Твердость приваренного покрытия из различных материалов

Предел выносливости образцов диаметром 40 мм с покрытием из ленты в зависимости от ее марки снижается на 54–67 %. Поверхностное пластическое деформирование в виде обкатывания роликами повышает значение предела выносливости более чем в два раза. Применение сплошных и спеченных лент различного состава и твердости позволяет повысить износостойкость восстановленных элементов в 5–10 раз по сравнению с новыми деталями.

Износостойкость покрытий повышают до 10–15 раз, если перед электроконтактной приваркой под стальную ленту с содержанием углерода не более 0,5 % толщиной 0,4 мм поместить зерна сплавов на основе карбидов вольфрама (ВК8, Т15К6 или релита) размером 0,3–0,5 мм.

Особенности этой технологии следующие. Обеспечивают нагрев участка до температуры 1350 ^оС, что приводит к плавлению эвтектики Fe–FeO. Создают удельное давление на покрытие роликовым электродом 50–75 МПа при плотности импульса тока до 700 А/мм².

Шейки шлифуют алмазным кругом АПП 300´27´127´5 с зернами АСВ зернистостью 100/80 на металлической связке МВ₁.

В покрытии из стали 50ФХА на промежуточном слое из порошка ПГ-СР2 после термоциклического цикла и шлифования до номинального размера растягивающие напряжения на 53–55 % меньше, чем в покрытии из такой же стали без использования промежуточного слоя.

Широкими технологическими возможностями обладает электроконтактная приварка порошковых материалов. Между движущимися друг относительно друга заготовкой и электродом помещают металлический порошок, через них пропускают электрический ток и прикладывают давление.

Используют порошки из сплавов ПГ-Х20Н80, СНГН, ПГ-СР2, ПГ-СР3, ПГ-СР4, ПГ-ХН80СР2, ПГ-10Н-01, ПГ-10Н-04, ПГ-УС25, ПГ-С27, механические смеси КБХ и ФБХ-6-2, а также различные композиции.

Вращающаяся или неподвижная заготовка является одним из электродов, второй медный электрод неподвижен или вращается. В зазор между этими электродами подают из бункера металлический порошок. Материал прижимают к восстанавливаемой поверхности заготовки под давлением 30–60 МПа. Через электроды и материал пропускают электрический ток силой 5–30 кА, напряжением 6–12 В и импульсами длительностью 0,04–0,14 с. Скорость приварки составляет 0,17–0,37 м/мин. Схемы устройств для нанесения порошковых покрытий приведены на рисунке 11.5.

Рисунок 11.5. Схема электроконтактной приварки порошков на поверхности:

а и г – плоские; б, в и г – цилиндрические; е – коническую; ж – торцовую;

1 – электрод; 2 – порошок; 3 – деталь; 4 – покрытие; 5 – ролик

 В результате на поверхности заготовки образуется покрытие, толщина которого определяется углом захвата порошка роликом.

Состав порошков определяет требуемые свойства покрытий. Высокое качество покрытия обеспечивает композиция из самофлюсующегося порошка ПГ-ХН80СР2, порошков сормайта ПГ-С1 и железа ПЖ-3М в равных массовых частях с добавкой к ним меди и свинца (1,5–5,0 %). Для восстановления деталей типа «вал» целесообразно использовать следующие композиции: 20 % ФБХ-6-2 + 80 % ПЖ-5; 20 % КБХ + 5 % Аl₂О₃ + 75 % ПЖ-5; 30 % ПГ-ХН80СР2 + 70 % ПГ-10Н-04; 20 % ПГ-10К-01 + 80 % ПГ-10Н-04. Покрытия из этих композиций можно точить, их износостойкость высокая.

Прочность соединения покрытия с восстанавливаемой поверхностью находится в пределах 150–300 МПа. Пористость (12–25 %) и твердость (25–63 HRC) покрытий изменяются в широких пределах и зависят от составляющих покрытия. Наиболее высокая твердость наблюдается при нанесении покрытий состава: ПГ-С1 + (60–70) % ФХ-80.

Предел усталости деталей с покрытиями из порошков снижается на 7–12 % по сравнению с этим показателем у новых деталей.

Покрытия обрабатывают лезвийным или абразивным инструментом. Лезвийную черновую обработку выполняют резцом из гексанита-Р при скорости резания 22–30 м/мин, подаче 0,15–0,20 мм/об и глубине резания 0,5–0,9 мм. Чистовую обработку таким инструментом ведут при скорости резания 60–80 м/мин, подаче 0,02–0,20 мм/об и глубине резания 0,1–0,5 мм.

Оборудование.

Применяют серийные контактные сварочные машины, например, МШ-1 или МШК-2002 (К-421М). Регулируемые импульсы сварочного тока получают с помощью прерывателей, а также конденсаторными источниками питания с зарядным напряжением 875–900 В и емкостью рабочих конденсаторов 2000–2300 мкФ. Специализированное оборудование для создания различных ремонтных заготовок разрабатывалось ВНИИТУВИД «Ремдеталь», ЧИМЭСХ, МГАУ им. В.П. Горячкина, Институтом механики и надежности машин НАН Беларуси. Применяют также передвижные посты ППКС-01-74. Электроды изготовляют из специальных медных сплавов типа БрХ, БрХК, БрНБТ и БрВНТ.

Оборудование блочно-модульного строения ВНИИТУВИД «Ремдеталь» создано на базе установки 011-1-00 для наплавки валов (табл. 11.5).