Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Требуемый уровень восстановления износостойкости деталей ависит от того, к какой группе принадлежит деталь. Примерами деталей первой группы являются подшипники скольжеия, детали цилиндропоршневой группы гидравлических, пневматичеких механизмов и двигателей внутреннего сгорания, а также зубчатые ередачи.
Характерные виды изнашивания деталей первой группы — абазивное (твердыми частицами, попадающими в зону контакта), адгезинное, окислительное, усталостное, фреттинг. Деталь, работающая в трибопаре, является частью механизма. Ее зносостойкость и ресурс должны быть согласованы с ресурсом всего ~еханизма„т.е. ресурс детали должен быть кратен межремонтному реурсу всего агрегата.
Двукратное, а тем более трехкратное повышение зносостойкости восстановленной детали по отношению к новой — чрезычайно дорогая как технически, так и экономически задача. Целесообазным при восстановлении этих деталей является обеспечение износогойкости и ресурса, близких к новой детали. Для деталей второй группы характерно отсутствие трибопары в траиционном понимании. Эти детали подвержены только разрушающему оздействию внешней среды. Для них типично абразивное изнашивание, апример истирание почвой плужных лемехов, гидро- и газоабразивное Глава 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ твердыми частицами, перемещаемыми жидкостью или газом; эрозионн потоком жидкости или газа; кавитационное от гидравлических удар жидкости. Интенсивность изнашивания этих деталей велика.
Ресурс в го механизма лимитируется именно работоспособностью этой де Для этих деталей актуально не только восстановление, но и упрочнен Степень повышения износостойкости восстановленных деталей бу равносильна повышению работоспособности всего агрегата. Основными факторами, обеспечивающими износостойкость покр тия, являются: структура покрытия; — геометрическое и физико-механическое состояния поверхно ного слоя покрытия; совместимость материала покрытия с контртелом в паре трени Возможны два основных вида структур покрытий: гомогенные и терогенные. Наибольшее распространение в силу высоких эксплуата онных свойств получили гетерогенные покрытия и слои.
Существу следующие основные пути получения гетерогенных структур восста вительно-упрочняющих слоев и покрытий (см. рис. 3.3): — создание эвтектических композиций; — получение метастабильных пересыщенных твердых растворо их последующая гетерогенизация при термической обработке; — сохранение исходного композиционного строения частиц в крытии при отсутствии их полного расплавления; — введение дисперсной упрочняющей фазы в осаждаемое на из шенной поверхности гальваническое покрытие. Износостойкость гетерогенного покрытия зависит от механическ свойств, соотношения и формы расположения структурных составля щих покрытия (см. разд. 3.2.3).
Высокой износостойкостью облада гетерогенные покрытия, структура которых состоит из частиц тверд карбидной, боридной или нитридной фазы, удерживаемых в высокопр ной стальной, никелевой или кобальтовой матрице (см. табл. 3.19-3.23) Геометрическое состояние поверхностного слоя покрытия опреде ется шероховатостью и наличием смазочных карманов поверхности. Ро смазочных карманов или резервуаров могут выполнять поры покрыт или размерные углубления на поверхности. Износостойкостью покрытий можно управлять, изменяя их пор вость.
Поры выполняют роль резервуаров для смазочного вещест которое по мере износа покрытия выдавливается из его объема и пос пает в зону трения, способствуя восстановлению граничной пленки. Н ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ более эффективно получение пористых покрытий газотермическим напылением.
Эти покрытия для улучшения износостойкости дополнительно пропитывают смазочными веществами. Роль смазочных резервуаров в ряде случаев могут выполнять дискретные или непрерывные углубления на поверхности трения, получаемые накаткой. Примером является накатка поверхностей поршней из алюминиевого сплава, работающего в паре с поверхностью стального цилиндра. Эффективным способом повышения износостойкости деталей в паре трения является изменение физико-механического состояния поверхностного слоя.
Наиболее целесообразным способом такого изменения является финишная антифрикиионная безабразивная обработка (ФАБО). Сущность ФАБО состоит в том, что поверхность трения деталей покрывают тонким слоем латуни, бронзы или меди. Обрабатываемую поверхность обезжиривают, а перед нанесением покрытия покрывают глицерином или раствором на основе глицерина. Нанесение покрытия заключается во фрикционном натирании медного сплава на стальную поверхность (табл.
5.2). Натирают как металлические стержни и щетки, так и вращающиеся сферические или цилиндрические ролики. Толщина антифрикционного слоя латуни на стали при ФАБО 2...3 мкм, бронзы и меди 1...2 мкм. Шероховатость исходной поверхности должна быть около Яа 2,5 мкм. Как правило, ФАБО несколько уменьшает шероховатость поверхности. При малых параметрах шероховатости поверхности (Яа 0,63...0,08 мкм) ФАБО не изменяет их значений. Покрытия, нанесенные способом ФАБО, обеспечивают положительный градиент механических свойств (мягкая пленка покрывает более твердую поверхность), увеличивают площадь фактического контакта и снижают силу трения, пластифицируют поверхность трения. Все это способствует лучшей прирабатываемости и более высокой износостойкости восстановленных деталей.
Важными составляющими физико-механического состояния поверхностного слоя являются значение и знак остаточных напряжений в певерхностном слое. Необходимо стремиться к получению сжимающих напряжений в покрытии. Уровень и знак напряжений зависят от ряда факторов. Рассмотрим их. !. Соотношение коэффициентов объемного расширения материала покрытия и основы. Для уменьшения растягивающих напряжений необходимо, чтобы коэффициент объемного расширения покрытия был не больше, чем у металла основы. ы и о й~ д ' Ф 63 Я Я ф ф л Ю 23 ооц и~ ~6™2 о а ~ о СЭ е~ х о :3" Х 63 д Р' а3 Ю о ~ о о о ц„й Й д х й ~~о~ о х е о 6$ Я Д оо.~ о й." Ф х и ! ,Ф Ф 1 й Ф Ф 6$ о Р с ю о Фб р -~хьа ~ч"~ Я ~ и о 'х + о+ м а~ „х+ ФОЯ ~ ДЧ'1 о ~~ ~~+ 8'~ (> ФФ „.ф с~оЫ Ф 8:4 + 1- О ~Ф ° ~ 9 й %Ф © Ф й ~х х .й Ф М й Ф х х х х х Глава 5.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ 526 Глава 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ 2. Режимы окончательной механической обработки. Для уменьше ния растягивающих напряжений требуется, чтобы нагрев детали пр~ окончательной механической обработке был минимальным. В этом слу чае упрочнение от сил резания в поверхностном слое сформирует сжи мающее напряжение в поверхностном слое покрытия. 3. Наличие поверхностной пластической деформации (ППД).
На клеп поверхности при ППД обеспечивает формирование сжимающи~ напряжений в поверхностном слое. Чем выше твердость, тем значитель нее эффект от обработки ППД. Например, для поверхности детали и: стали 45 при усилии обкатки 2250 МПа достигаются сжимающие напря жения 400...500 МПа на глубине до 1,0 мм. Длительная устойчивая работа сопряженных деталей трения требуе1 их совместимости. Под совместимостью понимают свойства материало~ предотвращать схватывание при работе без смазочного материала или ~ условиях нарушения сплошности масляного слоя и обеспечивать высо* кую износостойкость пары трения.
Совместимость деталей достигаетс~ рациональным подбором материала покрытия. Ниже приведены некото. рые правила сочетания материала в паре трения ~по Д.И. Гаркунову). 1. Сочетается твердый материал с мягким, который имеет темпера туру рекристаллизации ниже средней температуры поверхности трени~ при работе. Такое сочетание хорошо противостоит заеданию и высоко. надежно. Поэтому при восстановлении шеек валов подшипников сколь жения необходимо стремиться обеспечивать высокую твердость поверх.
ности вала. 2. Сочетается твердый материал с твердым (сочетание пар из азоти. рованной, хромированной и закаленной сталей). Такие пары трения обла. дают высокой износостойкостью из-за малого взаимного внедрения по. верхностей. Нанесение приработочных покрытий повышает их надеж. ность. Высокая жесткость этих пар трения требует повышения точност~ изготовления и сборки и минимальной шероховатости сопрягаемых поверхностей.
Эффективным для этих пар трения является ФАБО. 3. Следует избегать сочетания мягкого материала с мягким, а также пар из одноименных материалов (незакаленная сталь по незакаленно~ стали, алюминиевые сплавы друг по другу, медный сплав по алюминие. вому сплаву). Подобные пары имеют низкую износостойкость и ненадежны в работе. При незначительных перегрузках в парах образуютси очаги схватывания и происходит глубинное вырывание материалов сс взаимным налипанием на поверхности трения. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ И ГЕРМЕТИЧНОСТИ 527 5.3. Восстановление прочности деталей и герметичности их стенок и стыков 5.3.1. Восстановление ггрочности материала детали Повреждения, приводящие к нарушению прочности стенок панелей и корпусных деталей, в том числе и в нагруженных их частях, представляют собой трещины, разрывы и пробоины.
Применяют сварку трещин, установку и закрепление дополнительных ремонтных деталей, установку фигурных вставок. При восстановлении прочности учитывают материал детали, размеры повреждения и другие факторы. Качество присадочного материала при газовой сварке в большой степени определяет прочность сварочного соединения. Металл присадочного прутка по своим химическим и физико-механическим свойствам должен быть примерно таким, как и металл детали„и отличаться в сторону увеличения легкоокисляющихся элементов. 5.3.2.
Устранение трещин и ~гробоин е стенках детали Трещины устраняют расплавлением их стыков с нанесением расплавленного металла сваркой, установкой стяжных вставок и заклеиванием полимерными композициями. На пробоины стенок устанавливают накладки (металлические и стеклотканевые), которые закрепляют сваркой или клеем. Способы сварки и установки стяжных вставок были рассмотрены в разд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
