Lektsia_4_2 (Лекция Иванов В.А.)

4.4. Восстановление деталей металлизациейМеталлизацией называется процесс нанесениярасплавленного металла на поверхность деталипутем напыления. Сущность процесса состоит втом, что расплавленный в специальном приборе —металлизаторе — металл подхватывается струейвоздуха или газа, распыляется и мельчайшимичастицамипереноситсянапредварительноподготовленную поверхность детали. Давлениеструи воздуха составляет 0,6 МН/м2, скоростьпереноса частиц —100...250 м/с; размеры частиц— 10...20 мкм.Металлизацияширокоприменяетсявремонтной практике, так как позволяет получитьпокрытие толщиной до 8 мм. Прочность сцеплениянаплавленного металла с основной деталью взначительнойстепенизависитотподготовительныхопераций.Поверхностьочищается от масла и грязи; пескоструйнымиаппаратами с кварцевым песком (размеры частиц1... 2 мм) удаляется окисная пленка.

Для приданиядетали правильной геометрической формы ееобрабатывают. Поверхность детали должна бытьшероховатой для лучшего сцепления частицнапыленного металла. На цилиндрических деталяхнарезается «рваная резьба» (глубина 0,5 ...0,75мм, шаг 0,75... 1,25 мм).Рис. 4. Схема метализационной установки:1 — барабан; 2 — проволока-электрод; 3 — тяговые ролики; 4 —направляющие трубки; 5 — приемные трубки; 6 — cопло; 7 —струя распыленного металла; 8 — деталь; 9 — трансформатор;10 — редуктор с манометром; 11 — компрессор; 12 — воздушныйредуктор; 13 — маслоотделитель; 14 — электрощитНа рис.

4 приведена схема работыметализационной установки. С барабана 1проволока-электрод2подаетсятяговымироликами 3 через направляющие трубки 4 вприемные трубки 5, к которым поступаетэлектрический ток. От компрессора 11 через сопло6 подается сжатый воздух под давлением 0,5...0,6МН/м2. Расплавленный электродугой металлэлектродаподаетсянаповерхностьремонтируемой детали 8.Режим работы аппарата: напряжение 25...35В, расстояние от сопла до напыляемойповерхности 75...100 мм, диаметр проволокиэлектрода 1...2 мм, подача до 10 мм/об.Металлизацияцилиндрическихдеталейможет производиться на токарном станке.

Детальзакрепляется в центрах токарного станка,металлизатор устанавливается на суппорте.Деталь медленно вращается и металлизаторпоступательно перемещается.4.5. Восстановление и упрочнение деталенэлектролитическим способомГальваническое покрытие — это нанесениеметалланаповерхностьдеталиэлектролитическимспособомвцеляхеевосстановления (рис. 5). В электролитическуюванну вводят два электрода. Деталь 7,расположеннаянаспециальныхподвесках,обычно является отрицательным электродом —катодом, а положительным электродом — анодом— является пластинка того металла, которыйнаноситсянадеталь.Припропусканиипостоянного тока через электролит на поверхностидетали осаждается необходимый металл.Рис. 5.

Схема электролитического восстановления детали:1 — деталь; 2 — облицовка; 3 — электролит; 4 — аноднаяпластинкаВ табл. 3 приведены виды применяемых приремонтегальваническихпокрытий.Передпроцессом покрытия детали очищают, шлифуют,полируют, обезжиривают и протравливают дляудаления окисных пленок.Технологическаяпоследовательностьприхромировании: промывка, очистка и сушкадеталей; определение шероховатости поверхностидеталей, которая должна соответствовать Ra =0,1...0,4 мкм; установка деталей на подвеске;обезжиривание; промывка деталей в горячей воде;изоляция нехромируемых участков деталейцеллулоидом; зачистка хромируемой поверхноститонкой шкуркой или обезжиривание венскойизвестью;Таблица 3Характеристики основных гальванических покрытийВид покрытияПрименяемыйэлектролитХромирова- Хромовыйниеангидрид, сернаякислота и дистиллированная водаПористоеХромовыйхромирова- ангидрид,ниесернаякислотаПродолжительностьНаибольшаяпроцессатолщина слоя, мм5...

15ч дляполучения слоятолщиной 0,1 мм(в зависимости отплотности тока вванне сэлектролитом)Точечноехромированиеполучаетсяпосле 11... 12 минобработкиОсталива- ХлористоеСкоростьние (желез- железоосаждениянение)200...250 г/л,железасоляная кислота 0,15...0,2 мм/ч1,5 ...2 г/лОсновные свойства покрытия и егоприменениеВысокая твердость (НВ 700...800), износостойкость,коррозионная стойкость, низкийкоэффициент трения,жаростойкость. Применение:восстановление поверхностейвалов, шпинделей, внутреннихповерхностей, декоративноехромирование.Не применяется для деталей,подверженных ударной нагрузкеГлубина пор 0,06 Повышение износостойкости....0,1 ммУлучшение условий смазки0,153,0Обеспечивается прочностьсцепления покрытия с основнымметаллом(4...

5)* 102 МН/м2, твердостьНВ160...200. Для деталей, работающих со знакопеременныминагрузками, рекомендуетсяпроизводить цементацию изакалку до требуемой твердостипромывка деталей в холодной воде;удаление окислов для обеспечения плотностисцепления хрома с поверхностью деталей;хромирование;промывкадеталейвдистиллированной воде (для сбора растворахромового ангидрида); промывка деталей впроточной воде; снятие деталей и удалениеизоляции; промывка в горячей воде и сушка;контроль качества покрытия; контроль размеровхромированных деталей в целях определенияприпуска на механическую обработку.После хромирования детали шлифуют, хонингуют,полируют и т.

п.Осталивание (железнение) — эффективныйметод гальванического наращивания слоя железа.Производительность этого метода в 15...20 развыше, чем хромирования. Осталиванием можнонанести слой толщиной до 3 мм. Недостаткомосталивания является возникновение трещин наповерхности покрытия, если оно выполнено ствердостью свыше HRC3 38...40. Износостойкостьтаких деталей после ремонта на 25...30% нижеэтого показателя для новых или хромированных.Технологическаяпоследовательностьосталивания: очистка поверхностей от масла и другихзагрязнений;промывка деталей в холодной проточной воде,затем в горячей; перенос деталей в ваннуосталивания и выдержка без тока (15...20 °С);осталивание;контролькачествапокрытиядеталей; контроль размеров восстановленныхповерхностей деталей для определения припускана механическую обработку.Борирование — это химико-термический процесс,при котором стальная деталь насыщаетсярасплавленным бором и в результате химикотермической реакции образуется борид железа.Этот процесс позволяет повысить твердостьдетали, увеличить стойкость против окисления икоррозии, кислотоупорность и жаропрочность.Технологическаяпоследовательностьборирования: обезжиривание деталей; сушка;загрузка деталей в ванну при температурерасплавленной буры 1000 °С; борирование при950 °С (выдержка1...2 ч); охлаждение на воздухедо 100 °С; промывка в воде при температуре 100°С; контроль качества покрытия; контроль размеров обработанных поверхностей для определенияприпуска под механическую обработку.4.6.

Электромеханическое восстановление иупрочнение деталейЭлектромеханическоевосстановлениеиупрочнение деталей характеризуется сочетаниемтермическогоисиловоговоздействиянаповерхностный слой детали. В зоне контактаинструмента с деталью пропускается ток большойсилы (400...800 А) и низкого напряжения (1...6 В). Врезультатеобрабатываемаяповерхность,нагретая до высокой температуры, тут же подвоздействием инструмента сглаживается иливысаживается. Этот способ применяется привосстановлении деталей типа тел вращения привеличине износа до 0,4 мм на диаметр.Процесс электромеханического восстановления и упрочнения обычно состоит из высадкиповерхностногослояизношеннойдеталипластиной твердого сплава и сглаживаниявысаженных гребешков до определенного размерарадиусной пластиной из твердого сплава.Способпозволяетполучитьнаклепанныйповерхностный слой и повысить износостойкостьдетали. Шлифование для получения требуемогоразмера не рекомендуется.

Увеличить диаметр навыступах поверхности, образованной высадкой уне обработанных термически деталей, можно до0,4 мм, у термически обработанных — до 0,2 мм.При применении этого способа опорнаяповерхность уменьшается, поэтому в сопряженияхпредусматривается натяг в 1,3... 1,5 раза больший,чем рекомендуется таблицами допусков длясоответствующей посадки.Электромеханическоевосстановлениеиупрочнение деталей выполняется обычно натокарном станке, оснащенном соответствующимиинструментами и приспособлениями.4.7. Ремонт и упрочнение деталейпластическим деформированиемДля повышения усталостной прочности иизносостойкости де-талей применяются различныеметоды упрочнения поверхностей.Поверхностноепластическоедеформирование (ППД) заключается в том, что поддавлением деформирующего элемента (ролик,шарик, алмазный выглаживатель и т.д.) обрабатываемаяповерхностьпластическидеформируется.Гребешкишероховатойповерхности сглаживаются, и за счет их смятияпроисходит заполнение впадин микрорельефа.Обкатка свободно вращающимися роликамиосуществляется путем прижима роликов кобрабатываемой поверхности с усилием 1,5...4 кН.Припуск под обкатывание 0,01...

0,02 мм.Виброобкатывание заключается в наложениина деформирующий элемент (шарик, ролик,алмазныйвыглаживатель)колебанийультразвуковой частоты. Это позволяет получитьна поверхности различные виды микрорельефа скасающимися, некасающимися и пересекающимися канавками. Износостойкость повышается в1,5...2 раза, сокращается время приработки, исключается ряд финишных операций.Совмещение процессов обработки поверхностейрезанием и ППД состоит в одновременнойобработкерезаниемподобкатываниеисамообкатыванием при помощи комбинированныхинструментов.

При совмещении обкатывания сточением трудоемкость и себестоимость заметноснижаются по сравнению с раздельным точениеми обкатыванием, а при добавлении шлифованиявыигрыш еще значительнее.Нарис.6приведенаконструкциякомбинированного инструмента, внедренного намногих предприятиях, для чистого растачивания ираскатываниястальныхгидроцилиндровдиаметром 50Н9 и длиной 340 мм на токарномстанке.Рис. 6.

Комбинированный инструмент для растачивания ираскатывания стальных гидроцилиндров:1 — крышка; 2 — твердосплавные пластинки; 3 — расточный блок; 4— направляющие; 5 — корпус; 6 — оправка; 7 — деформирующийролик; 8 — шарикоподшипник; 9 — гайка; 10 — контргайка; 11 —сепараторПрименяемый инструмент — комбинациярасточной головки с роликовой раскаткой. Наоправку 6 навинчен корпус 5, в пазу которогоустановлен плавающий двухлезвийный расточныйблок 3 с двумя твердосплавными пластинками 2Крышка 1 предохраняет блок от выпадания приобратном ходе инструмента. В пазах корпусаустановлены деревянные направляющие 4,которые обеспечивают надежное направлениеголовкипоотверстиюгидроцилиндра.Всепараторе 11 установлены деформирующиеролики7.Осевоеусилиераскатываниявоспринимаетсяшарикоподшипником8.Деформирующиероликинастраиваютсяспомощью гайки 9 и контргайки 10.Химико-термическое упрочнение.

Сущностьэтой обработки заключается в том, что приповышении температуры происходит диффузияатомов вещества, окружающего стальную деталь,в ее поверхностные слои, в результате чегоизменяются химический состав и свойстваповерхностныхслоев.Химико-термическоеупрочнениеосуществляетсяследующимиспособами.Цементация—процесснасыщенияповерхностного слоя сталь-ной детали углеродом.Этой операции подвергаются стальные детали ссодержанием углерода до 0,3 %.После цементации детали закаливают дляполучения требуемой твердости (до HRC3 60)цементированнойповерхности,причемсердцевина детали остается вязкой. Глубина слояцементации обычно не превышает 1,2 мм.Азотирование — процесс насыщения азотомповерхностного слоя (до 0,5 мм) легированныхсталей (38ХМ10А, 35X10А и др.).

Повышаетсятвердость поверхностного слоя (до HRC3 80),износостойкостьикоррозионнаястойкость.Термическоеупрочнение—поверхностнаязакалка углеродистой стали марок 40, 45, 50,низколегированной хромистой и марганцовистойсталей и серого чугуна.Нагреваниеповерхностидеталидотемпературы закалки (800...950°С) производятгазокислороднымпламенемспомощьюинжекторной горелки (газопламенная закалка) итоками высокой частоты (ТВЧ). Охлаждениепроизводится в воде или масле. Стальные детали,прошедшие поверхностную закалку, подвергаютнизкому отпуску при температуре180...200°С в масляных ваннах. При закалке-ТВЧчугунных направляющих металлорежущих станковтвердость поверхности составляет HRC 45...53,глубина закалки 3...4 мм..