книги из ГПНТБ / Петров И.В. Ремонт строительных машин и механизмов учеб. пособие

При обработке детали обязательно охлаждают смесью из 70% ке­ росина и 30% веретенного масла. Кроме шлифования, можно приме­ нять хонингование, полирование и другие отделочные работы.

В некоторых случаях применяют так называемое пористое хроми­ рование, при котором на хромированной поверхности в результате растравливания микронеровностей проступает сетка трещин глубиной в несколько десятков мкм. Пористое хромирование выполняют путем переключения на 5—10 мин полярности, в результате чего происходит процесс частичной дехромизации.

Пористое хромирование бывает канальчатым, при котором на по­ верхности можно даже невооруженным глазом наблюдать сетку узких и глубоких трещин, и точечным, при котором в микроскоп видны не­ большие пирамидальные возвышения (рис. 54). Канальчатый тип

Рис. 54. Формирование пористости хрома:

а —канальчатой, б — точечной

поверхности получается при анодном растравливании молочных и мо­ лочно-блестящих осадков хрома, точечный — матово-блестящих и ма­ товых. Объем пор точечного покрытия в 3,5 раза превышает объем пор канальчатого покрытия, поэтому первое применяют для деталей, ра­ ботающих в сложных условиях смазки при значительном нагреве.

Поверхности, покрытые точечным пористым хромом, лучше прира­ батываются. Но их износостойкость уступает поверхностям, получен­ ным путем канальчатого пористого хромирования.

После окончания дехромизации поверхность обдувают сжатым воз­ духом, обрабатывают 10%-ным раствором щелочи и промывают в горя­ чей воде. Поверхности, покрытые пористым хромом, предназначены для подвижных посадок в связи с тем, что благодаря сетке трещин

на них удерживаются и более равномерно распределяются смазочные материалы.

Поверхности, покрытые пористым хромом, обрабатывают абразив­ ным способом с помощью кругов твердостью СМ-1 из карбокорунда на бакелитовой связке. При густой сетке зернистость круга берется рав­ ной 180—240, при редкой — 400.

110

Осталивание — это электролитическое осаждение на изношенные поверхности слоев стали толщиной до 5 мм. В качестве электролита применяют смеси, состав которых приведен в табл. 11.

Т а б л и ц а 11

Составы электролитов для осталивания

К омпоненты эле к тр о ли т а , е/л Реж им работы

Коэффициент выхода для осталивания равен 80—95%. В качестве анода применяют малоуглеродистую сталь 10 или 20.

Технологический процесс осталивания, протекающий со скоростью 0,12—0,25мміч, подобен процессу хромирования, за исключением тогр, что в первые 15 мин плотность тока должна составлять 50% от рабо­ чей.

Поверхности, не подлежащие осталиванию, изолируют целлулоид­ ной пленкой при времени осталивания до 3 ч и хлорвиниловым пласти­ ком и эмалями, если это время превышает 3 ч.

С поверхности, подлежащей осталиванию, удаляют оксидную плен­ ку путем анодного травления в электролите, состоящем из раствора серной кислоты с добавкой 10—25 г/л сернистого железа. Температура раствора 18—20° С, плотность тока 10—70 a/дм2, продолжительность обработки 2—4 мин.

Твердость осажденной стали составляет 170—190 НВ. При добавле­ нии в электролит органических добавок — сахара и глицерина — увеличивается содержание углерода, что приводит к повышению твер­ дости до 260 НВ.

Чтобы уменьшить хрупкость наращенного слоя, его нагревают до 350° С с выдержкой в течение 30 мин, в процессе которой снимаются внутренние напряжения, твердость повышается до 200—230 НВ, одно­ временно за счет взаимной диффузии увеличиваются силы сцепления осажденного слоя с основным металлом.

Предел прочности металла осажденного слоя составляет 75 кгс/мм2, предел текучести — 45 кгс/мм2, усталостная прочность снижается на 10—14%, а прочность сцепления с основным металлом доходит до

45—48 кгс/мм2,

Ж

К преимуществам осталивания относится то, что осажденные слои могут быть подвергнуты цементации (930° С), закалке (800° С) и от­

пуску (200° С).

Механическую обработку стального осадка можно производить как твердосплавным инструментом, так и абразивом. Рекомендуется при­ менять алундовые или электрокарборундные круги твердостью СМ2 или СМ1, зернистостью порядка 46—60 при интенсивном охлаждении. Скорости резания рекомендуется брать порядка 20—25 місек при об­ работке резцами и 15—25 місек при шлифовании.

После окончания механической обработки на детали должен оста­ ваться слой осажденной стали толщиной не менее 0,2—0,3,мм.

Определенный интерес представляет холодное осталивание с по­ вышенным содержанием марганца, обеспечивающее получение осаж­ денных слоев твердостью до 350—450 НВ, применяемое для восстанов­ ления деталей с поверхностной твердостью 400—450 НВ и сопряжен­ ных с подшипниками скольжения или качения.

Применяемый с этой целью электролит состоит из 350 г/л МпС12х

X 4Н20 , Г00 —125 г/л ІЧН4С1, 30—50 г/л Fe-CI2-4H20 при кислот­ ности в 3,6 pH и температуре 18° С. Плотность тока равна 5—8 а/дм2,

30—40 г/л, Na2S04ЮН20 — 60 г/л при кислотности 3,2 pH и темпе­ ратуре 40—45° С. При плотности тока 5—8 а!дмг скорость отложения осадка составляет от 0,05 до 0,08 мм/ч, наибольшая толщина осадка — 0,5—1,0 мм и твердость осадка 40—50 НВ.

Никелирование применяют для повышения износостойкости, за­ щиты от коррозии и в качестве декоративных покрытий. Выход по току составляет 90—95%, толщина слоев до 50 мкм.

Цинкованием защищают детали (в основном нормали) от коррозии слоем цинка толщиной до 100 мкм при выходе по току в 97—99%.

Кадмирование используют для ремонта электрических контактов

электроаппаратуры и защиты деталей от агрессивных сред; толщина

слоя до 50 мкм.

Нанесением слоя олова улучшают приработку ответственных отре­ монтированных деталей, а также временно защищают необрабатывае­ мые при азотировании поверхности слоем толщиной 3—10 мкм.

Нанесением слоя свинца толщиной до 1 мм защищают детали от коррозии, вызываемой сернистыми соединениями.

Омеднением восстанавливают изношенные и обжатые бронзовые втулки, защищают поверхность при цементации, ремонтируют контак­ ты электроаппаратуры, а также применяют в качестве подслоя под хро­

мирование и никелирование; толщина слоя — 30—40 мкм, выход по току — до 95%.

Нанесение латунных слоев толщиной до 60 мкм используют в качест­ ве подслоя под хромирование и никелирование; толщина слоя — 30 40 мкм, выход по току — до 95%. Нанесение латунных слоев толщиной

112

до 60 мкм применяют в качестве подслоя при покрытии деталей рези­ ной и для защитно-декоративных покрытий с последующим оксиди­ рованием.

Нанесение серебряных слоев толщиной до 120 мкм служит при ре­ монте контактов электроаппаратуры и отражательных поверхностей, а также для защиты от щелочной коррозии.

Ферросульфидирование применяют слоями толщиной до 80 мкм для устранения заднров и улучшения условий приработки.

ные места втулок, валов и осей, поверхности отверстий под подшип­ ники в корпусных деталях.

Технологический процесс восстановления деталей данным способом заключается в том, что детали придают с помощью шлифования пра­ вильную форму, обезжиривают венской известью (97% окиси кальция и магния с добавкой 3% соды или 1,5% едкого натрия), промывают в горячей воде или травят электронатиранием в 15%-ном водном рас­ творе серной кислоты с добавкой 5% сернокислого натрия при обрат­ ной полярности и плотности тока в 100—150й/0ж2. Затем деталь про­ мывают водой и подвергают электронатиранию, которое заключается в том, что к соединенной с катодом медленно вращающейся детали при­ жимается анодный тампон 5, непрерывно смачиваемый электролитом (рис. 55). В результате получаются высококачественные мелкозерни­

113

стые, плотные и твердые покрытия из хрома, железа, никеля, меди

и цинка.

При нанесении этим способом цинковых покрытий электролит со­ держит в себе 280—300 г/л сернокислого цинка и 20—40 г/л борной кис­ лоты. Плотность тока — 200 а/дм2, скорость скольжения — 10 м/мин. При отношении площади контакта анода к общей площади катода 1 :5 скорость отложения цинка составляет 8—10 мкм/мин, а макротвердость отложенного слоя равняется 60—70 кгсімм2. Электронатиранием вос­ станавливают неподвижные посадки у деталей с износом до 0,1 мм.

Посадочные размеры бронзовых втулок восстанавливают электронатиранием медыо с использованием электролита, содержащего 550— 600 г/л сернокислой меди и 75—100 г/л серной кислоты. Плотность тока при этом равняется 300 а/дм2, а скорость в месте контакта — 25 м/мин. Скорость отложения меди доходит до 10—12 мкм/мин при соотношении контактной площади анода с общей площадью катода, равном 1 :5. Микротвердость получаемых при этом отложений меди составляет

200—220 кгс/мм2.

Химическое наращивание слоев. При этом методе выполняют в ос­ новном никелирование, с помощью которого повышают износостойкость, защищают от коррозии и восстанавливают при ремонте детали с не­ большим износом.

При химическом никелировании без электротока на детали осаж­ дается никель — фосфорный слой, который восстанавливают из раст­ вора солей гипофосфата никеля.

С этой целью применяют нагретый до 93° С раствор, состоящий из 21 г/л хлористого никеля, 24 г/л гипофосфата натрия и 10 г/л уксусно­ кислого натрия при общей кислотности pH, равной 5. Скорость осаж­ дения никеля составляет 25 мкм/ч.

Содержание от 3 до 12% фосфора в осажденном никеле повышает его твердость до 420—470 НВ и сообщает покрытиям высокие антикорро­ зионные и антифрикционные свойства.

Для повышения качества данных осадков до уровня, приближаю­ щегося к уровню хромовых покрытий, рекомендуется их подвергать термообработке до 380—480° С в течение 1 ч. Твердость покрытия по­ вышается до 600—620 НВ.

Покрытия этого типа рекомендуют для ремонта точных деталей топ­ ливных насосов и гидравлических приводов, изготовленных из стали, меди и алюминиевых сплавов.

После никелирования поверхности обрабатывают притиркой, шли­ фованием и полированием.

Метод отличается высокой производительностью, так как при од­ них и тех же размерах ванны площадь покрытия в 25 раз больше пло­ щади, получаемой при электролитическом никелировании.

Металлизация. Процесс металлизации заключается в нанесении на восстанавливаемую поверхность мельчайших (0,002—0,2 мм) расплав­ ленных капелек металла, которые сцепляются с ней и между собой. Наносимый металл расплавляют с помощью ацетилено-кислородного пламени, электрической дуги и токов высокой частоты. Соответственно различают газовую, электродуговую, высокочастотную и плазменную

114

металлизацию. Расплавленные частички наносят на обрабатываемую поверхность струей сжатого воздуха или инертных газов.

Металлизацией восстанавливают до начальных размеров изношен­ ные подшипники скольжения, цилиндрические поверхности, работаю­ щие преимущественно в условиях посадок типа Г и Н, а также устра­ няют трещины и раковины в корпусных деталях. Иногда металлиза­ цией восстанавливают и гладкие поверхности, защищают поверхности, не подлежащие цементации, медью, повышают жаропрочность стали нанесением слоя алюминия толщиной 0,2—0,3 мм с последующим от­ жигом.

Электродуговая металлизация широко распространена в нашей стране, что объясняется рядом преимуществ этого метода. Так, с его помощью можно наносить слои любого металла толщиной от 0,03 до 10 и более мм на подслой из металла, дерева, пластмассы, стекла, гип­ са. В среднем толщина покрытий из тугоплавких металлов равна 1 —1,5 мм, а из легкоплавких — 2,5—3,0 мм.

Металлизационные покрытия отличаются высокой износостой­ костью при работе в узлах трения, так как обеспечивают их хорошую смазку. Смазочные масла пропитывают поры между сцепившимися частичками металла, что автоматически поддерживает необходимый режим смазывания. При недостаточной смазке детали, а с ними и масло нагреваются, масло расширяется и выступает из пор покрытия, увели­ чивая тем самым подачу смазки и снижая коэффициент трения. Коли­ чество впитываемого в слой металла масла составляет 10—15% от его объема.

Технологический процесс металлизации состоит из трех этапов: подготовки деталей, собственно металлизации и последующей обра­ ботки напыленного слоя.

При подготовке к металлизации тщательно очищают изношенную поверхность детали для удаления оксидной пленки и создания на ней определенной шероховатости, которая достигается путем нанесения на нее рваной резьбы, кольцевых и винтовых каналов, дробеструйной и анодно-механической обработки, а также нанесением подсЛоев из легкоплавких металлов и сплавов (например, цинка, латуни) с после­ дующим нагревом детали токами высокой частоты. При высокой твер­ дости изношенной поверхности ее обдувают дробью размером 0,4— 0,5 мм. Точные детали обдувают под давлением от 2 до 6 кгсісм2сухим кварцевым песком размером 1—1,5 лш, грубые детали — 2—2,5 мм. Наклон сопла при обдувке чугунных деталей составляет 80—90°, остальных — 45—70°; а расстояние от сопла до детали — 100 мм.

Схема подготовки поверхности под металлизацию показана на рис. 56. При подготовке поверхности обтачиванием резцами следует придерживаться соотношения: радиус закругления во впадине резьбы по отношению к шагу резьбы должен быть примерно в 5 раз меньше, шаг резьбы — 1—1,5 мм, глубина ее 0,5—0,8 мм.

Рваную резьбу наносят резцом с вылетом 150—200 мм. Резец под­ водят к детали на 3—6 мм ниже ее центра. Передний угол резца должен равняться 0°, угол при вершине — 60°, радиус закругления вершины

0,5—1,0 мм.

115

волоки из низкоуглеродистых сталей. При ремонте посадочных мест, предназначенных для подвижных посадок, используют отожженные

стали У7, У7А, У8, У8А, дающие износостойкие покрытия. Режимы металлизации приведены в табл. 12.

Т а б л и ц а 12

Режимы металлизации

Подшипники скольжения ремонтируют антифрикционными сплава­ ми, состоящими из 50% алюминия и 50% свинца, 75% стали и 25% меди иди латуни, 75% меди и 25% свинца. Трещины в чугушых дета

В процессе металлизации вначале напыляют участки с резкими пе­

116

реходами (углами, галтелями, уступами) и только потом равномерно напыляют всю поверхность. При расчете толщины наносимого слоя следует учитывать припуск на последующую обработку, принимае­ мый равным 0,5—1,0 мм для обтачивания и 0,15—0,2 мм для шлифо­ вания. Нагрев детали при металлизации не превышает 80° С.

Металлизированное покрытие из низкоуглеродистой стальной про­ волоки или цветных металлов обрабатывают путем обточки и шлифо­ вания. Резцы должны быть оснащены пластинками из твердых спла-

t)

вов Т15К6, ВК6, ВК8; при этом у резцов для чернового точения перед­ ний угол должен быть равен 5° и задний — 12°, для чистового точения соответственно — 5 и 12°. Режимы резания приведены в табл. 13.

Т а б л и ц а 13

Режимы резания металлизированных покрытии

При использовании среднеуглеродистых проволок полученные покрытия обрабатывают только шлифованием. С этой целью приме­ няются алундовые и карборундовые круги твердостью СМ2—С2 и зер-

117

„Рис. 58. Схема электрометаллизатора:

/ — расплавляемые проволоки, 2 — токопроводы, 3 —по-

дающий механизм, 4 — направляющие наконечники для проволоки, 5 — сопло, подающее сжатый воздух, 6 — зо­

на плавления, 7 — поверхность металлизируемой детали

Расстояние мёталлазации.мм

Рис. 59. Схема процесса распыления металла:

7— металлизируемая поверхность, 2 —проволока, 2 — кри­ вая изменения скорости воздуха, 4 -кри вая изменения скорости частиц

нистостыо 46—60 при окружной скорости круга 25—30 м/сек, детали

— 10—12 м/мин, глубине резания 15—30 мкм и подаче 5—10 мм/об. Предел прочности при сжатии напыленного слоя составляет 75—

85 кгс/мм2, растяжении — до 20 кгс/см2.

Высокочастотная металлизация отличается тем, что проволоку на­ гревают с помощью токов высокой частоты в металлизаторной головке,

плавляют в нейтральном пламени газовой горелки. Угар легирующих элементов незначителен и частицы получаются весьма мелкими, а их

Рис. 61. Схема газовой металлизационной установки:

фракционный состав стабилен. При газовой металлизации получают мелкопористые покрытия с большей по сравнению с электродуговой металлизацией макротвердостью. Схема газовой металлизационной установки показана на рис. 61.

119