антиплагиат (1208329), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Однако в дальнейшем, в связи с усилениемтенденций к форсированию мощности двигателей, увеличением рабочихнагрузок и скоростей, приведенных к ужесточению требований к ихдолговечности и надежности, область применения металлизационныхпокрытий сузились, в основном, из-за недостаточной прочности сцеплениянаплавленного слоя с основой [15].Указанный главный недостаток металлизационных покрытий удается взначительной степени устранить, используя в качестве теплоносителяплазменную струю. Более высокая температура ее (8000–15000 °С против 3000°С для газокислородного пламени и 5000–6000 °С электрической дуги)позволяет наносить практически любые материалы – от алюминия довольфрама, а также керамику (окись алюминия, двуокись циркония, корунд) икомпозиционные материалы.
Высокая скорость истечения плазменной струи,превышает скорость звука, позволяет разгонять расплавленные частицынапыляемого материала до значительных скоростей, что способствует болеепрочному сцеплению частиц с основой – адгезии и между собой – когезии. Ктому же для создания потока плазмы используются газы, в частности, аргон иазот, не оказывающие химического воздействия на расплавленные напыляемыечастицы.Эти особенности метода позволяют получать более прочные, менееокисленные, лучше связанные с подложкой покрытия. Изменением параметровплазменного напыления, марок применяемых порошков и их дисперсии можнов широких пределах регулировать свойства напыляемых покрытий [15].Первые плазменные покрытия появились около 30 лет назад. В настоящеевремя этот метод получил самое широкое распространение у нас в стране иособенно за рубежом [16].В настоящее время в стране выпускается широкая гамма порошковыхматериалов для напыления, основную массу которых производят НПО “Тулачермет” и Торезкий завод наплавочных твердых сплавов (ТЗНТС)Донецкой области.Качество плазменных покрытий зависит от большого числа переменныхфакторов (по данным разных авторов, до 60), таких, как конструкцияплазмотрона, род и расход плазмообразующего газа, потребляемая мощность;физико-химические свойства, грануляция и фракционный состав напыляемогоматериала, скорость его подачи; расстояние от среза сопла плазмотрона доповерхности изделия, состав защитной атмосферы; способ подготовкиповерхности изделия, температурного режима в процессе формированияпокрытия и так далее.
Поэтому в зависимости от напыляемого материала, атакже от материала и формы изделия для каждого конкретного случая режимнапыления подбирают экспериментально, руководствуясь общимиположениями теории газотермического напыления [16].Для определения качества наплавленного металла зоны сплавлений ивозможных изменений структуры детали, выполняли исследованиянаплавленных швов на образцах, производили наплавку образцов из стали 25Лплазменно-порошковым методом на установке УПНС-304, изготавливалимикрошлифы и исследовали микроструктуру.Микроструктуры наплавленных деталей изображены на рисунке 4.1Зона сплавления наплавленного металла и основыЗона сплавления высокого качества, без дефектовОсновной металлОсновной металл ферритно-перлитнаямикроструктура, дефекты отсутствуютНаплавленный металлНаплавленный металл тонкодисперсная дендритнаямикроструктура, равномерная, дефекты отсутствуютРисунок 4.1 – Микроструктуры наплавленных деталейИз рисунка видно, что микроструктура основы (детали) равномерная безизменения размера зерна.
Зона сплавления без дефектов. Наплавленный слойимеет характерную стопчатую микроструктуру. Дефекты сварки отсутствуют.Процесс нанесения плазменных покрытий на детали включает следующиеоперации: предварительную обработку поверхности основы для обеспеченияпрочного сцепления покрытий с основой; напыление материала на основу;обработку покрытия после напыления, (термическую обработку, уплотнениепокрытий, отделочную обработку), если в этом есть необходимость.Окончательная механическая обработка наплавленных покрытий (токарная,шлифовка) является отдельной стадией, не входящей в собственно процесснанесения покрытий.
Предварительная обработка основы является важнымфактором для обеспечения прочного сцепления наплавленного покрытия сдеталью, так как в основном соединение наплавленного покрытия с основойпроисходит в результате механического сцепления. Следовательно, для того,чтобы напыляемые частицы, которые ударяются и деформируются об основу,прочно с 36 ней сцеплялись, она должна быть достаточно шероховатой.Увеличение прочности механического сцепления связано с увеличениемплощади поверхности основы, контактирующей с напыляемым материалом, атакже созданием большой активности основы путем удаления с ее поверхностиокисных пленок.
Поэтому создание развитой шероховатости 36 на поверхностиосновы является важным требованием. 36Однако обеспечение необходимой шероховатости еще недостаточно дляполучения прочного соединения 36 покрытий с основой. Перед предварительнойобработкой поверхности с 36 целью создания шероховатости необходимопроизвести промывку и обезжиривание и, насколько это возможно, удалитьвлагу [6].Существуют различные способы удаления с поверхности деталей масла идругих загрязнений. Наиболее распространенными являются промывкарастворителями и щелочными растворами. Минеральные масла лучше всегоудаляются с поверхности парами трихлорэтилена, но в связи с высокой еговредностью для здоровья в массовом производстве применение его нерекомендуется.Наиболее доступным способом удаления масла с поверхности деталейявляется их промывка в органических растворителях – уайт-спирите, бензине(неэтилированном), ацетоне.
Из-за большой летучести органическихрастворителей качество обезжиривания деталей может быть недостаточным,поэтому для полного удаления масляных загрязнений применяют двойнуюпромывку – сначала в одном из перечисленных органических растворителей,затем в водных растворах карбоната натрия или каустической соды. Послещелочной обработки производится обильная промывка деталей чистой водой.Удаление окисной пленки производится путем обдувки поверхностейдета лей кварцевым песком, корундом, стальной или чугунной дробью [ 64 6].Создание на поверхностях деталей шероховатости заданныхгеометрических параметров производится также путем нарезания рванойрезьбы или накатки по специальной технологии, электроискровой обработки,химического травления.Электроискровую обработку поверхности производят, как правило, в томслучае, когда основа имеет высокую твердость и не может быть обработанамеханическим или струйно-абразивным методом.
Для такой обработкииспользуют пучки никелевой (для стальной основы) проволоки, выполняющиероль электродов. Эти электроды расплавляются электрической дугой ипривариваются в небольших количествах к поверхности основы. Одновременнопроисходит расплавление поверхности основы в микрообъемах и уносрасплавленного металла щеткой. Таким образом формируютсямикронеровности, состоящие из лунок и кратеров в основном металле ивозвышений, образованных приваренными микрочастицами никеля.Обработку ведут с использованием специальных или сварочных источниковтока.
К недостаткам этого метода следует отнести низкую скорость обработкиповерхности. Обычная скорость обработки составляет 0,2 м2/ч, максимальная –0,37 м2/ч. Кроме того, образующиеся на поверхности углубления значительноснижают усталостную прочность, что недопустимо для деталей, работающихпри циклических нагружениях со знакопеременными нагрузками.Химическая подготовка поверхности представляет собой травление, котороепротекает с различной скоростью у кристаллов и 58 межкристаллическихвключений обрабатываемого материала, что обуславливает появлениешероховатой поверхности. 58 Такую подготовку называют селективнымтравлением.
В результате травления на обрабатываемой поверхностиобразуется большое количество 58 впадин, у которых верхние части уже нижних,что позволяет обеспечить хорошее сцепление 58 напыляемого материала сосновой [6].В таблице 1 приведены рекомендуемые растворы для травления различныхматериалов перед нанесением покрытия.Таблица 4.1 – рекомендуемые растворы для травления различных материаловперед нанесением покрытияМатериал Состав для травления Продолжительностьобработки, чМедь20 % раствор Н SO - 1 часть10 % раствор НNO - 3 часть70Чугун15 % раствор НNO0,26Сталь конструкционнаяхолоднокатанная7 % раствор HNO0,45Сталь коррозионностойкая хромоникелевая40 % раствор HNO - 2 части0,1720 % раствор HCl - 3 частиНедостаток химической подготовки поверхности 58 состоит в том, что послетравления в 58 щелях на поверхности обрабатываемого материала может остатьсятравильный раствор, что приведет к разрушению покрытия при работе детали.Помимо этого, химическая обработка деталей является токсичнымпроизводством, требует высокой культуры производства, строго соблюдениямер безопасности и требований промсанитарии, и как правило, связана ссозданием специального участка [14].При напылении деталей типа “тел вращения“ широкое распространениеполучил такой метод создания шероховатости, как механическая обработка.Этот метод прост, не требует специального оборудования (механическаяобработка, правило, производится на обычных токарных станках).
Этот методпредполагает нарезание на поверхности рваной резьбы, проточку канавок,обкатку и т.д. Такая обработка особенно эффективна, когда необходимонапылять толстые покрытия или, когда покрытие предназначено для работы вусловиях больших 36 контактных нагрузок. Хорошие результаты по прочностисцепления покрытия с основой дает комплексная обработка - нарезание рванойрезьбы или обкатка и последующей струйно-абразивной обработкой.Одним из наиболее эффективных методов создания шероховатости наповерхностях деталей является струйно-абразивная обработка. Для этогоиспользуют два вида устройств – центробежные и пневматические.
Вустройствах с пневматической подачей абразивные частицы разгоняютсясжатым воздухом и, вытекая из сопла в виде струи, ударяются с большойскоростью об обрабатываемую поверхность. В центробежных устройствахабразивные частицы непрерывно подаются во вращающееся с большойскоростью лопаточное колесо, где они разгоняются и под действиемцентробежных сил 36 устран яются на обрабатываемую поверхность [14].В качестве абразивного материала используют сталь 64 ную и чугунную дробь,корунд, кварцевый песок. Абразивный материал выбирают в зависимости отразмера обрабатываемой детали, формы и твердости ее материала.Обработка кварцевым песком обычно используется для наиболее мягкихматериалов при напылении цинка или алюминия.Стальная чугунная колотая дробь применяется для обработки большинстваконструкционных материалов с твердостью до НRС 30–35 .
Размер дробисоставляет 0,5–1,5 мм. При обработке поверхностей большой твердостиприменяют корунд с величиной зерна 0,4–1,4 мм.Обдувка абразивными материалами, кроме создания шероховатости,позволяет удалять с обрабатываемых поверхностей тонкий слой масла, которыйне был удален в процессе предыдущей мойки и обезжиривания.Время между струйно-абразивной обработкой и напылением должно бытьминимально, так как шероховатая основа, имея развитую поверхность, являетсяактивной и легко окисляется. С 36 увеличением этого промежутка времениухудшается сцепление покрытия с основой [9].При струйно-абразивной обработке необходимо применять сжатый воздух,не 36 содержащий влагу и особенно, масло.
36Качество абразивно-струйной обработки зависит от многих факторов –твердости обрабатываемой детали, вида и размера абразивных частиц,давления сжатого воздуха, времени обработки, дистанции обработки, угланаклона сопла к обрабатываемой поверхности. Поэтому в каждом конкретномслучае путем экспериментального определения зависимостей качестваобрабатываемой поверхности от параметров обработки должныустанавливаться оптимальные режимы процесса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
