобробка
- •4.2.5 Крацювання
- •4.2.6 Струминно абразивна і гідроабразивна обробка
- •4.2.7 Ізоляція поверхонь, які підлягають покриттю
- •4.2.8 Знежирення
- •4.2.9 Знежирення розчинниками
- •4.2.10 Знежирення у лужних розчинах
- •4.2.11 Хімічне знежирення
- •4.2.12 Електрохімічне знежирення
- •4.2.13 Травлення і активація
- •4.2.14 Хімічне травлення
- •4.2.15 Електрохімічне травлення
- •4.2.16 Активація
- •4.2.17 Промивання
- •4.3 Залізнення
- •4.4 Нікелювання
- •4.5 Хромування
- •4.6 Цинкування
- •4.7 Контроль якості покрить
- •4.8 Зовнішній огляд покрить
- •4.9 Вимірювання товщини покриття
- •4.10 Визначення пористості покрить
- •4.11 Вимірювання твердості покрить
- •4.12 Визначення міцності зчеплення покриття з основою
- •4.13 Нейтралізація
- •4.14 Пасивування (хроматування)
- •4.15 Сушіння деталей
- •4.16 Зневоднення
- •4.17 Механічна обробка покрить
- •Список рекомендованих джерел
3.4 Плазмове напилення
Суть методу. При плазмовому напиленні покриття на поверхні зміцнюваної або відновлюваної деталі формується з частинок металу, що напиляється, який має запас теплової і кінетичної енергії, отриманої у результаті взаємодії з струменем дугової плазми. Плазма – це частково або повністю іонізований газ, який складається з позитивно і негативно заряджених частинок, сумарний заряд котрих дорівнює нулю. Температура плазмового струменю, який утворюється у плазмотроні між вольфрамовим (рідше гафнієвим) катодом і анодом – мідним соплом, яке охолоджується повітрям або водою, в атмосфері інертного газу (аргону, азоту, гелію, водню, природного газу), складає від 10000 до 30000 0С. Швидкість частинок металу, котрий напиляється, складає від 50 до 380 м/с і більше. Теплова дія струменю на метал складає від 100 до 200 0С.
Плазмове напилення може використовуватись для нанесення порошковими і прутковими матеріалами шарів різного складу. Товщина покрить для даного способу складає від 0,5 до 2 мм і більше. При цьому висока температура плазми дозволяє наносити покриття навіть з тугоплавких металів. Основними перевагами методу є:
– висока продуктивність процесу (від 2 до 8 кг/год – для плазмотронів потужністю від 20 до 60 кВт; від 50 до 80 кг/год – для плазмотронів потужністю від 150 до 200 кВт);
– велика кількість параметрів дозволяє гнучко регулювати процес напилення;
– високий коефіцієнт використання матеріалів (від 0,7 до 0,85 при напиленні дротом; від 0,2 до 0,8 – при напиленні порошкових матеріалів);
– можливість комплексної механізації і автоматизації процесу;
– широка доступність методу, достатня економічність і невисока вартість обладнання.
Недоліками методу є:
– невисокий коефіцієнт використання енергії (від 0,02 до 0,18 для дроту; від 0,001 до 0,02 – для порошків);
– наявність пористості і інших несуцільностей (від 2 до 15 %);
– порівняно невисока адгезійна і когезійна міцність покриття ( до 100 МПа);
– високий рівень шуму при відкритому веденні процесу ( від 60 до 120 дБ).
3.4.1 Матеріали для напилення
При плазмовому напиленні плазмоутворюючими і транспортуючими газами є аргон, азот, гелій, повітря, вуглекислий газ, вуглеводні, водень і його суміші з інертними газами.
Основними матеріалами для напилення є порошки, які випускає Торезський завод наплавних матеріалів і НВО "Тулачермет", а також різні зносостійкі дроти, наприклад, марок 40Х13, 65Г, Св–08ХН9Т і інші.
Торезським заводом наплавних твердих сплавів випускаються порошки для зміцнення і відновлення зношених деталей, які поділяються на три групи:
– порошки для газотермічного наплавлення ПГ–10Н–01, ПГ–10Н–03, ПГ–10Н–04, ПГ–10К–01, ПС–10НВК–01;
– порошки для газотермічного напилення з наступним оплавленням ПГ–12Н–01, ПГ–10Н–03, ПС–12НВК–01;
– порошки для газотермічного напилення без наступного оплавлення ПГ–19М–01, ПГ–19Н–01, ПГ–НА–01, ПТ–19Н–01, ПТ–19НВК–01.
Характеристики порошків приведені у таблиці 3.10
Порошки хромонікелевих сплавів, що самофлюсуються (ПР–Н80Х13С2Р, ПР–Н77Х15С3Р2, ПР–Н73Х16С3Р3, ПР–Н68Х21С5Р, ПР–Н65Х25С3Р3, ПР–Н70Х17С4Р4), випускаються за ТУ!4–1–3785–84, є аналогами порошків типу ПГ–СР і СНГН і призначені як для наплавлення, так і напилення. За гранулометричним складом випускаються порошки п'яти класів: 20 – 63 мкм, 40 – 100 мкм, 90 – 160 мкм, 100 – 280 мкм, 280 – 630 мкм.
Порошки інтерметалідних сплавів (ПН–70Ю30, ПН–85Ю15, ПН–55Т45, ПТ–65Ю35, ПР0Н70Ю30, ПР–Н85Ю15) випускаються за ТУ14–1–3282–81. За гранулометричним складом поділяються на три класи: клас ОМ з розміром частинок від 10 до 45 мкм; клас М – від 20 до 63 мкм і від 40 до 100 мкм; клас С – не менше 160 мкм.
Порошки нержавіючих сталей і хромонікелевих сплавів (ПХ–85Н15, ПХ17Н2, ПХ18Н9Т, ПХ30) використовуються для напилення підшару і робочого шару. Випускаються з розмірами зерен від 56 до 160 мкм.
Порошки сплавів на основі заліза (ПР–180Х16Н8Ф8Т3Р, ПР–0Х20Н8Ю6Т2Р2, ПР–100Г10Т11Р5, ПР–150Х12Ф6Д, ПР–290Х14Ф12Д) є представниками порошків з сталей Х18Н9, Гатфільда, Х17, Х13, зміцнених боридами титану, хрому, карбідами титану, хрому і ванадію. Вони пропонуються для напилення і наплавлення зносо– і корозійно стійких шарів замість порошків з хромонікелевих сплавів, які самофлюсуються.