- •Основы технологии производства и ремонта автомобилей
- •Основы технологии производства и ремонта автомобилей
- •190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
- •Содержание
- •Глава 1 мойка и очистка деталей 8
- •Глава 2 дефектация и сортировка деталей 32
- •Глава 11 восстановление деталей синтетическими материалами 289
- •Глава 12 механическая обработка восстанавливаемых деталей 312
- •Глава 13 проектирование технологических процессов восстановления деталей 333
- •Введение
- •Глава 1 мойка и очистка деталей
- •1.1. Виды и характер загрязнений деталей
- •1.2. Моющие средства
- •1.3. Оборудование для мойки и очистки
- •1.4. Охрана труда и окружающей среды
- •Глава 2 дефектация и сортировка деталей
- •2.1. Сущность дефектации и сортировки дета лей
- •2.2. Классификация дефектов деталей
- •2.3. Методы контроля размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей
- •2.4. Методы обнаружения скрытых дефектов
- •2.5. Оборудование и оснастка для дефектации
- •2.5.1. Рентгеновский и гамма-методы
- •2.5.2. Капиллярный метод Аппаратура и приспособления.
- •2.5.3. Ультразвуковой метод
- •2.5.4. Магнитопорошковый метод
- •2.5.5. Импедансный метод
- •2.5.6. Велосимметрический метод
- •2.5.7. Метод вихревых токов
- •2.6. Сортировка детали по группам годности и по маршрутам восстановления
- •Глава 3 классификация способов восстановления деталей
- •3.1. Технико-экономическая целесообразность восстановления деталей
- •3.2. Способы восстановления деталей
- •Глава 4 восстановление деталей обработкой под ремонтный размер
- •4.1. Область применения способа
- •4.2. Методика определения значения и числа ремонтных размеров
- •4.3. Особенности разработки технологического процесса
- •Глава 5 восстановление постановкой дополнительной ремонтной детали
- •5.1. Область применения способа
- •Рнс. 5.1. Дополнительные ремонтные детали (дрд):
- •1.2. Способы крепления дополнительных ремонтных деталей
- •1.3. Особенности разработки технологического процесса
- •Глава 6 восстановление деталей пластической деформацией
- •6.1. Сущность процесса восстановления деталей пластической деформацией
- •Рнс. 6.1. Закономерности упрочнения металла в результате пластической деформации:
- •6.2. Классификация и виды способов восстановления деталей пластической деформацией
- •6.3. Оборудование и оснастка для восстановления деталей пластической деформацией
- •6.4. Разработка технологического процесса восстановления деталей пластической деформацией
- •Глава 7 восстановление деталей электродуговой сваркой и наплавкой
- •7.1. Классификация способов варки
- •7.2. Основы электродуговой сварки
- •7.3. Сварка и наплавка под слоем флюса
- •7.4. Сварка и наплавка в защитных газах
- •7.5. Вибродуговая наплавка деталей
- •7.6. Сварка чугунных деталей
- •Глава 8 восстановление деталей перспективными способами сварки и наплавки
- •8.1. Электроконтак1ная приварка металлического слоя
- •8.2. Индукционная наплавка
- •8.3. Лазерная сварка и наплавка
- •Глава 9 восстановление деталей газотермическим напылением
- •9.1. Сущность процесса напыления
- •9.2. Способы газотермического напыления
- •9.2.1. Электродуговое напыление
- •9.2.2. Газоплазменное напыление
- •9.2.3. Высокочастотное напыление
- •9,2.4. Плазменное напыление
- •9.2.5. Детонационное напыление
- •9.2.6. Упрочнение конденсацией металла с мойной бомбардировкой
- •Глава 10 восстановление деталей гальваническим и химическим наращиванием материала
- •10.1. Классификация и общая характеристика способов гальванического и химического наращивания материала
- •10.1. Подготовка поверхностей деталей к нанесению покрытий
- •10.3. Хромирование деталей
- •10.4. Железнение деталей
- •10.5. Защитно-декоративные покрытия
- •10.6. Вневднные и безванные способы нанесения гальванических покрытий
- •10.7. Оборудование и оснастка для нанесения покрытий
- •10,8. Особенности разработки технологических процессов
- •10.9. Мероприятия по охране окружающей среды
- •Глава 11 восстановление деталей синтетическими материалами
- •11.1. Характеристика синтетических материалов для восстановления деталей
- •11.1. Нанесение синтетических материалов для компенсации износа деталей
- •11.3. Восстановление герметичности деталей
- •11.4. Соединение деталей с использованием синтетических материалов
- •11.5. Восстановление лакокрасочных покрытий
- •Глава 12 механическая обработка восстанавливаемых деталей
- •12.1. Базирование деталей
- •12.2. Обработка наплавленных поверхностей
- •12.3. Обработка деталей с газотермическими покрытиями
- •12,4. Обработка детал1й с гальваническими покрытиями
- •12.5. Обработка синтетических материалов
- •12.6. Перспективные способы механической обработки восстанавливаемых деталей
- •Глава 13 проектирование технологических процессов восстановления деталей
- •13.1. Выбор рационального метода восстановления деталей
- •13.2. Классификация видов технологических процессов восстановлении
- •13.3. Исходные данные и последовательность разработки технологических процессов восстановления
- •13.4. Порядок оформления технологической документации
- •Приложения приложение I
- •Приложение 2
9.2.3. Высокочастотное напыление
При таком способе напыления перевод материала покрытия (проволоки) в жидкую фазу осуществляется нагревом токами высокой частоты. Распыление расплава выполняется струей сжатого воздуха.
Р аспылительная головка высокочастотного металлизатора представлена на рис. 9.9. Питание индуктора аппарата осуществляется от ламповой высокочастотной установки относительно небольшой мощности, например ВЧИ4-10/0,44 или ВЧИ-25/0,44 (мощность соответственно 10 и 25 кВт, рабочая частота — 440 кГц).
Физико-механические свойства покрытий, нанесенные высокочастотным напылением, значительно выше аналогичных свойств покрытий, полученных электродуговым напылением. Это объясняется более благоприятными условиями плавления материала покрытия (проволоки). Колебания размеров распыляемых частиц и их температура по сечению конуса
распыла изменяются в более узких пределах, чем при электродуговой металлизации. Поэтому выгорание основных химических элементов снижается в 4 — 6 раз, насыщенность покрытия окислами уменьшается в 2 — 3 раза.
Меньшая окисляемость частиц покрытия улучшает условия смачивания частицами восстанавливаемой поверхности детали. Поэтому при данном способе напыления прочность сцепления частиц между собой и подложкой повышается. Кроме того, конструкции аппаратов для высокочастотного напыления обеспечивают распыление металлических частиц в форме правильного конуса с малым углом при вершине, что в конечном итоге обеспечивает снижение неэффективных потерь материала покрытия (проволоки).
К основным недостаткам следует отнести сравнительно невысокую производительность процесса, сложность и высокую стоимость высокочастотных ламповых установок, которые необходимо использовать для питания индуктора металлизатора.
9,2.4. Плазменное напыление
При плазменном напылении покрытий для расплавления и переноса порошка на восстанавливаемую (упрочняемую) поверхность детали используют тепловые и динамические свойства плазменной струи.
Плазменное напыление основано на способности газов при определенных условиях переходить в состояние плазмы, которая представляет собой ионизированный поток газа при высоких температурах. Наиболее высокую температуру (15 000—30 000 °С) имеет аргоновая плазма. При возбуждении электрической дуги газ, подведенный в зону горения дуги, ионизируется под влиянием высокой температуры, повышенного давления газов и термоэмиссии электронов с поверхности катода. Наряду с положительно и отрицательно заряжен ними ионами в газе содержатся электроны и нейтральные атомы, при столкновении которых процесс понимании активизируется. Плазма обладает высокой электрической проводимостью, поэтому напряжение в струе плазмы низкое, а сила тока большая. Высокая электропроводимость плазмы способствует образованию вокруг нее значительного магнитного поля. Магнитные силовые линии заставляют плазму сжиматься, в результате чего она вытягивается и принимает форму шнура. Скорость потока плазмы достигает на выходе из сопла 9000 м/с, а у газовой горелки, т-г 90 м/с. Плазмообразующий газ, не содержащий кислорода, позволяет получать покрытия без окислов.
У стройство плазмотрона для напыления порошкообразного материала схематически представлено на рис. 9.10, Для зажигания электрической дуги используют высокочастотную искру от включенного в цепь осциллятора или проводят кратковременное замыкание электродов горелки при помощи графитового стержня. Одновременно подают плазмообразующий газ, а после образования плазмы — напыляемый порошок.
В зависимости от схемы включения электрической цепи возможны три вида плазменной дуги (рис. 9.11): открытая, когда анодом служит деталь; закрытая, когда анодом служит сопло, и комбинированная, когда анодом служит и сопло, и деталь. Первый вариант используют для резки и реже для сварки и наплавки, вторую схему используют в плазмотронах для напыления, а третью — в установках для оплавления покрытий и плазменной наплавки.
Для плазменного напыления наиболее широкое распространение получили установки типа УПУ и УМП. Как правило, в комплект установки входят: вращатель, защитная камера, плазмотрон, порошковый дозатор. Источник питания и пульт управления. Наиболее ответственным узлом установки является плазмотрон,
в котором формируются энергетические и геометрические параметры плазменной струи. Срок эксплуатации и стабильность работы любого плазмотрона во многом определяются стойкостью сопла, которое несет наиболее значительные нагрузки. Период работы современных плазмотронов невысок (изменяется десятками часов), поэтому его быстроизнашивающиеся элементы делают сменными.
Отечественной промышленностью серийно выпускаются установки для плазменного напыления, наиболее широкое распространение из которых получили УПУ-3, УМП-5 и УМП-6(табл. 9.3). Данные установки являются универсальными. Источником тока служат два последовательно со единенных сварочных генератора типа ПСО-500 или выпрямитель ИПН-160/600.
В качестве плазмообразующего газа наиболее широко используют аргон, азот или их смеси. Использование аргона (помимо его значительной стоимости и дефицитности) не обеспечивает достаточной эффективности и производительности процесса из-за низкого коэффициента теплоотдачи от плазмы к частицам, малой длины плазменной струи и значительного перепада температуры по сечению струи. Это ухудшает плавление частиц напыляемого материала, и, как следствие, снижается качество нанесенных покрытий.
Перспективным направлением в области плазменных покрытий является использование в качестве плазмообразующего газа воздуха или его смеси с другими газами. Применение воздуха позволяет повысить стабильность и длительность непрерывной работы плазмотрона. Одновременно с этим наблюдается стабилизация тока и процесса в целом, что в конечном итоге позволяет получать покрытия более высокого качества.
Плазмотроны типа ПНВ-23, где в качестве плазмообразующего газа используется воздух, разработаны в Ленинградском политехническом институте и внедрены в производственном объединении "Ленавторемонт". Воздушно-плазменным напылением освоено восстановление посадочных отверстий картеров коробки передач автомобилей МАЗ и КрАЗ, поворотных цапф автомобиля ЗИЛ-130, оси
коромысла двигателя ЗМЗ-24 и других деталей.
Свойства покрытий зависят от температуры нагрева и скорости полета частиц в момент контакта с подложкой. Более высокие скорости полета частиц порошка и температура его нагрева в струе плазмы обеспечивают более высокие, чем при ранее рассмотренных способах напыления, физико-механические свойства покрытия и более высокую степень его сцепления с поверхностью детали. Кроме того, процесс плазменного напыления обладает высокой производительностью, возможностью использования для покрытий широкой гаммы материалов, большим коэффициентом напыления (до 95 %) и возможностью полной автоматизации процесса.
При плазменном напылении в качестве материалов для покрытий используют порошкообразные сплавы и проволоку. Наиболее часто для напыления используют износостойкие порошковые сплавы на основе никеля или на основе железа с высоким содержанием углерода (табл. 9.4). Такие сплавы обладают высокими технологическими и служебными свойствами. Порошкообразные сплавы на основе никеля марки ПГ-ХН80СР2, ПГ-ХН80СРЗ и др. обладают такими ценными свойствами, как низкая температура плавления (950— 1050 °С), хорошая жидкотекучесть, возможность управления твердостью в широком, диапазоне НКС 35,:— 60,.наличие свойств самофлюсования. Однако такие сплавы имеют высокую стоимость. К недостаткам сплавов на основе железа следует отнести их более высокую температуру плавления (1250— 1300 °С) и отсутствие свойств к самофлюсованию.
Плазменным напылением можно наносить защитные тепловые покрытия из керамических материалов (оксид алюминия ГА85 или ГА8, двуоксид циркония ПЦП-90 и пр.) на днище поршня и головку блока цилиндров.
Подготовка поверхности перед напылением не отличается от описанной ранее подготовки в разделе газопламенное напыление.