Технология газовой наплавки деталей.
Здравствуйте студенты группы ЭГС-19-1!
Задание: Вам необходимо самостоятельно изучить материал, выполнить задание.
Выполненную работу (ответы на вопросы) отправить отдельным файлом на электронную почту преподавателя.
Если такой возможности нет, выполненное задание предоставить в распечатанном (рукописном) виде после возобновления занятий
Обратная связь: ihor_2611@mail.ru
Тема: Газопорошковая наплавка.
Цели:
Образовательная: сформировать у обучающихся прочные теоретические знания о газопорошковой наплавке материалов.
Воспитательная: воспитать у обучающихся: аккуратность и внимательность в работе,трудолюбие, бережное отношение к сварочному оборудованию и инструментам.
Развивающая:развивать навыки самостоятельной работы, самоконтроля, внимание.
Задачи: освоитьгазопорошковую наплавку материала
Литература:
1.Герасименко А.И. Основы электрогазосварки: учебное пособие/ А.И.Герасименко. - Изд. 8-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 380.: ил. –(Начальное профессиональное образование).
2.Герасименко А.И. ЭЛЕКТРОСВАРЩИК: Учебное пособие для профессионально- технических училищ. – Изд 12-е, доп. и перераб./А.И.Герасименко. – Ростов н/ Д: Феникс, 2011. – 407, [1] с. – (НПО).
3.И. И. Фрумин Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Металлургиздат., 1961,- 421 с.
Ход урока:
1. Ознакомиться с изложенным материалом (лекцией).
2. Ответить на заданные вопросы.
Лекция:
Газопорошковая наплавка:
Газопорошковая наплавка применяется для восстановления деталей различных технических средств достаточно широко. Она заключается в том, что на предварительно нагретую наплавляемую поверхность наносится порошок, доведенный до жидкотекучего состояния с помощью газовой струи, после чего для увеличения прочности сцепления производится оплавление нанесенного слоя. Это объясняется тем, что при напылении площадь непосредственного контакта как между частицами, так и между частицами и подложкой весьма мала, что является одной из главных причин пористости слоя, прочность которого на порядок ниже наплавленных, гальванических, термодиффузионных видов покрытия. При воздействии на такой слой сравнительно низких нагрузок происходит их отслоение.
Для улучшения сцепления напыленных покрытий и доведения их прочности до уровня, близкого к прочности наплавочных слоев, нанесенные покрытия подвергаются оплавлению. Для оплавления пригодны те напыленные твердые сплавы, которые обладают способностью самофлюсования. Это сплавы на никелевой основе, имеющие низкую температуру плавления (980-1080 °С), а наличие в их составе бора и кремния способствует самофлюсованию и хорошей смачиваемости оплавляемого изделия. Самофлюсование происходит за счет раскислителей (кремния и бора), которые при оплавлении связывают кислород, образую боросиликатные шлаки, легко всплывающие на поверхность покрытия.
В целях оплавления напыляемое покрытие рекомендуется нагревать до температуры, при которой происходит характерное «запотевание» слоя.
Перегревать покрытие до полного расплавления не следует, так как в этом случае первичные кристаллы карбидов и боридов хрома переходят в жидкий раствор и при последующей кристаллизации образуется структура невысоким качеством покрытия.
Наличие жидкой фазы — одно из главных условий протекания процесса оплавления. При этом для образования жидкой фазы нет необходимости нагревать покрытие самофлюсующимися сплавами до полного их расплавления. При нагреве таких покрытий за счет расплавления легкоплавкой составляющей структуры — эвтектики — жидкая фаза появляется при температуре на 100-150 °С менее температуры их полного расплавления. В то же время исходные составляющие структуры сплавов (твердый раствор и карбиды) остаются в твердом состоянии и сохраняют общую целостность покрытий. Возникшая жидкая фаза заполняет образовавшиеся при напылении поры, обеспечивая диффузию элементов, в результате чего происходит окончательное формирование структуры покрытия. При этом самофлюсующиеся элементы (бор и кремний) диффундируют в основной металл, а железо из основного металла диффундирует в покрытие.
Основное требование, которое должно выдерживаться при оплавлении — равномерный нагрев поверхности детали и слоя покрытия. При этом для успешного протекания диффузионных процессов, в первую очередь, необходимо подвести к детали достаточное количество теплоты.
Наплавка напылением самофлюсующимися порошками с одновременным оплавлением значительно отличается от наплавки прямой дугой порошковыми твердыми сплавами на железной и никелевой основах, и с помощью прутков твердых сплавов. При наплавке прямой дугой наплавочный металл и деталь нагреваются до температуры плавления, что приводит к проплавлению основного металла и его перемешиванию с наплавляемым.
Напыление с одновременным оплавлением (газопорошковая наплавка) возможно лишь газовым пламенем. Дуга из-за интенсивного неравномерного нагрева напыленного слоя не обеспечивает получение качественного покрытия.
Наплавку напылением с одновременным оплавлением рекомендуется выполнять в такой последовательности:
· подогреть всю деталь до температуры 250-300 °С;
· на восстанавливаемые поверхности для их защиты от последующего окисления напылить слой толщиной (0,2-0,3) мм;
· напыленный участок нагреть до состояния «запотевания», выражающегося в появлении на оплавляемых участках блестящей поверхности, что характерно для процесса оплавления;
· на предварительно оплавленный слой нанести новый, доводя его до состояния оплавления. За один проход наплавки (напыление порошка и последующее его оплавление) рекомендуется наплавлять слой толщиной до 1 мм. При необходимости получения большей толщины наплавляемого слоя цикл повторяется. Толщина наплавляемого слоя и количество проходов определяются величиной износа поверхности и припуском на механическую обработку. Последовательность наплавки других участков зависит от формыдетали и расположения на ней изношенных поверхностей. Важно, чтобы в процессе оплавления не допустить перегрева напыленного слоя до состояния жидкой ванны, а после оплавления обеспечить медленное охлаждение детали (в песке, асбесте, печи и др.). Перегрев приводит к стеканию металла, образованию пор, а быстрое охлаждение к возникновению трещин и отслаиванию наплавленного слоя.
Для восстановления деталей способом газопорошковой наплавки наиболее рационально применять порошковые сплавы марок ПГ- 10Н-01, ПГ-10Н-03, ПГ-СРЗ и ИГ-СР4, предназначенные для наплавления слоя толщиной до 3,5 мм.
Из описанной технологии процесса напыления с одновременным оплавлением можно сделать вывод, что процесс напыления трудноконтролируемый, поэтому наплавку, как правило, ведут вручную, и качество получения покрытий в значительной мере зависит от квалификации сварщика, его умения осуществлять визуальный контроль. Совмещение операций при этом способе наплавки позволяет сократить время на восстановление детали. Он применим главным образом для восстановления деталей небольших размеров в условиях единичного и мелкосерийного производства.
В технологическом процессе нанесения на изношенные поверхности деталей порошковых покрытий предусматривается операция подготовки поверхности с помощью струйной обработки для создания необходимой шероховатости, обеспечивающей надежное сцепление (адгезию) присадочного материала с основой.
Для струйной обработки используются различные аппараты. Чаще всего это аппараты всасывающего действия, в которых электрокорунд или мелкая стальная дробь засасывается струей сжатого воздуха и по шлангу направляется через сопло на обрабатываемую поверхность. Этот способ прост, широко применяется вследствие меньшего износа сопла и шлангов, дешев, безотказен в работе, хотя и менее производителен по сравнению с другими способами. Аппараты целесообразно применять в том случае, когда направление струи постоянно, что имеет место, в основном, при автоматической очистке поверхностей.
Материалы для газопорошковой наплавки
Материалы для газопорошковой наплавки подразделяют на основные и вспомогательные. К основным материалам относят пламяобразующиегазы (ацетилен, пропан, бутан и их смеси, кислород) и порошковые самофлюсующиеся сплавы.
Чаще всего для газопорошковой наплавки применяют кислород газообразный технический (ГОСТ 5583-78), газы углеводородные сжиженные топливные (ГОСТ 52087-2003), ацетилен (ГОСТ 5457-75) или газ МАФ (метилацетиленалленовая фракция) — заменитель дорогого ацетилена, которые поставляются в баллонах. Допускается использование генераторного ацетилена (заменитель ацетилена) в баллонах, получаемого из карбида кальция. При этом производительность генераторных установок должна быть не менее 0,8м3/ч.
Для газопорошковой наплавки применяют самофлюсующиеся твердые сплавы, представляющие собой высокопрочные, износостойкие материалы на основе никеля или кобальта с добавками хрома, бора и кремния. Бор и кремний, имеющие более высокое химическое сродство с кислородом чем железо, никель и кобальт, в процессе оплавления при температуре 950 — 1050 °С образуют оксиды, которые выходят на поверхность в виде шлаков, создавая тем самым плотные беспористые покрытия.
При выборе порошковых материалов для наплавки следует руководствоваться требованиями ремонтного чертежа и технических условий на восстанавливаемую деталь. Чаще всего необходимый порошковый материал выбирают с учетом требуемой твердости поверхности. При наплавке допускается смешивание порошков различных марок для получения необходимой твердости покрытия. Для наплавки обычно используют порошки грануляцией (40-100) мкм, которые перед употреблением сушат для обезвоживания при температуре 200-300 °С и просеивают через сито с номером сетки 02 по ГОСТ 6613-73.
К вспомогательным материалам при газопорошковой наплавке относят порошки для предварительной обработки поверхности, которая включает в себя очистку в камерах струйной обработки, где желательно применять дробь чугунную или стальную колотую фракцией 800 мкм марокДЧК-08 и ДСК-08 (ГОСТ 11964-81). Воздушная магистраль при абразивно-струйной обработке поверхностей под наплавку должна обеспечивать подачу сжатого воздуха давлением 0,4-0,6 МПа при его расходе до 60 м3/ч.
Домашнее задание
1.Основное требование, которое должно выдерживаться при оплавлении?
2. Последовательность наплавки напылением с одновременным оплавлением?
3. Назовите материалы для газопорошковой наплавки?.