Электродные материалы и флюсы, применяемые при механизированной наплавке

Износостойкость прокатных валков из стали 60ХГ, покрытых сталью ЗХ2В8, в 2 — 4 раза выше износостойкости закаленных валков без наплавки. Износостойкость наплавленного под флюсом ЖС-320 металла валков из стали 55Х составляет 180 - 200 % износостойкости основного металла. Стойкость опорных катков, наплавленных прово­локой ЗОхГСА под флюсом АН-348-А, в 5 раз выше, чем стойкость катков, наплавлен­ных электродом с меловой обмазкой. Поверхностная закалка позволяет увеличить стой­кость еще в 2 раза.

Электрошлаковая наплавка основана на выделении теплоты в расплавленном флю­се под действием электрического тока. Процесс обычно сочетается с принудительным формированием поверхности металлической ванны кокилем, подкладкой или ползуном. Высоколегированный наплавленный слой получают главным образом за счет присадоч­ного металла (проволоки, проката, отливок, порошковой и электродной проволоки). Электрошлаковая наплавка имеет следующие преимущества перед дуговой: уменьшает­ся (с 30 -40 до 10-15 %) доля основного металла в наплавленном слое; снижается рас­ход флюса; лучЩе используется электроэнергия; увеличивается коэффициент наплавки (до 20... 25 г/(Ач)); не приходится удалять шлаковую корку, так как наплавку обычно ведут в один проход. Принудительное формирование наплавленного слоя позволяет со­кращать припуски на механическую обработку; уменьшается вероятность образования пор и шлаковых включений (легче удаляются газы и всплывают примеси). Меньшие скорости охлаждения и лучшие условия кристаллизации способствуют понижению склонности металла к образованию горячих трещин, так что иногда удается наплавлять высококачественные слои при содержании углерода в наплавленном металле до 1,5 - 2 %. В большинстве случаев отпадает надобность в предварительном подогреве металла, так как в процессе наплавки он достаточно нагревается.

Этот способ наплавки целесообразен там, где необходимо наплаалять большое количество металла и при больших партиях деталей. Поверхности деталей могут быть плоские и цилиндрические.

Металлизация напылением заключается в том, что на заранее подготовленную поверхность любой формы наносят металлическое покрытие путем распыления жидкого металла струей сжатого воздуха. Для этого используют специальные аппараты - метал- лизаторы. В зависимости от источника теплоты, используемого для расплавления метал­ла, различают газовую, электрическую и плазменную металлизацию. Первая (источник теплоты - газовое пламя) широко распространена за рубежом. В нашей стране чаше применяют электрическую металлизацию (источник теплоты - электрическая дуга). Ме­талл может подаваться в аппарат в виде проволоки, порошка или ленты.

Наряду с газовой металлизацией и электрометаллизацией начинают применять плазменное напыление металлов. Ввиду высокой температуры плазмы становится воз­можным напыление тугоплавких металлов и керамики. В промышленности используют следующие установки для нанесения материалов на внутренние и наружные поверхно­сти деталей машин: электрометаллизаторы ЭМ-3, ЭМ-6, ЭМ-9 для распыления проволо­ки; МНП-1-57 - для напыления оксида алюминия в виде специальных стержней; УПН-5-60 - для напыления порошкового материала; УПР-1-59 - для напыления туго­плавких и высокодисперсных материалов (оксида алюминия, дисилицида молибдена); УПМ-1-61 -для плазменного напыления.

Подробно оборудование, технологические процессы и применение металлизации напылением для повышения долговечности и надежности машин описаны во многих работах. При назначении способа металлизации следует учитывать его достоинства и недостатки.

К достоинствам металлизации относят возможность наращивать на шейки валов машин, станины станков и другие детали слои стали толщиной 1,5 мм и более с требуе­мыми физико-механическими свойствами. Нанося слои металлов со специальными свойствами, можно повысить не только износостойкость деталей, но и другие эксплуа­тационные свойства, например, жаро- и коррозионную стойкость. Первоначальные свойства основного металла вследствие незначительного нагрева в процессе напыления не изменяются. К достоинствам металлизации следует также отнести сравнительную простоту и малую стоимость этого способа упрочнения.

Основные недостатки металлизации: хрупкость нанесенного слоя; не всегда доста­точная прочность сцепления с основным металлом; снижение механической и особенно усталостной прочности деталей из-за уменьшения размеров и нарушения целости их рабочей поверхности при подготовке к металлизации и трудность последующей механи­ческой обработки. Данные о применении и режимах газовой металлизации приведены в табл. 9.22.