44.Восстановление деталей намораживанием.

Наплавка намораживанием. Сущность наплавки намораживанием за­ключается в последовательном затвердевании сплава на очищенной от оксид­ной пленки поверхности заготовки, погруженной в расплав. Заготовку после кратковременной выдержки извлекают из расплава с обра­зовавшимся на ее поверхности слоем наплавленного металла.

Основные операции наплавки намораживанием из расплава - подготовка присадочного материала и восстанавливаемой поверхности, погружение заго­товки в расплав, выдержка, извлечение из расплава и охлаждение.

Присадочный материал нагревают в индукционных печах до тем­пературы, превосходящей на 30...50° С температуру его плавления. Применяют тигли из графита или огнеупорного материала на основе нитридов бора и крем­ния. Невосстанавливаемые поверхности заготовки, соприкасающиеся с распла­вом, защищают нанесением на них тонкого слоя меловой обмазки. На восста­навливаемые поверхности последовательно наносят слои водного раствора жидкого стекла и порошкообразного флюса, состоящего на 4% (по массе) из буры и 60% борного ангидрида. Заготовку помещают в высокочастотный ин­дуктор для активации наплавляемой поверхности при температуре 850...900°С.Процесс активации протекает в течение 10... 12 с, при этом флюс плавится,очищает поверхность от оксидов и защищает се от последующего окисления.

Нагретую заготовку погружают в расплав. Детали выдерживают в расплаве в течение 0,8... 1,2 с. За это время на поверхности заготовки затвердевает слой сплава толщиной 2,5...3,0 мм. Затем деталь охлаждают на воздухе. На качество и толщину наплавленного металла влияют температура заго­товки и расплава и продолжительность их контактирования. Наплавка намораживанием обеспечивает повышение износостойкости вос­станавливаемых элементов за счет придания их материалу необходимой тек­стуры. Износостойкость текстурированных поликристаллических материалов анизотропная. Наибольшая износостойкость наблюдается при трении перпендикулярно к главным осям карбидной фазы. Последнее обеспечивается направ­ленным отводом тепла при кристаллизации материала. Наличие в наплавочных материалах хрома и углерода способствует обра­зованию карбидов хрома, микротвердость которых в 1,3... 1,5 раза выше микро­твердости кварца (a-Si0 2 ). Такие структурные составляющие в наплавленном покрытии и их текстурная направленность снижают интенсивность абразивного изнашивания. Разновидностью способа является нанесение покрытия погружением разо­гретой детали в порошковую шихту. Температура плавления детали в этом случае превышает температуру плавления металлической шихты. Частицы шихты в процессе контакта с деталью расплавляются, а образовавшийся расплав под действием молекулярных сил удерживается на поверхности детали и кристаллизуется на ней, образуя покрытие. Применение процесса уменьшает время пребывания наносимого материала в расплавленном состоянии, что позволяет сохранить его наследственные свойства. Толщину покрытия регулируют тем­пературой нагрева детали.

45. Методы интенсификации и оптимизации технологического процесса очистки. Решение вопросов экологии при очистке.

Виды и характер загрязнений. В процессе эксплуатации агрегаты, сборочные единицы и детали покрываются различными загрязнениями, отрицательно влияющими на их долговечность и работоспособность. Наружные поверхности тепловоза и его агрегатов покрываются пылью и коррозией. Пыль из воздуха, попадая на рабочие поверхности сопряженных деталей и смешиваясь с маслом, повышает интенсивность их изнашивания. В период эксплуатации работа двигателя ухудшается из-за появления на его деталях нагара, лаковых и смолистых отложений, накипи, коррозии.

Нагар — твердые углеродистые вещества, образующиеся при сгорании топлива и масла, имеющие низкую теплопроводность. Нагар откладывается на стенках камеры сгорания, выпускных клапанах и деталях газовоздушного тракта, вызывая возрастание расхода топлива, перегрев Двигателя, снижение его мощности, повышение износа его деталей и увеличение дымности газов.

Лаковые отложения — углеродистые вещества, образующиеся при воздействии сравнительно невысокой температуры и откладывающиеся в виде тонкого слоя на поршнях в зоне расположения колец, юбке и поверхности шатунов.

Смолистые отложения — осадки, состоящие из продуктов окисления топлива и масла, а также механических примесей продуктов изнашивания и пыли. Смолистые отложения покрывают стенки картера Двигателя, маслопроводы и забивают фильтры. Вредное действие смолистых отложений проявляется в загрязнении свежего масла, заливаемого в картер Двигателя, засорении маслопроводов, фильтров и др.

Накипь — твердые отложения на внутренних поверхностях деталей системы охлаждения Двигателя. Они образуются в результате выделения солей кальция и магния при нагреве воды до температуры 70... 85 "С. Теплопроводность накипи во много раз ниже теплопроводности металла, поэтому даже незначительный ее слой ухудшает условия теплообмена, в результате чего снижается мощность Двигателя, повышается расход топлива и масла, возрастает интенсивность изнашивания деталей цилиндропоршневой группы.

Коррозия — разрушение поверхностей деталей, вызываемое химическими и электрохимическими процессами, с образованием гидрата окиси железа.

Способы удаления загрязнений. В ремонтном производстве наибольшее применение нашли механические, физико-химические и термические способы удаления загрязнений с поверхности деталей, сборочных единиц и агрегатов.

Сущность механических способов заключается в очистке поверхности детали от нагара, следов коррозии, старой краски и других загрязнений, вручную, скребками, шкуркой, щетками, механизированным инструментом с помощью щеток, твердыми и мягкими абразивными материалами. Пневматическую очистку применяют для сдувания с очищаемых поверхностей сухой пыли. Несмотря на простоту механических способов очистки (вручную и механизированным инструментом), они не обеспечивают должного качества и имеют низкую производительность.

Процесс очистки деталей от нагара мягкими и твердыми абразивными материалами более совершенен, выгодно отличается высокой производительностью и хорошим качеством очистки. Сущность процесса заключается в том, что очищаемая поверхность обрабатывается абразивными частицами, направляемыми через сопло сжатым воздухом. Частицы абразива, ударяясь о поверхность детали, разрушают и удаляют загрязнения.

Твердые абразивные материалы (кварцевый песок и металлическая крошка) применяются для очистки поверхностей деталей от нагара, коррозии, окислов, старой краски. Пневмоабразивная (пескоструйная) очистка деталей выполняется в специальных уста-

новках с мощной вытяжной вентиляцией помещения. Для очистки деталей от нагара, в частности полостей охлаждения поршней Двигателя, используется гидроабразивная установка, в которой воздушная смесь, образующаяся в смесителе, поступает в сопло, откуда, смешиваясь с водой, направляется на очищаемую поверхность детали.

Хорошие результаты дает очистка от нагара деталей из мягких металлов косточковой крошкой (мелкораздробленной скорлупой плодовых косточек). Струя воздуха при давлении 0,4...0,5 МПа подает косточковую крошку из бункера по трубопроводу через сопло на очищаемую поверхность детали. Крошка с силой ударяется о поверхность детали и удаляет с нее нагар. Благодаря небольшой твердости крошка при ударе деформируется, не вызывая повреждения поверхности детали.

Способам механической очистки деталей присущ существенный недостаток — невозможность (за редким исключением) удаления загрязнения с внутренних поверхностей деталей.

При физико-химических способах очистки деталей на загрязнения воздействует активная очищающая среда. В качестве очищающей среды используют водные растворы каустической соды (едкого натра), кальцинированной соды (углекислого натрия) с присадкой эмульгаторов (жидкое стекло, хозяйственное мыло, три-натрий-фосфат) и с противокоррозионными присадками (хромпик, нитрит натрия), а также синтетические моющие средства (CMC), основу которых составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эффективность CMC в 3... 5 раз выше эффективности растворов едкого натра.

В зависимости от способа перемещения раствора у поверхности очищаемой детали физико-химическую очистку можно условно разделить на струйную, очистку погружением ремонтируемых объектов в ванны (вываркой), принудительной циркуляцией раствора, ультразвуком. Наибольшее распространение в ремонтном производстве получили струйные моечные машины, из которых моющий раствор в виде струй под давлением от 0,1 до 5,0 МПа направляется на промываемые объекты.

Однокамерная машина тупикового типа модели ММД-13Б с неподвижной душевой системой применяется для очистки крупногабаритных деталей автомобиля. Тележка, на которую укладывают детали, совершает возвратно-поступательные движения. Детали очищаются горячим раствором с температурой 80...85"С, а затем ополаскиваются горячей водой. Для очистки мелких деталей автомобиля щелочными растворами или органическими растворителями применяется камерная моечная машина типа А328.

При струйном способе очистки не всегда обеспечивается прямое попадание струи на труднодоступные участки деталей, имеющих сложную конфигурацию, поэтому для них используется способ погружения (выварка). Для удаления прочных смолистых от-

ложений с громоздких частей автомобиля, а также с мелких деталей, загружаемых в сетчатые корзины, применяется выварка в 10...15%-ном растворе каустический соды или в многокомпонентных растворах.

Чтобы очистить внутренние полости секций радиатора, теплообменников, крышек цилиндров Двигателя, корпусов турбокомпрессоров, моющий раствор прокачивают насосом через внутреннюю полость объекта ремонта. Способ принудительной циркуляции раствора успешно применяется для очистки внутренних полостей сборочных единиц, охлаждаемых водой, без снятия их с тепловоза. Промывка производится принудительной циркуляцией раствора или горячей воды и их фильтрацией в фильтрах-отстойниках. Этот способ применяют для очистки внутренних полостей деталей: секций холодильника, теплообменника, крышек цилиндров и т.п.

Длительность промывки секций зависит от состава и температуры раствора, а также от степени загрязненности секций. Наружную поверхность секций обмывают горячей водой при закрытых дверях камеры и включенном вентиляторе отсоса пара.

При очистке парами растворителя в облако паров достаточно сильного растворителя помещают в подвешенном состоянии холодную деталь, которая быстро покрывается конденсатом; последний, стекая с поверхности детали, уносит с собой частицы грязи. Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не нагреется до температуры паров. В большинстве случаев этого времени оказывается вполне достаточно для очистки, так как процесс протекает весьма интенсивно. Чаще всего к рассматриваемому способу очистки прибегают для удаления прочно приставшей пленки грязи с поверхности деталей с электрической изоляцией, т.е. якорей и катушек электрических машин.

При очистке ультразвуком у очищаемых поверхностей деталей создается интенсивное колебание раствора за счет ударных волн, возникающих при пропускании через раствор ультразвука. Под действием ультразвука в растворе образуются области сжатия и разрежения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. В зоне разрежения, на границе между поверхностью детали и жидкостью, образуется полость, куда под действием местного давления из пор капилляров выталкивается раствор и загрязнение. Через полпериода колебаний в том же месте образуется область сжатия. В результате происходит гидравлический удар, способный создавать большое мгновенное местное давление, намного превышающее исходное, вызванное распространением ультразвуковых колебаний. Это явление сопровождается характерным шумом. Благодаря большой частоте ультразвуковых колебаний процессы повторяются до 20 ООО раз в 1 с. Под действием раствора и гидравлических ударов жировая пленка на поверхности детали разрушается, загрязнения превращаются в эмульсию и уносятся вместе с раствором. Скорость и качество ультразвуковой очистки зависят от химической активности и температуры раствора, а также удельной мощности ультразвука.

Преимущества ультразвуковой очистки деталей таковы: ее качество выше по сравнению с другими способами очистки, а продолжительность процесса значительно меньше; очистка может быть легко механизирована. В промышленности, как правило, ультразвуковой способ применяют для очистки мелких деталей. В последнее время его начинают внедрять и при ремонте автомобиля, например для очистки фильтров.

При термических способах очистки загрязнения удаляют путем нагрева детали до температуры, при которой они сгорают (газопламенная очистка). Ацетиленокислородным пламенем очищают от нагара и смолистых отложений выпускные коллекторы и патрубки Двигателя, глушитель шума выпуска и др. Для удаления нагара и накипи применяют термохимический способ очистки детали погружением ее в расплав солей и щелочи, где загрязнения теряют механическую прочность и отделяются от поверхности детали.