справочник (550668), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Керамики и еиталлы Высокой твердостью н износостойкостью обладают керамические материалы. К ним, в частности, относятся тугоплавкие оксиды (алюминия, бериллия, цнркония, хрома н др.) [70, 79). В качестве твердого износостойкого материала наибольшее распространение получил оксид алюминия. Устойчива модификация а-А!зОз встречается в природе в виде простых (обыкновенный корунд, наждак и др.) и полудрагоценных (лейкосапфир, сапфир, рубин и др.) разноващностей. Цвет зависит от содержаниа других оксидов. Чистый окснд алюминия с гексагональной кристаллической решеткой имеет твердость по Моосу 9 (2000 НЧО,!), модуль Юнга Е ~ 350 ГПа, плотность у = 3,95 ...4,02 тlм и температуру з плавления 1 = 2050 С. Основным сырьем для его получения являютса бокситы, содержащие от 50 до! 00тЬ А!зОз.
Порошки корунда (природного и особенно синтетического) широко применяют дла изготовления разнообразного абразивного инструмента. Компактные поликрнсталлическне корундовые материалы (минералокерамики), например мнкролит ЦМ-332, характеризуются высокимн твердостью (90-93 НВА), теплостойкостью, химической сгойкостью н износостойкостью. Кроме оксида алюминия этв керамика содержит в качестве модификатора некоторое количество оксида магния.
Минералокерамнческий материал применяют с целью изготовления резцов (режущих пластин) для получистовой и чистовой обработки углеродистых и легированных сталей и чугуна. Пластинки из этого материала существенно дешевле твердосплавных и позволяют обрабатывать металлы и сплавы при более высоких скоростях резания. Корундовую керамику используют также в нефтяной промышленности (износостойкие насадки гндромониторных долот, горловины насосов пескоструйных аппаратов, шгуцера фонтанной арматуры), для изготовления ннтеводнтелей ткацких станков, в приборостроении (например, для изготовления деталей газодинамических подшипников гироскопов), электротехнике и в других отраслях промышленности. Перспективно применять коруидовую керамику в сельскохозяйственном машиностроении (сопла для разбрызгиванна ядохимиккгов и жидких минеральных удобрений, элементы почвообрабвтывающнх орудий).
Свойства минералокерамики регламентирует ГОСТ б 9! 2-87. Рубин — синтетический окрашенный в красный цвет прозрачный монокристаллический оксид алюминив (легированный оксндом хрома в количестве 2-3 4А) применяют для изготовления часовых камней, некоторых деталей точных приборов н т. п. Монокристаллическне стержни рубина используют в лазерной технике.
3 Возрос интерес к стабилизированному оксиду циркония (7=5,6 т/и, твердость по Моосу 7, Е~170 ГПа), который является перспективным материалом для изготовления деталей, предназначенных для работы при высоких температурах, в частности в адиабатных двигателях. Ситаялы (стеклокристаллические материалы) представляют собой полнкристаллические материалы, получаемые регулируемой кристаллизацией стекол (79). Состоат онн из кристаллов (размером менее ! мкм) и остаточной стекловидной фазы, содержание которой, как правило, менее 50 89 (об.).
Существует много разновидностей ситвллов, различающихся входщцими в них оксидамн. Микротвердость снталлов досппзет высоких значений (до ! 000 НЧО,!). Высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью обладают петроситавлы (на основе габро-норитовых, базальтовых и других горных по- 155 род), пироксеновые с~пэллы (СаО-М80-А)зОз-$1Оз) и шлакоситаллы (получаемые нз стекол, сваренных на основе металлургических н топливных шлаков). Из них изготовляют детали пар трения (плунжеры, части насосов и т.п.), применяемые в химическом машиностроении, футеровку мельниц и мелюпше тела, нитеводители текстильных машин, точные калибры, фильеры для синтетических волокон н другие детали, работающие в условиях интенсивного абразивного изнашивания.
3.2.5. Твердые сплавы Высокой твердостью н износостойкосгью обладают композншюиные матерналытвердые сплавы (ГОСТ 3882-74, ГОСТ 26530-85), состоянию из частиц тугоплавких соединений (главным образом карбидов) переходных металлов и связки (чаще всего кобальтовой) [24. 66, 79). Сведения о составе и свойствах твердых сплавов приведены в гл. 8. а об нзносостойкосги при различных видах абразивного изнашивания — в табл.
3.11- 3.13 [74, 75). Таблица 3.11. Изиесесгейкесть твераых силаева ирн трении ие злектрекеруилевей юлифе- вельией шкурке с зернистостью абразива 10 (ГОСТ 5009-82) [74, 7Я П р и м е ч а и н е. Износостойкость % и Со составляет 0,055 и 0,021 кмlмм соответственно.
Таблица 3.12. Изиесестейкесть твердых силапов ири изнашивании е прослойку из различных абразивных материалов Твердые сплавы применяют лля изготовления горнобурового. режущего инструмента, а также инструмента для обработки металлов давлением, и быстроизнашивающихся деталей машин. приборов н приспособлений. Для горнсбурового инструмента зффективно использовать сплавы %С+Со с крупными карбидными зернами. Из более мелкозернистых марок твердых сплавов %С+Со делают инструмент для обработки резанием чугунов и других материалов, не образующих спинных стружек. Инструмент ю 156 сплавов марок ТК н ТТК применяют для обработки резанием сталей и труднообрабатываемых сплавов. Инструмент для обработки давлением н износостойкие детали делают обычно нз средне- н высококобальтовых твердых сплавов типа ВК.
Из безвольфрамовых сплавов изготовляют инструмент (режущий, для обработки давлением, измерительный), пресс-формы и детали, от которых требуется высокая износостойкость. Таблица 3.13. Изнесестейкесть твердых еилавее нрн изнашивании еб абразивную нреслеаку (СТП ИСМ 610-81) нэ элвктрекеруняа с зернистостью 8 (ГОСТ 3647-80) НаА, нв ивнев Мврка сплава Примечание. ИэнсссстойксстьСосоставяяст0,14кмlмм.
32.6. Наилапочиые материалы Износостойкне материалы высокой твердости часто в виде толстых слоев (синицы и десятки миллиметров) наплашпют на поверхности деталей различными мстодамн. Применяемые для этой цели материалы (электроды, проволоки, порошки) получили название наплавочных. Используют их дла восстановления изношенных деталей (восстановительная наплавка) и повышения надежности деталей (износостойкая и аитнкоррознонная наплавки).
Наиболее распространенный вид наплавочных материалов — покрытые металлические электроды, применяемые для ручной дуговой наплавки. Восстановительную н жпикорроэионную наплавку осуществляют сварочными, а износостойкую — наплавочными электродамн. Для маркировки электродов применяют в основном буквенно-цифровую систему обозначенна, стандартизованную для сталей 1! 8, 24, 79]. Используемые для нэготовлениа сварочной проволоки стали дополнительно маркируют буквами Св (ГОСТ 2246- 80), а наплавочной проволоки — буквами Нл (ГОСТ 10543-98).
Электроды для дуговой сварки обозначаются буквой Э и следующими за ней буквами н цифрами. Первые две нли три цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента, а цифры, следующие за буквенными обозначениями элементов, указывают нх 157 ВКЗ ВКЗ-М ВК4 ВК4-В ВК6 ВК6-М ВК6-ОМ ВК6-В ВК8 ВК8-В ВК8-ВК ВК10 ВК КьМ ВК ! О.ОМ ВК!О-КС ВК11-В ВК11-ВК 89,5 91,0 89,5 88,0 88,5 90,0 87,5 87,5 86,5 87,5 87,0 88,0 88,5 85,0 86,0 87,0 1,2 2,0 1,3 0,9 1,7 3,3 10,0 0,8 1,4 1,1 З,З 1,1 2,0 5,0 1,1 1,1 1,2 ВК15 ВК20 ВК20-КС ВК20-К ВК25 ТЗОК4 Т15К6 Т14К8 Т5К! 0 Т5К12 ТТ7К12 ТТ8К6 ТТ10К8-Б Т120К9 ТН-20 КНТ-16 КХН-15 86,0 84,0 82,0 79,0 82,0 92,0 90,0 89,5 88,5 87,0 87,0 89,0 89,0 90,0 89,0 85,0 0,8 0,6 0,4 0,4 0,4 0,6 1,7 1,1 1,1 0,8 0,9 3,3 3.3 1,7 0,3 О,З 0,2 Груееа Тна элсатрола Назначсанс ОЗН-250У ОЗН-ЗООУ ОЗН-350У ОЗН 400У Э-1ОГ2 Э-11ГЗ Э-12Г4 Э-15Г5 Детали, эксплуатируемые в условиях интен- сивного изнашивания.
сопровождающегося уларами ЦШ-1. ИН-1 Ц-16 Э-ЗОВ8ХЗ Э-35Х12ВЗСФ Горячие штампы ОЗШ-3 ЭН-60М ЭН-Х12М Э-37Х9С2 Э-70ХЗСМТ Э-1ООХ12М Холодные штампы ОМГ-Н ЦНИИН.4 Э.65Х!1НЗ Э-65Х25Г13НЗ Изношенные детали нз сплн ! 1ОГ!ЗЛ 1Ч Э-90В10Х5Ф2 Э-105В6Х5МЗФЗ Э-08К15В7М5ХЗСФ ЦИ-2У И-1 ОЗИ 4 Мсталлорспущий ннструмшп, вытяжные н прошивные горячие штампы Э-95Х7Г5С Э-ЗОХ5ВЗГЗСМ Э-ЗООХ28Н4С4 Э-11ОХ14В13Ф2 12АНЯИВТ ТКЗ-Н ЦС-1 ВСН-6 Детали, работающие в условиях уларно-абра- зивного нзнашнванпя Ч! Детали, эксплуатируемые в условиях интен- сивного абразивного изнашивания с ударны- мн нагрузкамя Ч11 Э-320Х23С2ГТР Э-320Х25С2ГР Дсгалн„эксплуатируемые в условиях преиму- щественно абразнвного изнашивания Т-620 Т-590 Уплотннтсльныс поверхности трубопровод- ной арматуры дяя энсргспшн и нсфтсаппара- туры Э-08Х17Н8С6Г Э-13Х16Н8МЗС5Г4Б Э-190К62Х29В5С2 ЦН-6М ЦН-6Л, ЦН-! 2М УН-12Л, ЦН-2 158 среднее содержание в процентах (если содержание элементе менее 1,5 %, цифра не ставится).
При среднем содержании 81 до 0,8% и Мп до 1,0% буквы С и Г не ставятся. Прутки для наплавки обозначают буквами ПрН, а гранулированные порошки нз сплавов — буквами ПГ, за которыми следуют буквы и цифры, обозначающие элементы и их среднее содержание в сплаве. Порошковые проволоку н ленту обозначают соответственно ПП и ПЛ, спеченную из порошков ленту — ЛС. Заметим, что встречшотся электроды и порошки, марки которых не отвечает изложенным выше правилам. Наллавочные электроды применяют для повышения износостойкости деталей (табл. 3.14) [24, 791.
Электроды группы 1 используют для наплавки деталей, эксплуатируемых прн обычной температуре. Металл, наплавленный электродами группы П, имеет структуру бейнита илн мартенсита с остаточным аустенитом (при высоком содержании углерода образуются также карбиды). Наплавленные слои обладанп высокой красностойкостью, благодаря чему эти материалы можно применять с целью повышения износостойкости штампов для горячей обработки металлов давлением. Электроды группы Ш позволяют наносить слои, хорошо обрабатывающиеся в отожженном состоянии.
После закалки и отпуска твердость наплавленного металла высокая (до 54-62 НКС). Электроды !руины Ч предназначены для наплавки мсталлорежущего инструмента н штампов дла горячей обработки металлов давлением. Таблица.3. /4. Наплавечиыс злспгреды [24, 79[ Электроды ~руин Ч1-ЧП1 служат для наплавки деталей, работающих при различных сочетаниях ударного и абразивного воздействий, соответственно при максимальной, средней и минимальной ударных нагрузках. Структура наплавок с твердостью 48 — 62 НЕС, состоит преимущественно нз мартенснта и избыточного карбида хрома.
Металл, наплавленный при использовании электродов группы 1Х, обладает высокими противозадирнымн свойствами при трении без смазки, высокими антнзрозионными и антнкоррозионнымн свойствами, а также высокой нзнососгойкостью при обычных и высоких температурах. Сосне и свойства наплавочных электродов регламентированы [24].
Наллавочную проволоку из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей используют в качесгве плавящегося электрода прн восстановительной и износостойкой наплавке под флюсом, в среде углекислого газа и в смесях защитных газов. Холоднокатаную электродную ленту из коррознонно-стойких сталей используют для антикоррозионной наплавки в химическом, нефтяном и атомном машиностроении. Стальную наплавочную проволоку марок Нп выпускают по ГОСТ 10543-98, а стальную сварочную длл наплавки марок Св — по ГОСТ 2246 — 80.
Твердость слоев, наплавленных проволокамн марок Нп, колеблется в пределах 160-340 НВ (после наплавки) и 32-56 НКС, (после закалки), а слоев, наплавленных проволоками марок Св, — в пределах 120-300 НВ (после наплавки) и 550 — 600 НЧО,! (после закалки). Порошковые проволоки, которые представлаот собой оболочку нз пластичного металла, заполненную семью легирующих, газо. и шлакообразующих материалов (табл. 3.15), обычно применяют для наплавкн материалов с повышенным содержанием углерода и легнрующнх компонентов [24, 79]. Табикяа 3.!5. Перешивала преаелека [24, 791 Порошковые ленты (шириной !0-30 мм, толщиной 3-4 мм) ПЛ-АН101 для наплавки высокохромистого чугуна типа ЗООХ25НЗС и ПЛ-АН102 для наплавки сплава типа 250Х20СЗФ имеют аналогичное строение. Порошковые ленты используют, в частности, для наплавки деталей засыпного аппарата доменных печей. Состав и свойства порошковых проволок и лент регламентированы [24].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
