Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дополнения > Рефераты
Название:
Восстановление деталей высокотемпературным напылением

Тип: Рефераты
Категория: Тех. дополнения
Подкатегория: Рефераты

Цена:
112 руб



Подробное описание:

Восстановление деталей высокотемпературным напылением                                  

1. Сущность процесса и способы напыления

    Напыление является одним из способов нанесения металли­ческих  покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей. Сущность процесса состоит в напылении предваритель­но расплавленного металла на специально подготовленную по­верхность детали струей сжатого газа (воздуха). Мелкие части­цы распыленного металла достигают поверхности детали в пластическом состоянии, имея большую скорость полета. При ударе о поверхность детали они деформируются и, внедряясь в ее поры и неровности, образуют покрытие. Соединение металли­ческих частичек с поверхностью детали и между собой носит в основном механический характер, и только в отдельных точках имеет место сваривание присадочного металла с подложкой. Основными достоинствами напыления, как способа нанесения покрытий при восстановлении деталей, являются: высокая про­изводительность процесса, небольшой нагрев деталей (120— 180°С), высокая износостойкость покрытия, простота техноло­гического процесса и применяемого оборудования, возможность нанесения покрытий толщиной от 0,1 до 10 мм и более из лю­бых металлов и сплавов. К недостаткам процесса следует отне­сти пониженную механическую прочность покрытия и сравни­тельно невысокую прочность сцепления ^го с подложкой.

В зависимости от вида тепловой энергии, используемой в металлизационных аппаратах для плавления металла, различа­ют четыре основных способа напыления: газопламенное, элект­родуговое,   высокочастотное и плазменное.

    Газопламенное напыление осуществляется при помощи специальных аппаратов, в которых плавление напыляемого металла производится ацетилено-кислородным пламенем, а его распыление струей сжатого воздуха (рис. III. 5.1). Напыляемый материал в виде проволоки подается через центральное отверстие горелки и, попадая в зону пламени с наиболее высокой температурой, расплавляется. Проволока подается с постоянной скоростью роликами, приводимыми в движение встроенной в аппарат воздушной   турбинкой   через  червячный   редуктор.

    В качестве напыляемого материала при газопламенном на­пылении применяют также металлические порошки (рис. III. 5.2.), которые поступают в горелку из бункера с помощью транспорти­рующего газа (воздуха).

Наибольшее применение нашли аппараты для газопламенного напыления проволокой типа МГИ-1-57,  ГИМ-1  и др.

   Преимуществами газопламенного напыления являются: не­большое окисление металла,    мелкий    его    распыл,    достаточно высокая прочность покрытия. К недостаткам следует отнести сравнительно невысокую производительность процесса    (2—4 кг/ч)

Электродуговое напыление производится аппаратами, в кото­рых плавление металла осуществляется электрической дугой, го­рящей между двумя проволоками, а распыление — струей сжато­го воздуха   (рис.     III. 5.3).

   Для злектродугового напыления отечественная промышлен­ность   выпускает аппараты ЭМ-3,   ЭМ-9, ЭМ-14  (ручные)  и ЭМ-6, МЭС-1, ЭМ-12 (станочные). Привод для подачи проволоки в зону горения электрической дуги в ручных аппаратах осуществляется от воздушной турбинки, в станочных — от электродвигателя. Основным преимуществом электродугового напыления являет­ся высокая производительность процесса (от 3 до 14 кг напыляе­мого металла в час). Высокая температура электрической дуги позволяет наносить покрытия из тугоплавких металлов. При ис­пользовании в качестве электродов проволок из двух различных металлов можно получить покрытие из их сплава. К преимущест­вам электродугового напыления следует отнести сравнительную простоту применяемого оборудования, а также небольшие эксплу­атационные затраты.

 

    Недостатками    электродугового    напыления являются повышенное окисление ме­талла, значительное выгорание леги­рующих элементов и пониженная плотность покрытия.

Высокочастотное напыление осно­вано на использовании принципа ин­дукционного нагрева при плавлении исходного материала покрытия (про­волоки). Распыление расплавленного металла производится струей сжато­го воздуха. Головка высокочастот­ного аппарата для напыления (рис. III.5.4) имеет индуктор, пита­емый от генератора тока высокой частоты, и концентратор тока, кото­рый обеспечивает плавление проволоки на небольшом участке дли­ны проволоки.

    Нагрев проволоки до температуры плавления в короткое время может быть обеспечен только при опреде­ленной частоте тока, которая опре­деляется по формуле

 

 

 

 

 

 

При высокочастотном напылении автомобильных деталей при­меняют стальную проволоку, для которой коэффициент к—20000. Следовательно, при применении проволоки диаметром 4—5 мм.  частота тока будет 80—425 кГц. Учитывая большую частоту то­ка при высокочастотном напылении, применяют ламповые генера­торы токов высокой частоты типа ЛГПЗ-30, ГЗ-46, ЛГПЗ-60 и др.

 

 

     Преимуществами высокочастотного   напыления являются небольшое окисление металла благодаря возможности регулирования температуры его нагрева и достаточно высокая механическая прочность покрытия. К числу недостатков следует отнести          срав­нительно невысокую производительность процесса, а также сложность и высокую стоимость применяе­мого оборудования. Плазменное напыление это новый способ             нанесения металлических покрытий, при котором для расплавления и переноса металла, на поверхность дета­ли используются  тепловые и динамические свойства
плазменной струи (рис. III. 5.5). В качестве плазмообразующего газа применяют азот. Азотная плазма имеет сравнительно невы­сокую температуру (до 10—15 тыс.°С), но обладает высокой энтальпией (теп­лосодержанием). Повышен­ная энтальпия         (рис. III. 5.6) азотной плазмы объясняется тем, что про­цесс ее образования имеет две стадии: диссоциацию. (N2→2N) № ионизацию (N→N+ + e).     Обе   стадии процесса получения плазмы протекают с поглощением тепловой энергии. Процесс получения аргонной плазмы имеет только одну стадию — ионизацию. Таким образом, азотная плазма становится носителем большего количества тепловой энергии, чем аргонная. Высокая энтальпия азотной плазменной струи и низкая стоимость азота и обусловили его широкое применение в качестве плазмообразующего газа при плазменном напылении.

 

                    

 

Азотная плазменная струя надежно защищает напыляемый металл от окисления. Несмотря на то, что вследствие турбулент­ного  характера истечения    плазменная    струя    смешивается  с воздухом,   содержание кислорода  в ней достигает концентрации  его в атмосфере только    на    расстоянии    120—150 мм от   сопла плазмотрона  (рис. III. 5.7), т. е. на расстоянии дистанции напы­ления.

    Исходный материал покрытия вводится в сопло плазмотрона в виде проволоки или гранулированного порошка. Проволока в качестве напыляемого материала используется реже, так как при ее применении структура покрытия получается крупнозернистой и, кроме того, не все материалы для напыления могут быть приго­товлены в виде проволоки. Поэтому при плазменном напылении в качестве присадочного материала применяют гранулированные порошки с размером частиц от 50 до 150 мкм.

    Порошок в сопло плазмотрона подается из дозатора при помо­щи транспортирующего газа (азота). Дозатор определяет расход порошка и, следовательно, производительность процесса напыле­ния. Расход порошка можно плавно регулировать в пределах от 3 до   12 кг/ч.

   Попадая в плазменную струю, металлический порошок рас­плавляется и, увлекаемый плазменной струей, наносится на по­верхность детали, образуя покрытие.

Свойства покрытия зависят от температуры нагрева частиц и скорости их полета при встрече с поверхностью детали. Скорость полета металлических частиц определяется в основном двумя фак­торами — силой тока дуги и расходом плазмообразующего газа. В зависимости от значений этих факторов она может достигать 150—200 м/с (рис. III. 5.8). Наибольшей скорости расплавленные частицы металла достигают на расстоянии 50—80 мм от сопла плазмотрона.

   Большая скорость полета частиц порошка и высокая темпера­тура их нагрева в момент встречи с подложкой обеспечивают бо­лее высокие, чем при других способах напыления, механические свойства покрытия и более прочное его соединение с поверхно­стью детали.

Экономическая эффективность и производительность процесса напыления зависят от того, какая часть исходного материала по­падает на деталь и закрепляется на ее поверхности, т. е. от ко­эффициента напыления.

   Величина коэффициента напыления при плазменном напыле­нии выше, чем при других способах напыления, и зависит от ма­териала порошка, от диаметра напыляемой детали и от основных параметров режима. Так, при напылении порошка ПГ-У30Х28Н4С4 (сормайт-1) на деталь диаметром 26 мм в условиях оптимально­го режима коэффициент напыления не превышает 65—70%. При напылении хромоникелевого порошка на деталь диаметром более 50 мм коэффициент напыления достигает 90—95%.

Из других достоинств процесса плазменного напыления сле­дует отметить его высокую производительность, возможность на­несения покрытий из любых материалов, полную автоматизацию управления процессом.

 

                      

 

     Все эти достоинства процес­са плазменного напыления позволяют сделать вывод о               воз­можности его широкого приме­нения при восстановлении авто­мобильных, деталей.

При плазменном напылении применяются специальные уста­новки, включающие в себя: плазменную горелку (плазмо­трон), пульт управления, порош­ковый питатель (дозатор) и ис­точник питания.

    Промышленность выпускает два типа установок для плаз­менного напыления: универсаль­ные плазменные установки типа УПУ-3 производства Ржевского механического завода и универ­сальные плазменно-металлизационные установки УМП-4, УМП-5, выпускаемые Барнауль­ским аппаратно-механическим заводом. Установки УМП-4 и УМП-5 конструкции ВНИИДЕ-ТОГЕНМАШ выпускаются без источника питания. В качестве источника питания для этих ус­тановок можно использовать вы­прямитель             ИПН-160/600 или два

последовательно соединенных сварочных машинных преобразователя ПСО-500.

    В указанных установках применены плазменные горелки ГН-5Р (рис. III. 5.9).

  1. Напыляемые материалы

   В качестве напыляемых материалов при восстановлении авто­мобильных деталей применяют проволоку или порошковые сплавы.    

    При газопламенном, электродуговом и высокочастотном напы­лении обычно используется проволока. При восстановлении сталь­ных и чугунных деталей применяют стальную проволоку с содер­жанием углерода 0,3—0,8%- Среднеуглеродистую проволоку ис­пользуют при восстановлении посадочных поверхностей на сталь­ных и чугунных деталях. Для деталей, работающих в условиях трения, рекомендуется применять стальную проволоку с повышен­ным содержанием углерода. При плазменном напылении приме­няют порошковые сплавы.

   Для восстановления деталей, работающих в условиях трения рекомендуется применять износостойкие порошковые сплавы на основе никеля или более дешевые сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода. Эти сплавы обладают высокими технологическими и эксплуатационными свойствами. Наличие в их структуре твердых составляющих (карбидов и боридов) \ сравнительно мягкой основы (твердого раствора) позволяет полу­чать покрытия с высокими служебными свойствами.

   Порошковые сплавы на основе никеля марок ПГ-ХН80СР2, ПГ-ХН80СРЗ и ПГ-ХН80СР4 обладают рядом ценных свойств: низкой температурой плавления (950—1050°С), твердостью HRC 35—60 в зависимости от содержания бора, жидкотекучестью, вы­сокой износостойкостью и свойством самофлюсования благодаря наличию в составе бора (Р) и кремния (С), которые активно от­нимают кислород от окислов.

Основной их недостаток — высокая стоимость, которая сни­жает эффективность применения этих сплавов при восстановле­нии деталей.

    Сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода типа ПГ-У30Х28Н4С4, ФБХ-6-2, КБХ имеют высокую твердость HRC 56—63, высокую износостойкость, недефицитны, но более тугоплавки (температура плавления 1250—1300°С) и не обладают свойством самофлюсования.

   На практике получили применение композиционные смеси этих порошков с порошками сплавов на основе никеля. Порошко­вая смесь, состоящая из 50% ПГ-ХН80СРЗ и 50% ПГ-У30Х28Н4С4, имеет высокую износостойкость, невысокую температуру плавления (1100—1150°С), обладает свойством са­мофлюсования и стоит в 2 раза дешевле порошковых сплавов на основе никеля.

   Порошковые сплавы на основе никеля и железа, а также их смеси обеспечивают высокую износостойкость напыленных дета­лей, но одновременно несколько повышают (на 15—20%) износ сопряженных деталей, изготовленных из мягких антифрикцион­ных сплавов. Этот недостаток может быть устранен при примене­нии порошковой смеси, состоящей из 80—85% стального порош­ка ПЖ-5М и 15—20% порошка ПГ-ХН80СР4, которая при плаз­менном напылении обеспечивает достаточно высокую износостой­кость покрытия и в то же время не повышает износа сопряжен­ных деталей из  мягких антифрикционных сплавов.

   При восстановлении посадочных поверхностей под подшипни­ки качения в чугунных корпусных деталях следует применять стальной порошок ПЖ-5М с добавкой 1—2% порошка алюми­ния АКП. Эта же порошковая смесь с добавкой 4—5% медного порошка ПМС-2 или 2—3% никелевого порошка может быть применена при восстановлении плазменным напылением опор под вкладыши коренных подшипников в чугунных блоках цилиндров двигателей.

  1. Свойства напыленных покрытий

   Напыленные покрытия по своим свойствам значительно отли­чаются от литых металлов. Отличительной особенностью металлизационных покрытий, напыленных любым способом, является их пористость. Пористость покрытия зависит от способа напыле­ния, напыляемого материала, режима его нанесения и от других факторов. При прочих равных условиях наибольшую пористость (15—20%) имеют покрытия, напыленные электродуговым спосо­бом, а наименьшую (5—10%) — покрытия, полученные                  плазмен­ным напылением. При плазменном напылении покрытия из по­рошкового сплава на основе никеля (ПГ-ХН80СР2) было полу­чено очень плотное покрытие с пористостью 2—5%.    Пористость покрытия при всех способах напыления возрастает с увеличением дистанции напыления. Она будет тем ниже, чем более высокую температуру нагрева и скорость полета будут иметь частицы ме­талла при встрече с подложкой и чем меньше они будут окисле­ны. Эти условия в наиболее благоприятном сочетании имеют ме­сто при плазменном напылении. Пористость покрытия при жидко­стном и граничном трении играет положительную роль, так как поры хорошо удерживают смазку, что способствует повышению износостойкости деталей. Однако пористое покрытие имеет пони­женную механическую прочность.

    Твердость покрытия является обобщенной характеристикой, определяющей в известной мере его износостойкость. Она зави­сит от многих факторов и прежде всего от опыляемого материа­ла и режима нанесения покрытия.

    При газопламенном и электродуговом  напылении твердость покрытия увеличивается с увеличением содержания углерода в стальной проволоке. При этом твердость покрытия при газопла­менном напылении выше, чем при электродуговом. Это можно объяснить тем, что при электродуговом напылении имеет место более интенсивное выгорание углерода.

Большое влияние на твердость покрытия оказывает расстоя­ние напыления (рис. III. 5.10). Наиболее твердое покрытие из стали 40 получается при расстоянии напыления 120 мм для элек­тродугового напыления и 150—160 мм для газопламенного. При малом расстоянии напыления твердость покрытия снижается вследствие повышенного нагрева покрытия, а при большом снижается благодаря уменьшению скорости полета частичек метал­ла и увеличению пористости покрытия.

    При плазменном напылении на твердость покрытия, кроме со­става напыляемого порошка, большое влияние оказывают пара­метры режима и особенно сила тока дуги и расход плазмообразующего газа (рис. III. 5.11),

    Износостойкость напыленных покрытий в условиях трения со смазкой значительно выше, чем износостойкость исходного мате­риала. Это объясняется тем, что пористое покрытие хорошо удер­живает смазку и поэтому снижает коэффициент трения.

    Наибольшую износостойкость имеют покрытия, напылен­ные износостойкими порошками-сплавами на основе никеля ПГ-ХН80СР2, а также сплавом ПГ-У30Х28Н4С4.        Износостойкость покрытия, полученного плазменным напылением сплава ПГ-У30Х28Н4С4, превышает в 1,5—2 раза износостойкость об­разцов из стали 45, закаленной до твердости HRC 58—62.

     Механическая прочность по­крытия значительно ниже проч­ности исходных материалов, применяемых при напылении. При напылении стальных покры­тий, предел прочности их на растяжение составляет при раз­личных способах металлизации 150—250   МПа.       

   Наибольшую прочность имеют покрытия, по­лученные способом плазменного напыления. Прочность сцепления покры­тия с подложкой является од­ним из основных параметров, позволяющих определить воз­можность применения напыле­ния при восстановлении деталей. В зависимости от метода подго­товки поверхности детали к на­пылению, способа напыления и состава напыляемого материала прочность сцепления покрытия с подложкой на отрыв состав­ляет  15—50 МПа.

    Наибольшее влияние на прочность сцепления оказывает метод    подготовки    поверхности детали к напылению. Чем более шероховатой будет поверхность ремонтируемой детали, тем выше - будет прочность сцепления покрытия с подложкой.

    Прочность сцепления покрытия с поверхностью детали в ос­новном определяется температурой нагрева и скоростью полета металлических частиц в момент удара их о подложку. Так, при нанесении покрытия из стали 45 на стальной образец, подготов­ленный к покрытию дробеструйной обработкой, прочность сцеп­ления  на   отрыв    составляет:     при    газопламенном     напылении 15—16 МПа, при электродуговом — около 30 МПа. При плаз­менном напылении прочность сцепления покрытия из порошкового сплава ПГ-У30Х28Н4С4, нанесенного на образец из стали 45, подвергнутого дробеструйной подготовке, еще выше и составляет 40—45 МПа. Более прочное сцепление покрытия с подложкой при злектродуговом и плазменном напылении объясняется более вы­сокой температурой нагрева частиц. При всех способах напыле­ния отмечено снижение прочности сцепления покрытия с подлож­кой при увеличении расстояния напыления свыше 80—100 мм, когда температура металлических частиц и скорость их полета значительно понижаются.

Прочность сцепления покрытия с поверхностью детали может быть повышена путем напыления на деталь подслоя из тугоплав­ких металлов, например, молибдена с температурой плавления 2620°С. Повысить прочность сцепления можно также при напыле­нии в среде защитных газов или в вакууме.

Усталостная прочность деталей при их напылении почти не снижается, если при подготовке деталей к напылению применять методы создания шероховатости, не оказывающие влияния на усталостную прочность деталей.

К таким  методам относятся дробеструйная обработка  и    на­катка поверхности деталей зубчатым .роликом. Эти    методы под­готовки обеспечивают высокую прочность 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сцепления покрытия с поверхностью детали и  в то же время  не снижают усталостной : прочности деталей.

Ранее применявшиеся Методы подготовки поверхности деталей к напылению нарезанием «рваной» резьбы и электроискровая об­работка, как показали исследования, снижают предел выносли­вости деталей и поэтому в настоящее время не применяются.

  1. Процесс нанесения покрытий на детали

  Напыление применяется в целях компенсации износа наруж­ных и внутренних цилиндрических поверхностей деталей.

    Процесс нанесения покрытий включает подготовку детали к напылению, нанесение покрытия и обработку деталей, после напы­ления.

    Подготовка детали к напылению служит для обеспечения прочного сцепления покрытия с поверхностью детали. Она вклю­чает в себя: обезжиривание и очистку детали от загрязнений, механическую обработку и создание шероховатости на поверхно­сти детали.

    При механической обработке с поверхности детали снимают такой слой металла, чтобы после окончательной обработки напы­ленной детали на ее поверхности оставалось покрытие толщиной не менее 0,5—0,8 мм.                                                                             

    Для получения на поверхности детали необходимой шерохо­ватости ее подвергают дробеструйной обработке или накатывают зубчатым роликом. Дробеструйную обработку производят в специальных камерах чугунной колотой дробью ДЧК-1,5 при режи­ме: расстояние от сопла дробеструйного аппарата до детали 25—50 мм, давление сжатого воздуха 0,5—0,6 МПа, угол накло­на струи к поверхности детали 45°, время   обработки    2—5 мин.

Накатку для создания шероховатости применяют при восста­новлении деталей с твердостью не более НВ 350—400. Ее произ­водят на токарном станке однорядным зубчатым роликом.

После подготовки поверхности детали к напылению наносят покрытие. Промежуток времени между подготовкой и нанесени­ем, покрытия должен быть минимальным и не превышать 1,5—2 ч.

Нанесение покрытия на поверхность детали производится на переоборудованных токарных станках или в специальных каме­рах. При напылении на токарных станках деталь устанавливают в патроне станка, а металлизационный аппарат — на суппорте. При использовании специальных камер они должны иметь соот­ветствующие механизмы для взаимного перемещения детали и металлизатора. Пост напыления оборудуют вытяжной вентиля­цией.

Существуют специальные станки для нанесения покрытий на цилиндрические поверхности стальных деталей, на внутренние посадочные поверхности корпусных деталей, на опоры коренных подшипников в блоках цилиндров и др.

После нанесения покрытия деталь медленно охлаждают до температуры окружающей среды и обрабатывают покрытие до требуемого размера. В зависимости от твердости покрытия, тре­буемой точности и шероховатости поверхности .деталей применя­ют обработку резанием или шлифованием.

  1. Плазменное напыление с последующим оплавлением покрытия

Покрытия, полученные способом плазменного напыления, имеют более высокие физико-механические свойства, чем покры­тия, напыленные другими способами, однако и они все же значи­тельно уступают покрытиям из тех же материалов, полученным наплавкой.

Все свойства плазменных покрытий могут быть значительно улучшены путем введения в технологический процесс восстанов­ления деталей сравнительно простой операции — оплавления покрытия.

При оплавлении покрытия плавится лишь наиболее легко­плавкая составляющая сплава. Металл детали при этом лишь подогревается, но остается в твердом состоянии. Жидкая фаза способствует более интенсивному протеканию диффузионных про­цессов. В результате оплавления значительно повышается проч­ность сцепления покрытия с деталью, увеличивается механиче­ская- прочность, исчезает пористость, повышается износостойкость покрытия и сопряженных с ним деталей.

Оплавление покрытия может быть произведено ацетилено-кислородным пламенем, плазменной струей, и токами высокой частоты. Наилучшие результаты дает оплавление токами высокой частоты, так как при этом обеспечивается локальный нагрев, не нарушающий термообработки всей детали.

К сплавам, подвергающимся оплавлению, предъявляются сле­дующие требования: температура плавления легкоплавкой со­ставляющей сплава должна быть не выше 1000—1100°С, в оп­лавленном состоянии они должны хорошо смачивать подогретую поверхность детали и обладать свойством самофлюсования, т. е, содержать   флюсующие   элементы.

Практически всем этим требованиям в полной мере удовлет­воряют: порошковые сплавы на основе никеля, имеющие темпе­ратуру плавления 980—1050°С и содержащие флюсующие эле­менты (бор и кремний), а также 50%-ная смесь порошков ПГ-ХН80СРЗ и ПГ-У30Х28Н4С4 с температурой плавления 1080— 1100°С

Технологический процесс восстановления деталей с оплавле­нием покрытия включает в себя операции: шлифование детали для обеспечения правильной геометрической формы восстанавли­ваемой поверхности; дробеструйную обработку чугунной дробью ДЧК-1,5 при давлении воздуха 0,4—0,6 МПа, расстоянии до по­верхности детали 20—25 мм в течение 3—5 мин; нанесение по­крытия при режиме, рекомендованном для плазменного напыле­ния; оплавление покрытия на установке т. в. ч. при режиме: ча­стота тока 75—100 кГц, зазор между деталью и индуктором 5—6 мм, частота вращения детали 15—20 об/мин, сила тока вы­сокой ступени генератора т. в. ч. 5—8 А шлифование поверхно­сти детали до требуемого размера. Оплавленные покрытия, как показали исследования, имеют следующие свойства:

при оплавлении покрытий из сплавов типа ПГ-ХН80СР2 их структура становится равномерной, состоящей из твердого раст­вора на основе никеля, с температурой плавления 980—1050°С, микротвердостью Hµ.= 2600—2900 МПа и твердых кристаллов (боридов и карбидов) с микротвердостью Hµ= 10000— 12000МПа и температурой плавления  1600—1700°С;

макротвердость оплавленных покрытий, напыленных сплавом на основе никеля в зависимости от содержания в них бора, со­ставляет HRC 35—60;

благодаря присутствию в структуре оплавленных покрытий твердых кристаллов его износостойкость значительно повышается и при напылении сплавом ПГ-ХН80СРЗ превышает в 2—3 раза износостойкость стали 45, закаленной до твердости HRC 54—58, при напылении порошковой смесью, состоящей из 50% ПГ-ХН80СРЗ и 50% ПГ-У30Х28Н4С4, в 5—10 раз;

прочность сцепления покрытия с поверхностью стальных дета­лей после оплавления повышается в 8—10 раз и составляет 400—450 МПа;

усталостная прочность деталей после оплавления покрытия повышается на 20—25%, что объясняется упрочняющим влияни­ем покрытия.

Таким образом, плазменное напыление с последующим оплав­лением покрытия является весьма перспективным способом вос­становления деталей, так как позволяет возвратить им не только свойства новых деталей, но и значительно их улучшить.

Плазменным напылением с оплавлением покрытия можно вос­станавливать поверхности деталей, работающие в условиях зна­чительных знакопеременных и контактных нагрузок (кулачки распределительных валов, шейки коленчатых валов и др.).

 

  1. Организация рабочего места и техника безопасности при напылении деталей

 

.

Рабочее место для нанесения покрытий должно иметь следую­щее основное оборудование: стеллаж для хранения деталей; вер­стак для подготовки деталей к нанесению покрытий; стенд (ка­мера) для напыления; пульт управления; источник питания; рам­пу с редукторами для подачи газов и воздуха; шкаф для хране­ния оснастки.

На рис. III. 5.12 показана принципиальная схема поста плаз­менного напыления.

К работе на установках для плазменного, электродугового и высокочастотного напыления допускаются лица не моложе 18 лет, обученные приемам работы на оборудовании 2—3-й групп элект­робезопасности.

Наиболее сложными с точки зрения техники безопасности яв­ляются условия работы на установках для плазменного напы­ления. При этом наиболее вредными для здоровья работающих являются: шум, загрязнение воздуха, ультрафиолетовые и ин­фракрасные излучения.

Шум плазменной струи в непосредственной близости от плаз­мотрона может достигать 115—120 дБ. Для защиты оператора от шума рекомендуется покрытия наносить в специальных камерах.

При плазменном напылении воздух помещения может загряз­няться металлической пылью, аэрозолями обрабатываемых мате­риалов и окислами азота. Для защиты оператора в этом случае также служат специальные камеры с местным отсосом    воздуха.

Плазменная струя является интенсивным источником инфра­красного и ультрафиолетового излучения, поэтому оператор дол­жен работать в защитной маске со светофильтром. Металлизационные камеры также оборудуются соответствующими светофильт­рами. Защита рук от излучений производится за счет примене­ния при работе рукавиц из асбестовой ткани.

Требования к технике безопасности при газопламенном и элек­тродуговом напылении предъявляются те же, что и при выполне­нии работ по газовой и электродуговой сварке.




Комментарий:

Восстановление деталей высокотемпературным напылением


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы