8. Восстановление изношенных деталей

 

8.1. Общие положения

 

8.1.1. Современные методы восстановления позволяют восстанавливать геометрические размеры деталей, а также упрочнять детали путем применения специальных электродов и порошковых материалов, обеспечивающих получение поверхностного покрытия с заданными физико-механическими свойствами. В условиях порта восстановление деталей может осуществляться ручной или полуавтоматической сваркой и наплавкой (дуговой и газовой), различными методами металлизации (электродуговой, газовой и др.), механической обработкой (под номинальный или новый размер), а также электролитическими способами (хромирование, никелирование, осталивание и др.).

8.1.2. Наиболее широкое распространение в качестве метода восстановления получила наплавка, в процессе которой на деталь наносится 2 - 6% металла от массы самой детали. В зависимости от формы, размера и материала наплавляемой поверхности для восстановления используют различные виды наплавки.

8.1.3. К перспективным относятся различные методы металлизации, сущность которой заключается в нанесении на восстанавливаемую поверхность покрытий в распыленном состоянии. Для напыления используют прутковые или проволочные электроды, а также порошковые композиции, распыляемые при помощи электродуговых металлизаторов, газопламенных горелок, плазмотронов и другой аппаратуры. Значительный интерес представляет газотермическое напыление порошков с самыми различными свойствами - теплостойких, теплоизоляционных, износостойких, коррозиестойких, электроизоляционных и др. Применение различных способов напыления (газопламенное, плазменное и т.п.) позволяет получать многослойные покрытия и регулировать их физико-механические свойства, повышать ресурсы деталей.

8.1.4. Восстановление деталей механической обработкой выполняется под номинальный размер удалением дефектной части детали и установкой на это место дополнительной ремонтной детали (втулки, кольца, накладки и т.д.) или под новый ремонтный размер - регламентированный или свободный - с подгонкой сопряженных деталей.

8.1.5. Электрическое восстановление основано на наращивании необходимого слоя металла на изношенную поверхность при разложении электролита под действием электрического тока и осаждении на детали (катоде) положительно заряженных ионов металла.

 

8.2. Восстановление деталей ручной наплавкой

 

8.2.1. Технологический процесс наплавки включает в себя подготовительные операции, нанесение слоя металла и последующие процессы обработки детали.

8.2.2. В порядке предварительной подготовки все детали, поступающие в ремонт, должны быть очищены от грязи, ржавчины, краски, после чего должны быть отсортированы и отобраны детали, подлежащие восстановлению. После очистки поверхности детали определяются величина и характер износа детали, наличие трещин, надрывов, вмятин, задиров, наклепа, старой наплавки, повреждения резьбы, шлицевых соединений, общей или местной (поверхностной) закалки, цементации и т.д., а также определяется марка стали, из которой изготовлена деталь.

Детали, имеющие эксцентричный износ, необходимо до наплавки подвергнуть механической обработке.

Трещины, если позволяет характер дальнейшей работы детали, должны быть заварены перед наплавочными работами, а затем тщательно зачищены и обработаны; мелкие трещины с небольшой глубиной устраняются шлифованием или местной вырубкой.

Изношенная или поврежденная резьба перед наплавкой должна быть полностью удалена.

Имеющиеся на наплавляемой части отверстия, пазы и канавки, которые необходимо сохранить, должны быть заделаны медными, графитовыми или угольными вставками. При механической обработке наплавленного металла верхняя часть вставки, связанная с наплавленным металлом, срезается, что облегчает удаление оставшейся части вставки. Способ закрепления вставки перед наплавкой выбирается применительно к каждой детали отдельно.

Поверхности детали, не подвергающейся наплавке, в случае необходимости должны защищаться от брызг сухим или мокрым асбестовым картоном.

В порядке подготовки детали к наплавке также необходимо изготовить планки и кольца для вывода начала и конца наплавленного валика, медные пластины для удержания флюса, разнообразного твердого сплава, жидкого металла и шлака.

В эту работу входит и центрование наплавляемых деталей для дальнейшей механической обработки их на токарном станке.

Для правильной организации подготовки деталей к наплавке и выполнения наплавочных работ необходимо после осмотра и замеров износа детали составить карту технологического процесса ремонта. В ней должны быть отражены характер износа, объем работ, вид и способ наплавки, марка и диаметр электродов, режим и технология наплавки, последовательность операций, припуск на механическую обработку, необходимость предварительной и последующей термических обработок.

8.2.3. Электродуговая наплавка может выполняться как металлическим, так и угольными (графитовыми) электродами.

Ручная наплавка выполняется электродами диаметром 2 - 6 мм на постоянном токе силой 80 - 300 А обратной полярности ("плюс" на электроде) с производительностью 0,8 - 3,0 кг/ч.

Металлические электроды для наплавочных работ дают возможность в широких пределах изменять химический состав и свойства наплавленного металла, что достигается путем легирования наплавленного металла с помощью электродного покрытия.

Наплавка изношенных деталей, изготовленных из углеродистых или легированных сталей и не подвергающихся после наплавки термической обработке, производится электродами, обеспечивающими необходимые твердость и износостойкость наплавленного металла.

Если же восстановленные детали после наплавки подвергаются термической обработке, то наплавка их должна производиться такими электродами, наплавляемый металл которых допускает эту обработку без снижения твердости и ухудшения других механических свойств.

Восстановление наплавкой деталей, быстро изнашивающихся от трения, должно производиться твердыми сплавами (ЦС-1, ЦС-2).

Для наплавки деталей, выполненных из углеродистых и низколегированных сталей, работающих на износ и подверженных ударным нагрузкам при обычных температурах, следует применять электроды следующих наиболее распространенных марок: ОЗН-250У, ОЗН-300У, ОЗН-350У, ОЗН-400У, Т-590, ЦС-1, ЦС-2, 12АН/ЛИВТ, 13КН/ЛИВТ и др. Металл, наплавленный этими электродами, представляет собой сплав на железной основе с небольшим количеством таких легирующих элементов, как марганец, кремний, углерод, вольфрам, титан и др. Наплавленный металл легируется с помощью электродного покрытия. Электроды марок ОЗН-250У, ОЗН-300У, ОЗН-350У, ОЗН-400У имеют покрытие основного типа и предназначаются для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок и подверженных сравнительно быстрому износу, изготовленных из малоуглеродистых сталей и сталей марок 35, 40, 45, 30Х, 35Х, 40Х.

Наплавка в зависимости от массы детали, степени ее предварительного подогрева и толщины основного металла выполняется при силе тока 170 - 220 А, при диаметре электрода 4 мм и 210 - 240 А при диаметре электрода 5 мм. Наплавка производится короткой дугой постоянного тока обратной полярности. Твердость наплавленного металла составляет: для электродов ОЗН-300У НВ 270 - 300, для электродов ОЗН-350У НВ 320 - 380 и для электродов ОЗН-400У НВ 370 - 430. Электроды марки ЦС-1 изготавливаются из сормайта N 1 и применяются для наплавки деталей из малоуглеродистых и низколегированных сталей с цементированной рабочей поверхностью и из углеродистых и легированных сталей с закаленной поверхностью, а также для наплавки деталей без дальнейшей термической обработки. Наплавка производится постоянным или переменным током 180 - 225 А при электроде диаметром 5 мм и выполняется по возможности короткой дугой. Твердость наплавленного и термически не обработанного металла HRC 28 - 54. Электроды марки ЦС-2 изготовляются из сормайта N 2 и применяются для наплавки деталей как подвергающихся, так и не подвергающихся термической обработке после наплавки. Наплавленный металл без термической обработки имеет твердость HRC 39 - 45, после отжига - HRC 30 - 35, после закалки и отпуска HRC 56 - 62. Род тока и режим наплавки те же, что и для электродов ЦС-1.

Электроды марки Т-590 применяются для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественно абразивного износа: режущей части ножей бульдозеров, поверхности ковшей породопогрузочных машин и т.д.

Ток наплавки постоянный обратной полярности или переменный 200 - 220 А для электродов диаметром 4 мм и 250 - 270 А для электродов диаметром 5 мм. Твердость наплавленного металла HRC 58 - 62.

Электроды марки Т-620 применяются для наплавки деталей, работающих в условиях особенно интенсивных абразивных износов и ударных нагрузок. Наплавка производится в нижнем положении и на тех же режимах, что и электродами Т-590. Твердость наплавленного металла HRC 55 - 60.

Электроды марки 13КН/ЛИВТ предназначены для наплавки ножей дорожных машин, цепей механизмов, режущих кромок челюстей грейферов и других деталей машин и механизмов, работающих в аналогичных тяжелых условиях. Наплавка производится в нижнем положении постоянным или переменным током 200 - 220 А электродом диаметром 5 мм. Твердость наплавленного металла HRC 55 - 60. Электроды марки 12АН/ЛИВТ применяются для наплавки деталей, изготовленных из малоуглеродистых, среднеуглеродистых и легированных сталей, подверженных ударной нагрузке с трением (опорные катки, гусеницы, звездочки тракторов и др.). Области применения электродов различных типов и марок указаны в таблице 68.

 

Таблица 68