П.К. Логинов, О.Ю. Ретюнский - Способы и технологические процессы восстановления изношенных деталей (1038480), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Нормальный процессоплавления происходит при определенных свойствах оплавляемогоматериала. Температура оплавления должна быть не больше 1100 °С.85При оплавлении должны использоваться материалы, хорошо смачивающие поверхность детали и обладающие свойством самофлюсования. Таким требованиям удовлетворяют порошковые сплавы на основеникеля – ПС-1 и ПС-3. Оплавленные покрытия из порошков ПС-1 имеют твердость HRC 54...58 и износостойкость не ниже закаленной стали45. Оплавленные покрытия можно применять для деталей, работающихпри знакопеременных и контактных нагрузках, например кулачки распределительных валов, крестовины карданов, фаски клапанов, шатунные шейки коленчатых валов.2.4.6. ГАЗОПЛАМЕННОЕ НАНЕСЕНИЕПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВПри восстановлении деталей используются различные методы газопламенного нанесения покрытий:• газопламенное напыление порошка без последующего оплавления, применяемое для получения покрытий, которые не подвергаютсяударам, знакопеременным нагрузкам, сильному нагреванию при толщине покрытий до 2 мм на сторону;• газопламенное напыление с одновременным оплавлением, используемое для восстановления деталей с износом до 3...5 мм, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, изготовленных изсерого чугуна, конструкционных и коррозионно-стойких сталей;• газопламенное напыление с последующим оплавлением для восстановления деталей с износом до 2,5 мм на сторону.Технологический процесс состоит из следующих этапов: нагревание детали до температуры 200...250 °С; нанесение подслоя; нанесениеслоев, позволяющих получить покрытие с необходимыми физикомеханическими свойствами.Рис.
2.30. Устройство сварочной горелки:1 – наплавляемая поверхность; 2 – сварочная ванна; 3 – пламя; 4 – мундштук;5 – камера смешивания; 6, 9 – инжекторы; 7 – смесительная камера; 8 – порошок;10 – кислородная трубка; 11 – ацетиленовая трубка; 12 – канал; 13 – трубка86Процесс нанесения покрытий производится с использованием специальных установок УПТР-1-78М, снабженных сварочными горелками(рис. 2.30), которые служат для смешивания горючего газа (ацетиленаили пропана) с кислородом и получения газового пламени.Мощность, состав и формасварочного пламени зависит отмундштуков наконечников горелок(рис.
2.31).Применяются специальные порошки ПГ-10Н-01, ПГ-12Н-01 и др.,а также горелки ГН-1, ГН-2, ГН-3.Подача рабочих газов и порошкаРис 2.31. Сварочное пламя:осуществляется системой инжектоа – науглераживающее:б – нормальное; в – окислительное ров для ацетилено-кислороднойсмеси.У инжекторного газопламенного распылительного аппарата порошок через клапан, размещенный в корпусе аппарата, под влиянием всасывающего воздействия кислорода и горючего газа, протекающего поканалу, попадает в сопло, а затем – в ядро пламени (рис. 2.32).Рис. 2.32.
Схема газопламенного напыления порошкового материалас помощью транспортирующего газа:1 – смесь кислорода с горючим газом; 2 – транспортирующий газ; 3 – напыляемыйпорошок; 4 – сопло; 5 – факел; 6 – покрытие; 7 – подложкаОсобенностью распылительных аппаратов косвенной наружнойподачи порошка является многоканальное сопло, через которое проходит газовая смесь, образующаяся в смесительной камере. Порошок избункера попадает в ядро пламени через верхнюю часть факела по принципу гравитации по направляющей трубке.87На рис.
2.33 приведена отечественная установка, предназначеннаядля нанесения порошков, преимущественно самофлюсующихся твердых сплавов «никель–хром–бор–кремний», обеспечивающих после оплавления беспористые, прочно связанные с основным материалом покрытия, обладающие высокой износостойкостью, стойкостью противкоррозии, эрозии, кавитации, тепловых воздействий.Рис.2.33. Принципиальная схема установки УПТР-1-78М:1 – редуктор; 2 – воздушный маслоотделительный фильтр; 3 – пульт управления;4 – термораспылительный пистолет; 5 – горелка для оплавления покрытийиз самофлюсующихся сплавовПокрытия наносятся на стальные, чугунные, алюминиевые, бронзовые и другие материалы.2.5.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙГальванические и химические способы обработки применяют приремонте деталей автомобилей и дорожно-строительных и технологических машин. Покрытия предназначаются для восстановления изношенных поверхностей деталей и их упрочнения (хромирование, железнение,химическое никелирование); защиты деталей от коррозии (цинкование,кадмирование,оксидирование,фосфатирование);защитнодекоративных целей (хромирование, никелирование, оксидирование,фосфатирование); подготовки поверхностей (грунтование) под лакокрасочные покрытия (фосфатирование, анодирование); повышения электропроводности и улучшения условий пайки (серебрение, лужение).88Рис. 2.34.
Схема ванны для хромирования:1 – корпус; 2 – барботер для нагрева; 3 – бортовой отсос; 4 и 5 – катоднаяи анодная продольные шланги; 6 и 7 – анодная и катодная поперечные штанги;8 – изолятор под штанги; 9 и 10 – анодная и катодная токоподводящие штангиНаиболее распространенными видами покрытий при ремонте машин является хромирование, железнение, цинкование, оксидирование ифосфатирование.Основные сведения о гальваническом осаждении металлов.
Процессполучения гальванических покрытий на деталях был разработан русским ученым, академиком Б.С. Якоби в 1838 г. Гальванические покрытия получают из электролитов, в качестве которых применяют водныерастворы солей тех металлов, которыми необходимо покрыть поверхности деталей. Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь, а анодом – металлическаяпластина или цилиндрическая деталь. Применяют растворимые и нерастворимые аноды. Первые изготавливают из металла, который осаждается на деталь, вторые – из свинца с добавлением в свинец 5...6 % сурьмы.При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяютсяметалл и водород.
На аноде происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде.В случае использования нерастворимых анодов (например, при процессе хромирования) положительные ионы металла выделяются из электролита. Только в этом случае соотношение компонентов электролитаизменяется, происходит обеднение электролита ионами хрома.
Черезопределенное время на основе результатов лабораторного анализа необходимо приводить электролит в рабочее состояние, корректируя его состав.89Для стабильного ведения процесса электролиза необходимо выдерживать определенные значения катодной и анодной плотностей тока.Плотность тока – это отношение тока при электролизе к площади наращиваемой поверхности (катодная плотность тока Dк) или к площадианодной поверхности (анодная плотность тока Dа). Плотность тока измеряется в амперах, деленных на квадратный дециметр. Катодные ианодные плотности для различных процессов приведены в технологических документах, рекомендациях, а также справочниках.Масса металла, выделяющегося на катоде при электролизе, на основании законов Фарадея пропорциональна количеству прошедшегочерез электролит электричества и электрохимическому эквиваленту выделяющегося металла(2.14)где GT – масса металла, откладывающаяся на катоде при идеальныхусловиях электролиза (теоретическая масса), г ; I – ток при электролизе, А; t0 – продолжительность электролиза, ч.Значения электрохимического эквивалента С для некоторых металлов следующие, г/А·ч:Сr0,324 ;Ni1,095 ;Zn1,220 ;Сu1,186 ;Fe1,042 .Масса металла, откладывающегося на катоде в реальных условияхэлектролиза, всегда меньше массы металла, вычисленной по формуле(3), поскольку в реальных условиях электролиза часть энергии расходуется не только на отложение металла, но и на побочные процессы (разложение воды, нагревание электролита и т.п.).Потери электрической энергии на побочные процессы учитываются коэффициентом α, который называют выходом металла по току.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
