Восстановление изношенных деталей плазменной наплавкой

Прогрессивным методом восстановления изношенных деталей является плазменная наплавка с применением присадочного материала в виде проволоки, лент и порошков. Наиболее распространена плазменная наплавка с вдуванием порошка в дугу. Режимы плазменной наплавки приведены в табл. 47.

Для осуществления плазменной наплавки металла требуется несложное оборудование и небольшая производственная площадка. Плазма представляет собой высокотемпературный газ. Ионизация газа вызывается действиями высокой температуры электрической дуги или электрического поля высокой частоты. В ремонтной практике ионизация газа осуществляется при помощи электрической дуги.

В качестве плазмообразующих газов применяют азот, аргон, водород, гелий, кислород и воздух. Устройство, в котором получают плазму, называется плазмотроном.

Плазмообразующий газ пропускают через узкий канал, в котором между двумя электродами создается дуговой разряд. Газ сжимает дугу, что приводит к повышению его температуры до 16000…30000° С.

Рис. 44. Установка для плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу
1 — дроссель; 2 — осциллятор; 3 — плазмообразующий газ; 4 — вольфрамовый электрод; 5 — внутреннее сопло горелки; 6 — питатель для подачи порошков; 7 — наружное сопло; 8 — защитный газ; 9 — горелка; 10— несущий газ; 11 — наплавляемая деталь; 12 — источник питания (ПС-500); 13 — источник питания (ПС-300); 14 — балластный реостат; 15 — конденсатор

Выделение большого количества тепла в малом пространстве приводит к ионизации плазмообразующего газа. Плазма имеет повышенную электропроводность, что позволяет управлять ею при помощи магнитных электрических полей.

Скорость движения частиц в струе плазмы весьма высока. При давлении газа 0,2…0,3 МПа и силе тока 400…500 А скорость частиц в плазменной струе может превышать 15 000 м/с. i

Установка для плазменной наплавки деталей (рис. 44) состоит из источника питания током, реостатов, дросселя, осциллятора, плазмотрона, пульта управления и контроля, системы циркуляции воды, приспособления для автоматической подачи порошка или проволоки и приспособления для перемещения наплавляемой детали или плазмотрона.

Барнаульский аппаратно-механический завод изготовляет и поставляет в комплекте с запасными анодами и катодами (100 шт.) установки УМП-6, УМП-7 и УМП-8.

Для наплавки подслоя (слоя сцепления) никель — алюминий применяют порошки ПН-85Ю15, ПН-70Ю30; для наплавки основного слоя — порошки самофлюсующиеся никель — хром — бор — кремний: Н-ХН80СР2, ПГ-ХН80СР2, П-ХН80СРЗ, ПГ-ХН80СРЗ, П-ХП80СР4; ПГХН80СР4, СНГН.

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

Качество слоя металла, нанесенного плазменной наплавкой, зависит от качества подготовки поверхности под наплавку, силы сварочного тока, напряжения холостого и рабочего хода, скорости наплавки, расстояния от горелки до наплавляемой поверхности, расхода плазмообразующего и защитного газа и расхода воды для охлаждения плазмотрона.

Подготовка поверхности под наплавку заключается в очистке от грязи, масла. При неравномерном износе поверхности деталей цилиндрической формы их протачивают или шлифуют, а затем обезжиривают ацетоном. С целью получения лучшей связи рекомендуется наплавляемую поверхность подогреть до 60…100 °С.

Сварочный ток — основной параметр режима плазменной наплавки. С увеличением силы тока резко возрастает коэффициент наплавки, но одновременно возрастают перегрев присадочного материала и нагрев наплавляемой поверхности. Чрезмерное увеличение силы тока может цривести к значительному проплавлению основного металла и ухудшению качества наплавляемого слоя.

Процесс наплавки с использованием порошка протекает устойчиво — при рабочем напряжении 40…50 В. Напряжение холостого хода 100 В.

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

Скорость наплавки влияет на формирование наплавляемого слоя, качество и прочность сцепления. Скорость наплавки выбирают исходя из необходимых размеров наплавляемого слоя.
Расстояние от сопла горелки до наплавляемой поверхности имеет немаловажное значение: увеличение расстояния приводит к уменьшению нагрева металла, уменьшение — к перегреву основного металла. Оптимальное расстояние — 100…180 м

7.6 Восстановление изношенных деталей электролитическим наращиванием

При ремонте грузоподъемных машин с гидравлическим приводом электролитическим наращиванием восстанавливают главным образом детали гидросистем: штоки, плунжеры, золотники, клапаны и т. д. Этот метод наращивания заключается в том, что при помощи электролиза изношенные поверхности деталей покрываются металлом (осталивание, омеднение, хромирование и т. д.).

Рис. 45. Схема процесса хромирования
1 — кожух; 2 — ванна; 3 — анод; 4 — вытяжная вентиляция; 5 — реостат; 6 — выключатель; 7 — подогреватель; 8 — катод (подвеска с деталями)

Наиболее распространенное электрическое покрытие при ремонте деталей с небольшим износом — хромирование (рис. 45). Это покрытие отличается высокой твердостью, износостойкостью, не окисляется, не подвергается коррозии.

Сущность процесса электролиза сводится к следующему. Деталь, подлежащую электролитическому наращиванию, погружают в ванну, наполненную электролитом. Через электролит при помощи электродов пропускают постоянный ток. При этом молекулы электролита расщепляются на ионы. Ионы, несущие положительный заряд электричества (катионы), направляются к катоду (электроду, присоединенному к отрицательному полюсу источника тока), а ионы, несущие отрицательный заряд (анионы), — к аноду (электроду, присоединенному к положительному полюсу источника тока). Катодом является наращиваемая деталь. Электролитом— раствор соли осаждаемого металла. Анодом в большинстве случаев служит пластинка из металла, кото-, рым необходимо покрыть деталь.

Технологический процесс хромирования состоит из трех этапов: подготовка поверхности к наращиванию; нанесение наращиваемого слоя; обработка детали после наращивания.

Хромирование может быть гладким и пористым.

Поверхности с гладким хромированием плохо удерживают смазку и при трении изнашиваются. При пористом хромировании на трущихся поверхностях смазка удерживается. В ремонтной практике применяют осадки, обладающие большой твердостью и износостойкостью. Вид покрытия определяется составом электролита и режимом электролиза.

Подготовка детали к хромированию начинается с шлифования детали для придания поверхности правильной геометрической формы. Затем деталь обезжиривают в щелочных ваннах.

Состав электролита при хромировании (концентрация на 1 л воды), г: хромовый ангидрит — 150…200, серная кислота — 1,5…2, окись хрома — до 4, окись железа — до 6. Температура электролита 55 °С, плотность тока 35…40 А/дм2, толщина слоя 0,036…0,15 мм, время хромирования 90…380 мин.

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

После нанесения слоя хрома поверхность подвергают шлифованию и полировке.

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

8.Индивидуальное задание по теме: «Элементы режима резания».

Элементом режима резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима относятся: Глубина резания; Подача резания; Период стойкости режущего инструмента; Скорость резания; Частота вращения шпинделя; Сила резания; Мощность резания.

При проектировании технологических процессов обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении элементов режима резания. Табличный метод назначения режимов резания является весьма громоздким, так как требует анализа большого количества справочной информации.

Аналитический метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению по эмпирическим формулам скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Выбор режущего инструмента.

Его следует начинать с анализа шероховатости поверхности детали, которая задана на чертеже. В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. В таблице 1 приведена зависимость шероховатости поверхности от различных методов обработки.

Немаловажное значение имеет выбор материала инструмента. Его выбор можно сделать по таблице 2. Наиболее распространенным вариантом являются, материалы на основе кубического нитрида бора.