2.2 Характеристика вида износа наплавляемой поверхности

Срок службы деталей машин и механизмов зависит от условий их эксплуатации и износостойкости материала, из которого эти детали изготовлены. Для обоснования выбора или разработки материалов, методов и технологий наплавки изнашивающихся деталей, создания компьютерных систем их проектирования в первую очередь необходим тщательный анализ условий работы

таких деталей и видов изнашивания, которым они подвергаются.

Изнашивание процесс отделения материала с поверхности детали (изделия) и (или) увеличение его остаточной деформации при трении, проявляющегося в постоянном изменении размеров детали.

Износостойкость – это свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения [1], [4].

Прежде всего, необходимо определить вид или виды износа, в условиях которого работает данная деталь [1], [4], [6], [9].

Основные виды износа:

- трение металла о металл;

- абразивный;

- ударноабразивный;

- газо- или гидроабразивный;

- термическая усталость;

- окислительный;

- кавитационный

Износ при трении металла о металл при нормальных температурах свойственен коленчатым валам, различным осям, пальцам ковшевых цепей, работающих в подшипниках скольжения, а также при трении качения краповым колесам, деталям ходовой части гусеничных машин, скатам вагонеток и т.д.

Абразивный износ - один из наиболее распространенных видов разрушения. Он связан с присутствием абразивной среды в зоне контакта или трения сопряженных деталей. Поверхности трения разрушаются в результате местного пластического деформирования, микроцарапания и микрорезания частицами абразива;

Ударноабразивный износ. Во многих случаях абразивное изнашивание происходит при ударном приложении нагрузки с такой интенсивностью, при которой проявляется хрупкость твердых материалов или их твердых структурных составляющих.

Газоабразивный износ. Под воздействием запыленных газовых потоков происходит интенсивное разрушение поверхности деталей, изменяется их геометрия и резко снижается прочность;

Гидроабразивный износ, связан с условиями обтекания деталей жидкостью, несущей взвесь абразив.

Кавитационная эрозия связана с разрушением материалов под воздействием гидравлических ударов при захватывании кавитационных пузырьков;

Термическая усталость - сложный процесс разрушения материалов от воздействия циклических тепловых нагрузок, которому, как правило, предшествуют процессы изменения структуры, размеров формы изделия.

Указав вид износа наплавляемой поверхности необходимо перечислить мероприятия по повышению износостойкости изделия.

2.3 Выбор и обоснование способа наплавки

Важно, чтобы восстановление наплавкой могло вернуть деталям необходимые геометрические размеры и обеспечить первоначальную или даже повышенную работоспособность за счет придания наплавленному металлу особых свойств: твердости, износостойкости и др.

Выбор способа наплавки предопределяет рентабельность восстанавливаемого изделия.

При выборе способа наплавки учитывают следующие факторы:

- характер производства;

- производительность процесса;

- химический состав и физико-химические свойства металла;

- стоимость наплавочных материалов;

- габариты наплавляемой поверхности изделия;

- конфигурацию и размеры наплавляемой поверхности изделия;

- особенности каждого способа наплавки;

- эффективность и безопасность процесса.

Производительность наплавки оценивают по количеству металла, наплавленного в единицу времени, например в кг/ч. При наплавке плавящимся электродом производительность можно определить по формуле

mн = α н · Ін./1000 (7)

где α н - коэффициент наплавки, г/А ·ч;

Ін - сила тока наплавки, А

Производительность наплавки, выполняемой некоторыми способами наплавки [4, с.47] представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Сравнительные характеристики основных способов

механизированной наплавки

Способ наплавки	Производи- тельность, кг/ч	Доля основного металла в наплав- ленном, %	Толщина наплавленного слоя, мм (один проход)
Автоматическая под флюсом: Одной электродной проволокой Многоэлектродной проволокой Электродной лентой	2-15 5-30 5-30	30-60 15-30 10-20	3,0-5,0 5,0-8,0 2,5-5,0
Автоматическая и полуавтоматическая в защитном газе	2-8	30-60	3,0-5,0
Полуавтоматическая самозащитной порошковой проволокой	2-9	25-50	2,0-5,0
Автоматическая самозащитной порошковой проволокой: одним электродом двумя электродами	2-9 5-20	25-50 25-60	2,5-5,0 6,5-7,0
Автоматическая самозащитной порошковой лентой: одним электродом двумя электродами	10-20 20-40	15-40 10-60	2,5-5,0 6,0-8,0

Выбирая способ наплавки заданной детали, необходимо рассмотреть несколько способов наплавки, которые можно применить для данной конструкции [4], [5], [8], [9], [11], [13], [14].

Привести обоснование выбранного способа наплавки с указанием его преимуществ по сравнению с другими способами.