Контрольные вопросы

1. В чем заключаются технологические рекомендации по восстановлению деталей наплавочными методами?

2. Назовите основные наплавочные способы, применяемые при восстановлении деталей машин.

3. Поясните расчет сварочного тока при восстановлении деталей наплавкой под флюсом электродной проволокой диаметром 1,8 мм.

4. Изложите сущность наплавки в среде углекислого газа.

5. Приведите примеры применения при восстановлении деталей наплавки под флюсом.

6. Изложите технологию газопорошковой наплавки при восстановлении деталей.

7. Перечислите виды наплавочных материалов, используемых при восстановлении деталей.

Тема 6 Технологические рекомендации по восстановлению деталей с применением газотермических и гальванических покрытий План:

6.1 Применение газотермических покрытий.

6.2 Применение гальванических покрытий.

6.1 Применение газотермических покрытий

Общие сведения и методы напыления. Сущность газотермического напыления (ГТН) заключается в том, что материал покрытия в виде порошка или проволоки вводится в высокотемпературную зону газовой струи, расплавляется и потоком воздуха, или газовой струи, распыляется на подготовленную поверхность детали, формируя покрытие. Скорость движения частиц металла достигает 120 м/с. Скорость газового потока равна 150–160 м/с.

Газотермическими покрытиями (ГТП) восстанавливают и упрочняют изношенные детали, а также защищают металл от коррозии.

Технология нанесения газотермических покрытий имеет ряд преимуществ:

–возможно получение покрытий с заданными свойствами по твердости, износостойкости, пористости, коррозионной стойкости;

– низкий нагрев детали до 200 С, что не превышает температуры низкого отпуска;

– толщина покрытия может достигать от сотых долей до нескольких мм;

– производительность способов составляет до 10 кг наносимого материала в час.

Для газотермического напыления покрытий применяют плазменную струю, газовое пламя и детонацию. Металлизационные аппараты по способу получения тепловой энергии для нагрева наносимого материала подразделяют на газовые и плазменные.

Работоспособность ГТП определяется прочностью их сцепления с основой детали. Прочность сцепления (покрытие — поверхность заготовки) зависит от подготовки восстанавливаемой поверхности и последующей обработки детали с покрытием.

Основными параметрами технологий ГТП являются скорость и температура частиц напыляемого материала перед поверхностью детали. От их оптимального сочетания, главным образом, зависят плотность покрытия и прочность его сцепления с основой.

Напыляемые материалы и оборудование. Основным требованием к напыляемому материалу на деталь является соответствие его свойств условиям эксплуатации.

Кроме обеспечения эксплуатационных требований материал для ГТП должен обладать определенными физико-механическими свойствами, аналогичными свойствам материала детали. Состав и свойства напыляемого материала должны соответствовать возможностям нагрева и ускорения его частиц в конкретном аппарате для напыления.

В практике ГТН получили применение проволочные материалы, гибкие шнуры и порошки.

При ремонте сельскохозяйственной техники в основном применяют порошковые материалы. Порошок должен иметь необходимые размеры частиц, тип зерна, текучесть, термические свойства и минимальное отклонение от номинальных значений химического состава компонентов.

Существуют следующие типы порошков:

— чистые металлы;

— сплавы на основе алюминия, железа, никеля, кобальта и меди;

— самофлюсующиеся твердые сплавы на основе никеля и кобальта;

— карбиды и их смеси;

— оксидные керамики и композиты;

— экзотермические регулирующие (для подслоев);

— самооплавляющиеся механические смеси и др.

Их гранулометрический состав, форма и размер частиц имеют определяющее значение для процесса газопламенного напыления.

Свойства порошков гарантируются соответствующими техническими условиями их изготовления и стандартами.

По гранулометрическому составу некоторые отечественные порошки для газотермического напыления делятся на 3 класса: ОМ (очень мелкий); М (Мелкий); С (средний).

НПО «Тулачермет» делит порошки на 5 классов: 1 и 2 кл. имеют размер частиц 20–63 и 40–100 мкм.

Оптимальный размер частиц для ГТП металлов 40–100 мкм. К ним относятся порошки самофлюсующихся сплавов:

ПР — Н80Х13С2Р ПР — Н77Х15С3Р3 ПР — Н73Х16С3Р3 ПР — Н70Х17С4Р4 ПР — Н65Х25С3Р3

25–35 НRСэ 35–45 НRСэ 45–55 НRСэ не менее 55 НRСэ 50–55 НRСэ

Порошковые материалы для газопламенных покрытий наносятся установками УПТР-83. Разработана установка НПО «Порошковая металлургия» РБ (1984 г.) Имеются установки УПН-8-68 для нанесения покрытий из порошков самофлюсующихся сплавов (1969 г.). Имеется автоматизированная газопламенная установка повышенной производительности УГПП-86 (РБ). Она не уступает лучшим зарубежным аналогам.

Для плазменной металлизации применяют установки УМП-6, УПУ-3Д.

Технологический процесс напыления. Технологическая схема получения ГТП включает:

— входной контроль заготовки из основного материала, исходного материала покрытия и вспомогательных материалов;

— специальную подготовку поверхности;

— подготовку исходных материалов;

— газотермическое напыление (ГТН) подслоя и затем покрытия;

— контроль технологического процесса и средств технологического оснащения;

— дополнительную обработку нанесенных покрытий для улучшения их свойств;

— размерную обработку покрытий;

— входит контроль качества покрытия и изделия.

Способы повышения качества покрытий. Для улучшения свойств покрытий и их качества рекомендуется проводить оплавление. При оплавлении покрытий появляется жидкая фаза, которая способствует интенсивному протеканию диффузии между покрытием и основным металлом. В результате повышается прочность сцепления, исчезает пористость, повышается ударная вязкость и износостойкость.

Для оплавления применяют: плазменную дугу; высокочастотный нагрев; ацетилено-кислородное пламя.

Температура оплавления должна быть не более 1100 °С. При оплавлении должны применяться самофлюсующиеся сплавы.

Оплавленные покрытия можно применять для деталей, работающих при знакопеременных и контактных нагрузках: кулачки распредвалов; крестовины карданов; фаски клапанов; посадочные шейки валов и др.