Перспективные способы восстановления деталей

Детонационный способ нанесения порошковых покрытий основан на использовании энергии детонации в газах. При этом способе металлический или металлизированный порошок наносится взрывом ацетиленокислородной смеси, обеспечивающим скорость частиц порошка 800-900 м/с.

Образование газово-порошковой смеси и ее взрыв происходят в специальной камере, куда порошок подается струей азота. При этом происходит микросварка, обеспечивающая прочное соединение распыленных частиц порошка с подложкой.

Подложка при взрыве совершает поступательное или вращательное движение. Материал порошков: карбиды вольфрама и титана, оксиды алюминия и хрома; металлы: хром, кобальт, титан, вольфрам. При каждом взрыве, продолжающемся 0,23 с, образуется слой толщиной 0,007 мм. Многослойное покрытие может иметь толщину 0,02-0,4 мм. Покрытия из этих порошков имеют большую твердость и очень высокую износостойкость. В результате напыления образуется слой покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками, высокой прочностью сцепления и малой пористостью, в большинстве случаев не превышающей 1%.

Существенным преимуществом метода является умеренный нагрев обрабатываемой детали - не выше 250 ^оС.

Детонационный способ позволяет наносить покрытия на внешние цилиндрические поверхности диаметром до 1000 мм, на внутренние цилиндрические поверхности диаметром более 15 мм и плоские поверхности сложной конфигурации. Наиболее эффективно нанесение детонационных покрытий на детали, работающие в условиях повышенных давлений и температур, износа и агрессивных сред.

Например, детонационно-газовые твердосплавные покрытия наносят на рабочие поверхности гибочных штампов, изготовленных из стали типа Х12М и термически обработанных до твердости 57-61 HRCe. Исходный материал для напыления - механическая твердосплавная смесь ВК-15. Детонационное покрытие, получаемое напылением этой смеси, отличается высокой износостойкостью и способностью воспринимать ударные нагрузки.

Перед напылением поверхность детали следует очистить от загрязнений и создать на ее поверхности шероховатый рельеф, например методом струйной обработки абразивными порошками. После окончания процесса напыления поверхность, покрытую твердосплавными порошками, дополнительно шлифуют или полируют алмазными пастами. Метод технологически доступен и экономически эффективен, в том числе в условиях единичного многономенклатурного производства.

Плазменное напыление композиционных порошковых материалов, состоящих из твердой тугоплавкой основы и легкоплавкой связки, получило распространение в различных отраслях техники.

Плазменные покрытия используют для создания износостойких слоев на рабочих поверхностях деталей, подверженных трению. Состав композиций подбирают, исходя из общей оценки условий работы поверхности, в том числе с учетом возможности отвода теплоты, свойств сопрягаемых материалов трущейся пары, требований к качеству поверхности и точности ее начальных размеров и т. п.

Структура нанесенного слоя состоит из хромоникелевого раствора и карбидной фазы, включающей зерна релита и упрочняющие частицы связки - карбиды и бориды хрома.

Метод плазменного напыления используют для нанесения покрытий на трущиеся поверхности деталей типа вала, шейки коленчатого вала, постелей и блоков двигателей внутреннего сгорания, направляющих колонок и втулок штампов и пр.

Сущность метода состоит в бомбардировке обрабатываемой поверхности (например, упорных центров, оправок к гидрокопировальным станкам, гибочных и раскатных роликов, направляющих оправок к насадному инструменту, борштанг, прессовых оправок и др.) частицами порошка, разогретыми до пластического состояния. Передачу тепловой и кинетической энергий частицам порошка осуществляют плазменным (за счет введения порошковых материалов в плазменную струю) и газопламенным (с введением порошков в газовую смесь) способами.

Для устойчивой работы плазмотрона электрическая дуга должна быть сформирована и стабилизирована вдоль его продольной оси.

При плазменном напылении используют порошки самофлюсующихся сплавов системы Ni-Cr-B-Si-C марок СНГН, ПГХН80СР, ВСНГН с температурой плавления 1050 ^оС, зернистостью 20-150 мкм, обеспечивающие твердость обработанных поверхностей 35-63 НRС.

Недостатками плазменно-напыленных покрытий являются низкие прочность сцепления с основой, адгезионная прочность и термостойкость покрытия, что связано с различными коэффициентами температурного расширения покрытия и основы. Обладая значительной пористостью, плазменно-напыленные покрытия не защищают поверхность от окисления, что приводит к ускоренному разрушению (отслаиванию) покрытия.

Для повышения адгезионной прочности, термостойкости и стойкости покрытия в окислительных средах на металлическую поверхность изделия наносят напылением порошковое покрытие, а затем подвергают эту поверхность азотированию любым из известных способов до образования нитридной прослойки.

Пористость порошкового покрытия способствует диффузии атомов азота к поверхности защищаемого металла. При этом, за счет усиления адсорбционных и абсорбционных процессов ускоряется насыщение поверхности азотом и образование на ней нитридов тех элементов, которые входят в состав защищаемого металла (железа, хрома, вольфрама, титана, алюминия и др.). Поскольку нитриды имеют плотность меньшую, чем металлы (плотность оксидов 3-5 г/см³, а плотность стали 7,8 г/см³), то при образовании нитриды заполняют микропоры порошкового покрытия, увеличивая тем самым сцепляемость по типу механического зацепления. Одновременно повышается термостойкость покрытия, так как образовавшиеся нитриды играют роль прослойки с коэффициентом термического расширения, близким к порошковым материалам на основе оксидов. Нитридная прослойка обеспечивает также коррозионную стойкость защищаемого металла.

Дата добавления: 2014-02-28; просмотров: 497; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!