10.3. Особенности обработки деталей, восстановленных различными способами

10.3.1. Особенности обработки деталей, восстановленных наплавкой

Наплавленный металл по своему сечению имеет неоднородные физико-механические свойства, химический состав и микрострук­туру. Его механические свойства (прочность, твердость и др.) зачастую значи­тельно выше, чем у основного материала. Особен­ностью наплавленных слоев является также наличие макро­неровностей, неметаллических включений и по­ристости наружного поверхности. Толщина наносимого слоя значительно больше величины износа. Так, при износе 0,2—0,5 мм наплавляют слой до 1,0—1,2 мм. Эти факторы оказывают значительное влияние на техно­логию и трудоемкость обработки резанием поверхностей деталей, восстановленных наплавкой.

Так, например, скорость резания для наплавленного проволокой Св-08Г2С под флюсом должна составлять ~65% скорости резания для нормализованной стали 45.

При точении наплавленно­го металла и стали 45 с возрастанием скорости резания высота не­ровностей сначала увеличивается, достигая максимума, затем не­прерывно уменьшается и в зоне скоростей 100 м/мин стабилизиру­ется и становится постоянной, практически одинаковой как для наплавленного металла, так и для стали 45.

При чистовом и черновом точении применяют резцы, оснащенные пластин­ками твёрдого сплава групп ТК и ВК. Лучшие результаты при чистовом точении показывают твердосплавные резцы, имеющие передний угол γ=-10°, задний угол α=12°; при черновом γ =-15°, α=12°.

Обработку резанием наплавленных поверхностей целесообразно вести с подогревом, поскольку их прочность и твердость снижаются, а пластичность повышается. Кратковременный нагрев не вызывает значительных изменений в материале наплавленного слоя.

При обработке нагретых наплавленных поверхностей применяют сплав Т15К6 или ВК8. Оптимальной является температура нагрева 450...500°С. Режимы резания: v=15...20 м/мин; t=1,5...2 мм; S=0,3...0,5 мм/об.

Токарный резец при наружном точении имеет следующую геометрию: передний угол γ =0-(-3°); задний угол α =6°; угол наклона режущей кромки λ=0—(+4°); главный угол в плане φ = 45°; вспомогательный угол в плане. φ₁—25°; задний вспомогательный угол α₁ = 9°; радиус при вершине r=1...1,5 мм.

Высокотемпературный нагрев увеличивает стойкость резцов и позволяет значительно повысить режимы резания.

Особую трудность вызывает обработка резанием по­верхностей, восстановленных наплавкой или напылением износостойких порошков. Такие покрытия состоят из карбидов высокой твердости и вязкой металлической основы. При их обработке наиболее эффективно шлифо­вание абразивным (в том числе алмазным) инструментом, а также электрофизические и электрохимические методы обработки.

10.3.2. Особенности обработки деталей, восстановленных хромированием и железнением

Детали, восста­новленные износостойким хромированием, имеющем высокую микротвердость и малую тол­щину, обрабатывают абразивным инструментом. Шлифование хромированных деталей с применением абразивного (алмазного) инструмента является, практи­чески, единственным способом их механической обработки. Несоблюдение условий и режимов шлифования ведет к отслаиванию покрытия или образованию шлифовочных трещин и прижогов, вероятность появления которых значительно выше, чем при шлифовании деталей без хромового покрытия. Рекомендуются абразивные круги и режимы резания со следующими параметрами: припуск на шлифование назначают в пределах 15— 30 % толщины слоя хромового покрытия; шлифовальные круги: материал — нормальный или белый электрокорунд на керамической связке, зернистость 20—40, твердость СМ1, ..., С1; режимы шлифования: окружная скорость круга 25— 35 м/с, скорость детали 0,2—0,3 м/с, продольная подача 3—8 мм/об, глубина 0,005—0,0012 мм, расход СОЖ не менее 0,3 л/с.

При шлифовании деталей с хромовыми покрытиями в целях уменьшения вероятности появления шлифовочных трещин рекомендуется не подводить к детали круг при неустановившемся его вращении, т. е. в момент разгона и остановки круга; выход круга за торец (конец) детали не должен быть более половины высоты круга.

Детали, восстановленные железнением (осталиванием), могут быть подвергнуты как шлифованию, так и точению. Шлифова­ние осуществляют кругами из электрокорунда твердостью СМ1, ..., СМ2, зернистостью 16—25 на керамической связке. При шлифовании твердых покрытий рекомендуется применять круги из зеленого карбида кремния, который обеспечивает повышение стой­кости до 2 раз, а производительности до 1,5 раз по сравне­нию с кругами из электрокорунда такой же характеристики. Режимы шлифования: скорость круга 25—35 м/с, скорость детали 0,3—0,4 м/с, продольная подача 10— 16 мм/об, глубина 0,01—0,02 мм, расход СОЖ — не менее 0,25 л/с.

Детали, восстановленные хромированием и железнением, шлифовать алмазными кругами нецелесообразно. В первом случае износ кругов выше, а производительность ниже примерно в 2 раза по сравнению со шлифованием кругами из электрокорунда. Во втором случае наблю­дается быстрое засаливание алмазных кругов. Алмазная обработка гальванопокрытий наиболее эффективна при отделочных методах обработки (полиро­вании, выглаживании и др.). Оптимальные режимы шлифования твердых покрытий кругами из синтетических алмазов: скорость круга 30 м/с; скорость изделия 20...25 м/мин; продольная подача 1...1,5 мм/об; глубина шлифования 0,01...0,02 мм/ход.

В случае точения осадков электролитического железа восста­навливаемых деталей в зоне резания образуется высокая темпера­тура (1000... 1050°С), причем при точении мягких осадков темпера­тура в 1,2...1,7 раза выше, чем при точении твердых покрытий. Вы­сокая температура в зоне резания способствует интенсивному износу режущего инструмента.

Несмотря на значительную разницу в твердости (Н₅₀ = 250 кгс/мм² и Н₅₀=500 кгс/мм²) при точении мягких покрытий наблюдается больший износ режущего инструмента, чем при точе­нии твердых; изменяется и характер износа.

Мягкие покрытия с включениями гидроокиси подобны абразив­ному инструменту, имеющему твердые включения в мягкой связке, в сочетании с высокой температурой интенсивно изнашивают режу­щий инструмент.

Наилучшие результаты по стойкости показывают резцы из твер­дого сплава Т30К4 и минералокерамический сплав ЦМ332. Сплав ЦМ332 при точении мягких покрытий более стоек, чем твердый сплав Т30К4. Однако при одинаковом износе шероховатость поверх­ности, обработанной сплавом ЦМ332, значительно выше, чем при точении сплавом Т30К4.

Так как вопросы качества обработанной поверхности имеют большое значение, следует рекомендовать в первую очередь твердый сплав Т30К4. Оптимальные значения скорости резания, подачи и геометрических параметров режущего инструмента: v=50 м/мин; S=0,12 мм/об; t=0,2 мм; α=10°; γ = 0°; φ = 60°; φ₁ = 30°; λ=+5°.