Лабораторна робота № 2
Відновлення і зміцнення деталей верстатів, машин і обладнанняметодами газотермічного напилювання покриттів і наплавлення
Метароботи: ознайомитися з технологічним процесом відновлення і зміцнення деталей типу«вал» методами газотермічного напилювання покриттів.
Теоретичнідані
1. Основні методи нанесеннягазотермічних покриттів
Процесгазотермічного нанесення покриттів заключається в нагріванні і пластифікаціїматеріалу покриття в плазмі, газовому полум'ї або електричній дузі з наступнимйого розпиленням на поверхню деталі.
Пригазотермічному напилюванні застосовуються апарати двох видів: газополум'яневіта електричні. Електричні апарати використовують тепло електричної дуги, газополум'яневівикористовують тепло, що виділяється при горінні суміші горючий газ-кисень.
1.1В установках плазмового типу для плавлення і розпилювання матеріалу покриттявикористовується струмінь дугової плазми, температура якої 10000… 15000 °К ішвидкість, більша за швидкість звуку. Висока температура плазмового струменядає можливість використовувати для отримання покриттів різні метали і сплави, втому числі тугоплавкі, (рис. 1.1.)
/>
1.2Процес отримання покриття за допомогою електричних апаратів (методомелектродугової металізації) полягає в формуванні рідкого металу після діїелектричної дуги на матеріал електродів, розпилення цього металу на дрібнічастинки струменем стиснутого повітря, що виходить з сопла і нанесенні їх наповерхню виробу (рис. 1.2.).
/>
1.3При газополум'яневому напилюванні джерелом теплової енергії є полум'я, створенев результаті горіння суміші горючий газ — кисень. Температура горіння сумішейгорючого газу з киснем наведена в табл. 1.
Таблиця1.Горючий газ ацетилен метан пропан-бутан Температура, °С 3100-3200 2400-2700 2700-2900
Застосовуєтьсягазополум'яневе напилювання трьох видів: порошкове, дротяне, пруткове.
Дляреалізації газополум'яневого напилювання потрібно мати нескладне обладнання іневелике приміщення для його розміщення.
Схема порошковогогазополум'яневого напилювання показана на рис. 1.3.
1.4Газопорошкове наплавлення реалізується з подачею порошку на оброблювануповерхню (рис.1.4). Для ведення процесу застосовуються спеціальнігазополум'яневі апарати із внутрішньою подачею порошку, що працюють по схемідвох-ступеневої інжекції — ГАЛ — 6, ГН — 2 та інші.
/>
Спосібнаплавлення забезпечує нанесення тонких покриттів товщиною 0,05 мм і більше з рівною поверхнею.
/>
2.Обладнання і апаратура для нанесення газотермічних покриттів деталей
2.1. Для плазмового напилювання застосовують установки УМП-6, УПУ-ЗД, УПУ-8,Київ-7
2.2. Газові апарати МГИ-4 і МГИ-5
2.3. Установки газополум'яневого напилювання Термо-1, Термо-3, Л-5405, УГПТ
2.4. Апаратура для газополум'яневого напилювання і наплавлення — ГАЛ — 6, ГН- 2
Матеріалипокриттів для відновлення деталей машин
Газотермічніпокриття можна наносити практично з усіх твердих матеріалів, які в процесінагрівання до температури плавлення суттєво не випаровуються, не розпадаються І незмінюють свої властивості.
Найбільшшироко застосовуються такі порошкові матеріали:
- ПГ-СРЗ, ПГ-СР4, ИПФ-1 — дляпокриттів деталей вузлів тертя машин, механізмів і арматури, які працюють вагресивному середовищі;
- БрА 10, БроФ-8-0,3 — корозійностійкі і антифрикційні покриття для деталей машин, які працюють вумовах тертя.
Таблиця2. Хімічний склад та інші властивості базових порошків для газотермічнихпокриттівМарка порошку Масова доля елементів, % Твердість HRC C Cr Si B Ni Fe P,S ПГ-СР2 0,2-0,5 12,0-15,0 2,0-3,0 2,0 осн.
4.Технологія газотермічного напилювання і металізації
Процеснапилювання і металізації складається з наступних основних операцій: підготовкаматеріалів (просушування, просіювання порошку на установці мод. 029); підготовкаповерхні деталі (проточування з метою зняття шару спрацьованого матеріалу);нанесення шару покриття; оплавлення отриманого шару; контроль якості.
Послідовністьвиконання технологічних операцій при підновленні спрацьованих деталей типу«вал»:
Операція 1.Зняття нерівномірно спрацьованого шару поверхні деталі
/>
Операція2. Абразивна обробка поверхні деталі
/>
Операція3. Газополум'яне напилювання
/>
Операція4. Оплавлення шару покриття
/>
Операція5. Механічна обробка (шліфування) покриття
/>
Операція6. Контроль діаметрів
/>
Технологічнийпроцес зміцнення деталі типу «вал» методом газополумінного напилення
І, ІІ, ІІІ… –номери операцій
1,2,3… — номерипереходів
І. Підготовкапорошку ПГ-СР 4:
1. Просушитипорошок (tÅ=150-250ÅC) на протязі 2-х годин.
обладнання: сушильнішафи, термопечі
2. Просіятипорошок на ситі 100 мікрон.
обладнання:прилад мод. 029
ІІ. Підготовкадеталі:
1. Очищення, миття.
2. Проточити поверхню А деталі вдіаметр 39 мм.
обладнання:токарний верстат
3. Нарізати рвану різь з кроком0,3-0,5 мм.
/>
ІІІ. Напилювання:
1. Встановити і закріпити детальв центрах установки КНПА 12М.
2. Включити механізм обертаннядеталі (40-60 об/хв.)
3. Включити подачу газів(кисень, пропан) на апарат напилення ГАЛ6.
4. Нагріти полум’ям пальникаГАЛ6 до t = 250ÅC/
5. Відкрити подачу порошку тавключити механізм переміщення апарата ГАЛ6 паралельно осі обертання деталі.
6. Нанести шар покриття наповерхню А в діаметр 41,5 мм.
7. Виключити подачу порошку.
/>
IV. Оплавлення
1. Нагріти полум’ям пальниканапилений шар покриття до температури 950 -1050 ÅС.
V. Токарна обробка:
1. Точити поверхню А в діаметр40,1 мм.
/>
VI. Шліфування
/>
1. Шліфуватиповерхню А в діаметр мм.
обладнання:верстат мод. 16К20
/>
VII. Контроль
1. Виконати візуальний оглядзміцненої поверхні А (тріщини, раковин, відшарування не допускаються).
2. Контроль твердості покриття.
обладнання:прилад Роквела ТК-14-250 (55 HRC).
3. Контроль шорсткостівідновленої поверхні
обладнання:профілометр-профілограф мод. 252 або набір зразків шорсткості.
4. Контроль геометричнихрозмірів відновленої поверхні.
газотермічний напилювання покриття вал
Висновки пороботі
Напилений шарпокриття має високу корозійну стійкість, стійкість проти абразивногоспрацювання, високу твердість.
Методгазополумінного напилювання дає можливість отримувати захисні покриття від діїагресивних середовищ.
Термін службидеталей з покриттям в 1,5 – 3 рази більший у порівнянні з терміном службидеталей без покриття.
Газо термічненапилення застосовують з метою зміцнення нових деталей, а також з метоювідновлення номінальних розмірів спрацьованих деталей.