Технології виготовлення і об’єкти застосування зносостійких багатошарових листів

У цей час наплавлення є одним з розповсюджених методів відновлення й зміцнення деталей у різних галузей промисловості. Найбільш широко різні способи наплавлення застосовуються при зміцненні деталей машин й механізмів на підприємствах гірничо-металургійної галузі. При цьому в багатьох випадках як таких деталях необхідно наплавляти зношені поверхні на більших площах. Прикладом можуть служити різні шнеки (рис.1.1. а), сита (рис.1.1. 6), труби (рис.1.1 в), тічки (рис.1.1. г), бункера (рис.1.1.д), лотки без конусних завантажувальних пристроїв доменних печей (рис.1.1. е). Саме для таких деталей доцільно застосування зносостійких багатошарових листів.

Наплавляти такі деталі в готовому вигляді економічно не вигідно, тому що через складність конструкції й утрудненого заступу автоматизувати процес наплавлення практично неможливо, а ручне й напівавтоматичне наплавлення не забезпечує високу продуктивність і якість наплавлення. Крім того, через відносну невелику товщину деталей і великої площі поверхні при наплавленні необхідно вжити заходів проти деформації таких деталей.

Вирішити ці проблеми можна за рахунок застосування багатошарових зносостійких листів. Такі листи наплавляються з використанням автоматичних високопродуктивних способів з одночасним забезпеченням високої якості зносостійкого шару й з’єднання шарів. Висока якість з’єднання шарів дозволяє використовувати при виготовленні деталей з таких листів операції гнучкі, штампування та інші.

Рис.1.1. Об'єкти застосування багатошарових зносостійких листів: а -шнеки, б - сита; в - труби; г - тічки; д - бункера; е - лотки без конусних завантажувальних пристроїв доменних печей.

В ІЕЗ ім. Є. О. Патона розроблений новий спосіб виготовлення таких листів - високопродуктивне дугове наплавлення порошковими стрічками. Застосування цього електродного матеріалу дозволяє одержувати наплавлений метал з високим ступенем легування й вести процес наплавлення з високою продуктивністю. Продуктивність наплавлення порошковими стрічками досягає 40 кг наплавленого металу в годину.

Порошкові стрічки були розроблені в ІЕЗ ім. Є. О. Патона для наплавлення деталей устаткування, що працює в умовах абразивного газо-абразивного й інших видів зношування.

Порошкові стрічки для наплавлення мають товщину 3-4 мм і ширину 10-30 мм. Коефіцієнт заповнення порошкових стрічок досягає 70%, тобто з їх допомогою можна одержати наплавлений метал зі значно більш високим ступенем легування, чим при наплавленні порошковим дротом. Характерною рисою більшості порошкових стрічок є їхня універсальність - вони призначені як для наплавлення під флюсом, так і відкритою дугою.

Виходячи з можливих областей застосування багатошарових зносостійких листів. для їхнього наплавлення були обрані три марки порошкових стрічок: ПЛ-АН179, ПЛ-АН180 і ПЛ-АН185, які розроблені в ІЕЗ ім. Є. О. Патона.

Таблиця 1.1

Хімічний склад наплавленого металу

Слід зазначити, що порошкова стрічка ПЛ-АН185 призначена для наплавлення деталей, що працюють при температурі до 450 °С, стрічка ПЛ-АН180 - до 650 °С, а стрічка ПЛ-АН179 - до 850 °С.

Були проведені дослідження зносостійкості металу, наплавленого порошковими стрічками ПЛ-АН179, ПЛ-АН180, ПЛ-АН185, в умовах абразивного й газо-абразивного видів зношування. Як еталон використовувалися зразки. наплавлені порошковою стрічкою ПЛ-АН101. Результати дослідження представлені на рис.1.2.

Рис.1.2. Відносна зносостійкість наплавленого металу

Які слід було сподіватись, найбільш високу зносостійкість при абразивному й газо-абразивному зношуванні мав високолегований метал, наплавлений порошковими стрічками ПЛ-АН179 і ПЛ-АН180. Однак обидві ці стрічки легуються у великій кількості дорогими легуючими елементами - ніобієм і молібденом Тому з економічною точки зору, найбільше застосування при виготовленні зносостійких багатошарових листів одержала порошкова стрічка ПЛ-АН180. Ця стрічка трохи уступає по зносостійкості стрічкам ПЛ-АН179 і ПЛ-АН185, але перевищує по цьому показнику широковідому стрічку ПЛ-АН101.