![](/user_photo/_userpic.png)
Свариваемость материалов
..pdf
|
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 34.7 |
|
|
РЕЛИТОВЫЕ НАПЛАВОЧНЫЕ |
МАТЕРИАЛЫ |
|
|
|||
|
Зерно |
Трубчатозерновой |
Ленточный |
|
|||
Размер |
|
длина, |
|
|
шири |
тол |
|
зерна, мм |
вой, |
марка |
Д и а |
марка |
|||
|
марка |
мм |
метр, |
на, |
щина, |
||
|
|
|
|
мм |
|
мм |
мм |
2,5— 1,6 |
3—2,5 |
ТЗ-25-7 |
390 |
7 |
АНЛЗ-25-9 |
9 |
4 |
1,6—0,9 |
3— 16 |
ТЗ-16-6 |
390 |
6 |
АНЛЗ-16-8 |
8 |
4 |
0,9—0,63 |
3—9 |
ТЗ-9-5 |
390 |
5 |
АНЛЗ-9-6 |
6 |
3 |
0,63—0,45 |
3—6 |
ТЗ-9-4 |
390 |
4 |
АНЛЗ-6-5 |
5 |
2,5 |
0 ,4 5 -0 ,2 8 |
3 - 4 |
ТЗ-6-4 |
390 |
4 |
АНЛЗ-4-5 |
5 |
2,5 |
0,28—0,18 |
3—2 |
T3-4-3 |
390 |
4 |
— |
— |
|
слой характеризуется высокой твердостью (HV 500—700) и по вышенной склонностью к образованию трещин и пор. Рёлитовые наплавочные материалы изготовляют по ТУ в виде зерно вого (3) или трубчатозернового (ТЗ) релита (ТУ 48-42-34—70) и ленточного АН-ЛЗ (ТУ 26-02-769—77), каждый из которых может иметь шесть степеней зернистости (табл. 34.7).
34.3. Дефекты наплавки
Наиболее распространенным дефектом всех разновидностей наплавок, существенно снижающим эксплуатационные харак теристики наплавленного слоя, являются трещины, возникаю щие в наплавленном или основном металле. Наиболее часто трещины возникают при наплавке на основной металл с не удовлетворительной свариваемостью или при очень высокой твердости наплавленного слоя, что связано с малой пластич ностью металла в температурном интервале хрупкости (горя чие трещины), с чрезмерно большими напряжениями в основ ном металле и в наплавке, вызванными фазовыми превраще ниями при остывании (холодные трещины).
Вероятность возникновения трещин при наплавке так же, как и при сварке, определяется химическим составом основ ного и присадочного материала, жесткостью наплавляемой кон струкции, режимом наплавки и тесно связана с формирова нием первичной структуры и скоростью охлаждения. Кроме того, следует иметь в виду, что различные коэффициенты тер мического расширения основного металла и наплавленного слоя существенно повышают вероятность их появления.
Металлографический анализ показал, что в большинстве случаев очагами разрушения в наплавленном металле явля ются микроскопические горячие трещины, появляющиеся в ин тервале температур кристаллизации и раскрывающиеся затем при остывании. Зародыши этих трещин проходят по зонам сра
стания кристаллитов, раскрытие их проходит как по границам зерен, так и по телу зерна. Холодные трещины могут образо вываться как в основном металле в зоне термического влия ния, так и в самом валике, особенно если речь идет о твердых наплавках.
Определить сопротивляемость образованию холодных или горячих трещин можно количественно по методикам, разрабо танным в МВТУ, на испытательных машинах типа ЛТП-1-6, ЛТП-2-5; иногда для этой цели используют опытную наплавку на жесткую конструкцию. Существуют косвенные расчетные методы определения склонности к горячим трещинам при на плавке (см. гл. 6).
Для расчета склонности к образованию XT иногда приме няют следующую методику: подсчитывают углеродный экви валент по уравнению C9=C + VeMn + l/2 4 Si + 1/4oNi + 1/6Cr+ -t-'AM o+'/uNb. Учитывая, что между углеродными эквива лентами Cs и максимальной твердостью существует почти ли нейная зависимость, по формуле H V—(660Сэ+40) ±40 с до статочной точностью определяют твердость HV, а затем, поль зуясь экспериментальными данными, требуемую температуру подогрева:
Значения |
HV . . . |
до 200 |
200—250 |
250—325 |
325 |
Требуемая |
температура |
подогре |
|
|
|
ва, °С |
|
Без подо- |
По необхо- |
150—250 |
250 |
|
|
грева |
димости |
|
|
В наплавке нередко появляются поры, вызванные загряз нением наплавочных материалов, их влажностью, применением чрезмерно больших токов, длиной дуги или нарушением за щиты. Дефекты типа подрезов, шлаковых включений, излиш ней деформации изделия, несплавлений вызваны в основном неправильно назначенным режимом наплавки или его несоблю дением.
Гл ава 35. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ
(Гаврилюк В. С.)
35.1. Основные способы напыления
Напыление как метод нанесения покрытий газотермическими способами, осуществляется высокотемпературной газовой струей, содержащей расплавленные частицы напыляемого материала. При столкновении с обрабатываемой поверхностью проис ходит деформация нагретых частиц, возникают силы сцеп ления в месте контакта, устанавливается термическое рав новесие. Главным в этих процессах является стадия возникно вения связей между основой и напыленными частицами и
между самими частицами, обусловленных механическим зацеп лением, физическим и химическим взаимодействием (силы Ван-дер-Ваальса) с образованием межатомных связей.
В зависимости от источника нагрева различают три основ ных способа напыления: газопламенный, дуговую металлиза цию и плазменно-дуговой.
2
Рис. 35.1. Схема |
газопламенного напыле |
Рис. |
35.2. Схема электродуговой метал |
|||||||
|
|
ния: |
|
|
|
лизации: |
|
|
||
/ — напыляемый |
материал; |
2 — централь |
/ — напыляемый |
материал; |
2 — источник |
|||||
ный канал |
горелки; |
3 — водородное или |
постоянного |
тока; |
3 — электрическая |
ду |
||||
пропановое |
пламя; |
4 — подача сжатого |
га,; 4 |
— сопло |
для |
подачи |
сжатого |
воз |
||
воздуха; 5 — мелкие |
капли |
расплавлен |
духа,; |
5 — мелкие |
частицы |
расплавленного |
||||
ного напыляемого материала; 6 — напылен |
напыляемого |
металла; 6 — напыленный |
||||||||
|
ный |
слой |
|
|
|
|
слой |
|
|
При газопламенном процессе (рис. 35.1) напыляемый ма териал 1 в виде прутка или проволоки подается в центральное отверстие 2 в горелке и расплавляется в рабочей части кисло родоацетиленового, пропанового или водородного пламени 3. Расплавленные частицы подхватываются струей сжатого воз духа 4 и в виде мелких капель 5 осаждаются на обрабаты ваемой поверхности 6, расположенной в 100—150 мм от сопла горелки. Проволока подается специальным электромеханиче ским проводом. Порошкообразный материал подается транс портирующим газом, роль которого чаще всего выполняет го рючая смесь. Способ характеризуется простотой технологии, низкой стоимостью оборудования, универсальностью. Недоста ток— слабая связь напыленного слоя с материалом детали.
При электродуговой металлизации (рис35.2) к проволо кам из напыляемого материала U подаваемого электрическим или воздушно-механическим приводом, подводится напряже ние от источника постоянного сварочного т°ка 2 и возбужда ется электрическая дуга 3. В дуговой промежуток через сопло 4 подается сжатый воздух или другой газораспылитель, кото рый переносит расплавленный металл в виде мелких части чек 5 на обрабатываемую поверхность б, расположенную на расстоянии 100—200 мм от сопла металлизатора.
J
/
о+2 ш
ste 5
|
|
Рис. 35.3. Виды плазмотронов: |
|
|
|
|||
а — с косвенной |
дугой |
для напыления |
порошка; |
б — косвенной |
дугой |
для |
распыления |
|
проволоки; |
в — с прямой |
дугой |
для |
распыления |
проволоки |
|
||
Дуговая |
металлизация — высокопроизводительный |
процесс, |
||||||
в несколько |
раз |
превосходящий |
газопламенный, |
обеспечивает |
лучшее соединение с основным металлом. Недостатком явля ется возможность перегрева и окисления напыляемого мате риала, а также частичное выгорание из него легирующих ком понентов.
Плазменное напыление в зависимости от вида напыляемого материала, а также от схемы подключения источника тока мо жет производиться с использованием плазмотронов трех видов
(рис. |
35.3): с косвенной дугой для напыления порошка (рИС |
35.3, |
а), с косвенной или прямой дугой для распыления Прово |
локи |
(рис. 35.3,6, в). Напряжение от источника постояНного |
тока |
/ подводится к водоохлаждаемому корпусу плазмоТрОНа |
2 и |
изолированному от него неплавящемуся электроду $ J-J0_ |
рошкообразный наплавочный материал 5 подается в с0ПЛ0
струей транспортирующего газа, |
нагревается |
и направЛяется |
|
на обрабатываемое изделие |
6. |
Вследствие |
нагрева скорость |
транспортирующего газа при |
выходе из сопла возраста^ ки_ |
нетическая энергия порошка увеличивается, что способствует лучшему его сцеплению с наплавляемой поверхностью. Прово лочный или прутковый материал 7 подается специальным по дающим механизмом в непосредственной близости от сопла плазмотрона (рис. 35.3, б, в). В случае, когда сварочный ток подводится не только к корпусу плазмотрона, но и к наплав ляемой проволоке (рис. 35.3, в), доля энергии, передаваемая дугой наплавленному металлу, возрастает в 3—5 раз; соответ ственно повышается и производительность наплавки.
Достоинством плазменного напыления является возмож ность применения для широкого спектра материалов как в ат мосфере, так и защитных камерах. Недостатками являются высокая стоимость процесса, относительно низкая производи тельность, высокий уровень шума.
35.2. Материалы для напыления
Для напыления могут быть использованы проволоки, прутки и порошковые материалы. При дуговом напылении чаще ис пользуют проволоку или прутки, позволяющие обеспечить их непрерывную и равномерную подачу в высокотемпературную зону. Их разновидности и характеристики даны в гл. 29.
При плазменном и газопламенном напылении широко ис пользуются материалы в виде порошков*. Порошковые мате риалы могут быть изготовлены практически из любых сплавов или неметаллических материалов по относительно простой технологии. Форма, гранулометрический состав, сыпучесть по рошков оказывают большое влияние на качество напыленного слоя и должны оговариваться ГОСТом или ТУ на изготовление.
35.2.1. Порошки из чистых металлов
Напыление чистыми Металлами применяют, как правило, для придания по верхностям свойств, присущих этим металлам, или для получения про межуточных слоев, обеспечивающих хорошую адгезию с основным метал лом. Некоторые металлические порошки указаны ниже:
Материал |
Марка порошка |
Алюминий |
ПАД |
Вольфрам |
АСД-Т |
ПВП-1, ПВП-2 |
|
Кобальт |
ПК-1, ПК-2 |
Медь |
ПМС-В, ПМС-Ву |
Молибден |
ПНЭ1, ПНЭ2 |
Никель |
ПНК2К8, ПНК2К9 |
Титан |
ПТС |
Хром |
ПХ1, ПХ2 |
* Могут быть использованы также для лазерной, газоплазменной и дру гих видов наплавок.