Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Через электроды и материал пропускают электрический ток силой 5...30 кА, плотностью 1...5 А/см', напряжением 6...12 В и импульсами длительностью 0,04...0,14 с. Скорость приварки составляет 0,17...0,37 м/мин. Схемы устройств для нанесения порошковых покрытий приведены на рис. 3.29. В результате на поверхности восстанавливаемой детали образуется слой, толщина которого определяется углом захвата порошка роликом. От состава порошков зависят требуемые свойства восстановительных покрытий ~см. рис. 3.3, 6).
Рис. 3.29. Схема электрокоитактиой приварки порошков иа поверхности." а — плоскую (горизонтальная схема); б — наружную цилиндрическую: 6 — наружную цилиндрическую плоским электродом; г — плоскую (вертикальная схема): д — наружную цилиндрическую„е — коническую„ж — торцовую; / — электрод: 2 — порошок; 3 — деталь; 4 — слой порошка; 5 — нажимной ролик Высокое качество восстановления обеспечивает композиция из самофлюсующегося порошка ПГ-ХНЗОСР2, порошков сормайта ПГ-С1 и железа ПЖ-ЗМ в равных объемных частях с добавкой к ним меди и свинца (1,5...5,0). Для восстановления деталей типа вал целесообразно использовать следующие порошковые композиции: 20% ФБХ-6-2 + 80% ПЖ-5; 340 Глава 3.
РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА 341 Эволюция скорости напыляемых частиц такова. Скорость частиц при тигельном напылении составляла 20...30 м/с (1940 г.), при элекродуговом достигнута скорость 60 м/с (1950 г.). В середине 50-х годов ХХ века было разработано детонационное напыление, которое обеспечило разгон частиц порошка до 800 м~с. Несколько позже появилось плазменное напыление, которое интенсивно развивалось, в 1960 г. достигнута скорость напыляемых частиц 170 м~с, в 1970 г. — 210 м/с (плазмотрон «Ме1со 7М»), в 1973 г.
— 230 м/с (плазмотрон 1""4), в 1980 г. — 390 (плазмотрон ПН-21) и 610 м~с (сверхзвуковое плазменное напыление). В 1998 г. стало известно сверхзвуковое плазменно-каналовое напыление (800 м~с). В 2000 г. внедрено многодуговое плазменное напыление со скоростью частиц 820 м/с. Производительность электродугового напыления в 3...5 раз выше газопламенного. Применяемые проволочные материалы при этом имеют более низкую стоимость, чем порошковые. Степень усвоения тепла материалом достигает при электродуговом напылении 57% по сравнению с 13 и.17% при газопламенном и плазменном напылении соответственно. По стоимости восстановления электродуговое напыление в 1,5...
2 раза дешевле любого другого из применяемых газотермических способов или наплавки при равной износостойкости. Отсутствие кислорода в качестве окислителя топлива значительно снижает себестоимость наносимых покрытий, повышает надежность деталей и безопасность проводимых работ. Этим способом можно восстановить -60% изношенных деталей с обеспечением износостойкости выше новых деталей. Способы напыления материала в порядке увеличения затрат располагаются в ряды: — по удельным затратам на единицу массы покрытия: электродуговое — газопламенное — плазменное — детонационное; — по удельным затратам на газ: электродуговое — газопламенное— плазменное — детонационное; — по затратам на электроэнергию: газопламенное — детонационное— электродуговое — плазменное; — по затратам .на заработную плату с начислениями (трудоемкости): электродуговое — газопламенное — плазменное — детонационное.
Таким образом, напыление материала — производительный и сравнительно простой процесс, обеспечивающий небольшой нагрев детали, высокую износостойкость покрытий, возможность регулирования в ши- роких пределах их химического и фазового состава, а также нанесения покрытий из металлов, сплавов, оксидов, карбидов, нитридов и пластмасс практически любой толщины и на различные материалы (в том числе на неметаллы). Напыление применяют для восстановления, упрочнения и коррозионной защиты поверхностей деталей. Оно не снижает усталостную прочность деталей, но не нашло широкого применения при восстановлении внутренних цилиндрических протяженных поверхностей.
К недостаткам рассмотренного процесса относятся невысокая адгезионная и когезионная прочность покрытий по сравнению с прочностью монолитного металла, окисление материала, повышенное выгорание легирующих элементов, потери материала. Широкое внедрение напыления в ремонтном производстве сдерживается из-за высокой стоимости наносимых материалов и грубого искажения рекомендуемой технологии с субъективным подходом к оценке способа.
Многолетний опыт применения напыления на передовых заводах стран СНГ, на предприятиях Австрии, Великобритании, Германии и Чехии показывает, что при учете специфических особенностей покрытий и соблюдении научных рекомендаций напыление становится рациональным способом создания ремонтных заготовок. 3.7.2. Те~:йодо~ичесйий ~йщесс Ойй~~лей~я Уехиологический ароиесс напыления материала в общем виде включает такие операции: — предварительную обработку наносимого материала; — предварительную механическую обработку восстанавливаемой поверхности; — подготовку восстанавливаемой поверхности (нарезание «рваной» резьбы, дробеструйную обработку, обезжиривание); — изоляцию поверхностей, не подлежащих напылению (установку заглушек в масляные каналы детали, выходящие в зону напыляемых поверхностей, установку экранов, нанесение лака); — нагрев детали; — нанесение подслоя; — нанесение основного покрытия; — оплавление покрытия; — выдержку деталей в термосе; — снятие экранов и заглушек, очистку детали.
НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ 34б Прочность соединения покрытия с основой, МПа Эффективный коэффициент концентрации напряжениИ Предел выносливости, МПа Способ подготовки 104 324 Обработка дробью Накатка (прямая, косая, перекрестная) 100 306 34,5 0,91 Облувка песком Шлифование 252 Нанесение треуголь- ной накатки с после- дующей обработкой дробью 190 1,02 3.7.3. Электродугоаое ниимление Электроискровая обработка на пере- менном токе 110 Нанесение нарезок: — круглой без прикатки вершин — круглой с прикаткой вершин — треугольной без прикатки вершин — треугольной с прикаткой вершин !,67 1,29 194 144 1,33 188 188 1,33 156 1„48 170 Электродуговая об- работка 170 Нарезание кольцевых канавок без прикатки вершин 140 То же с прикаткой вершин !13 1,64 З.б5.
Влияиие способов подготовки поверхиостей под иапылеиие иа эксплуатациоииые свойства деталей Качество покрытия, получаемого при напылении, во многом определяется процессом транспортирования диспергированиых частиц материала. Энтальпня этих частиц изменяется из-за теплообмена с окружающей средой. Изменяется также их кинетическая энергия, причем частицы, движущиеся в периферийной части металловоздушной струи, интенсивио передают тепло и энергию практически неподвижной окружающей среде. Скорость их и энтальпия снижаются. В результате покрытие, сформированное из периферийных частиц, имеет низкие механические свойства и большую пористость.
Поэтому слабо закрепленные частицы срываются с покрытия вращающимися металлическими щетками. Процесс нанесения покрытия может быть без оплавления, с одновременным оплавлением, с последующим оплавлением. Крупные ответственные детали (корпуса, валы) после нанесения покрытия выдерживаются в термосе при температуре 150...200 'С в течение 1,0...1,5 ч, для снятия внутренних напряжений в покрытии и в зоне его соединения с деталью.
Сущность электродугового налылеиия состоит в расплавлении материала металлических проволок электрической дугой, зажженной между ними; продувании через электрическую дугу струн сжатого газа; сдуваиии расплавленного металла и переносе его в виде частиц на восстанавливаемую поверхность. Электродуговое напыление применяется для нанесения коррозионно-стойких покрытий из алюминия или цинка на строительные покрытия и износостойкнх покрытий из стали, бронзы и других материалов при восстановлении деталей. Перспективно напыление композиционных покрытий, Коррозионно-стойкие покрытия из цветных металлов рационально наносить только электродуговым напылением. Преимушества электродугового напыления: наибольшая производительность (до 50 кг/ч) из всех способов напыления; высокий термический КПД; возможность получения покрытий с высокой адгезионной и когезионной прочностью и низкой пористостью; в 2 раза меньшие затраты на нанесение 1 кг покрытия, чем при электродуговой наплавке.
Недостатки процесса сводятся к следующему. Имеет место интенсивное взаимодействие частиц с газовой средой, из-за чего напыленный металл насыщен кислородом и азотом, а также содержит значительное количество оксидов. Необходимость применения только токопроводящих напыляемых материалов ограничивает возможности способа. Большое Глава 3. РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ НАПЫЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА о о Ф~л! у. МЪ Ф!Ъ о" ОО 4ФЪ ле! О л лО м» о о о" ! 'Ф сЧ Ол О о 00 М'$ о о" ! 'Ф о" о !!!'» о о ~О." о ж о о ж ЮЪ !'!'Ъ о :о о о о ОО СО оо 00 ! ! о ЮЪ М'Ъ ('~ф 1 оо ! в ч» ° ° ('Я ,", о о О 00 л ° О» 00 ~О о о о 'Ф 4Р ЕЧ (Р З В ВФ $ Ф '4О фФ) й о с.
о о и ,О ( Сд О$ ~~, й о м О Яый$Д ! ! й» сэ ! ! дульного строения, которая разработана на базе установки 011-1-00 для наплавки валов. НИИТавтопром предлагает установку для газопламенного напыления шеек коленчатых валов двигателей ЗИЛ-130. Линия 5835 служит для нанесения износостойких покрытий на вилки коробок передач.
Некоторые горелки и аппараты для газопламенного напыления приведены в табл. 3.67. По мощности пламени газовые горелки подразделяются на микро- мощные (до 60 л/ч), малой (до 700 л/ч), средней ~до 2500 л/ч) и большой мощности ~до 7000 л/ч), а по степени механизации — на ручные и машинные. В зависимости от способа подачи горючего газа горелки делят на инжекторные и безинжекторные. Активирование газоиламенного напыления обеспечивается эффективным теплообменом между пламенем и материалом, а также качественным смешением рабочих газов. Высокое качество покрытий, нанесенных газопламенным напылением, дает термораспылительная проволочная установка «Терко», разработанная в Институте надежности машин НАН Беларуси.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
