Газотермическое напыление

газотермическое напыление

Анализ дефектов вышедших из строя тракторов показывает, что 15% приходится на детали, обладающие недостаточной прочностью, и 85% — на детали c низкой износостойкостью. Один из наиболее перспективных технологических процессов повышения износостойкости деталей — газотермическое напыление высокопрочными сплавами.

На Челябинском тракторном заводе проведены исследования по формированию и изучению свойств газотермических покрытий, а также стендовые и эксплуатационные испытания упрочненных деталей.

В числе наиболее изнашиваемых деталей трактора — рычаг управления поворотом однорычажного механизма. В процессе эксплуатации вследствие трения рычага о направляющий кронштейн происходит нарушение геометрической формы рычага, ослабляется его сечение и в результате происходит разрушение детали. Как показывает опыт эксплуатации тракторов семейства ЧТЗ, серийные рычаги без упрочнения выходят из строя после 3000-3400 моточасов работы.

Для упрочнения рычага и ряда других деталей было выбрано плазменное напыление как наиболее универсальный и перспективный метод. Покрытие, нанесенное газотермическим напылением, по прочности сцепления с подложкой, плотности, износостойкости превосходит покрытия, получаемые другими методами [1].

Исследования последних лет [2] свидетельствуют о том, что наиболее высокой износостойкостью обладают плазменные покрытия, формированные из высокопрочных самофлюсующихся сплавов, с последующим оплавлением. Такие покрытия, как показала практика, особенно эффективны при работе детали в условиях ударных и знакопеременных нагрузок. Оплавление слоя после плазменного напыления создает условия для активной диффузии компонентов в самом покрытии, между ним и подложкой, в результате чего значительно повышается прочность сцепления покрытия с основным металлом. В самом покрытии при этом протекают процессы выравнивания прочностных характеристик внутри слоя, что благоприятно сказывается на выносливости напыленного слоя при работе упрочненной детали.

Исследованы условия формирования покрытий: прочность сцепления различных материалов с подложкой, твердость, износостойкость, технологические свойства напыляемых порошков — текучесть, проплавляемость, равномерность напыленного слоя.

При подборе материала для покрытия исходили из условий минимального износа упрочняемой и сопрягаемой поверхностей. Были опробованы порошки на основе никеля и железа с добавками углерода, кремния, бора, карбида вольфрама, ванадия и др. Идя упрочнения деталей выбраны износостойкие самофлюсующиеся сплавы ПР-170Н7С4Р4 и HP-H67XI8C5P5 по ТУ 14-1-3785-84.

Исследования технологичности напыления порошков проводили на образцах размером 25x25x5 мм. Состояние образцов оценивали при оплавлении кислородноацетиленовой горелкой, ТВЧ и в камерной электропечи. Твердость напыленных оплавленных покрытий не зависит от способа оплавления, однако предпочтение в условиях ЧТЗ было отдано оплавлению ТВЧ.

Прочность сцепления напыленного слоя с подложкой в зависимости от способа оплавления оценивали испытанием плоских образцов на изгиб. При достижении угла 93-105° в оплавленном покрытии появлялось множество трещин, однако отслоения покрытия от основы не наблюдалось. Прочность сцепления непосредственно после плазменного напыления определяли по клеевой методике на образцах. Металлографические исследования выявили однородность структуры по толщине напыленного слоя и высокую плотность его прилегания к подложке при наличии отдельных микропор. Микротвердость покрытия из сплава ПР-П7СХ17С4Р4, измеренная на приборе ПМТ-З по торцевому шлифу образца, составила 91-103 ГПа.

Проведены длительные стендовые и эксплуатационные испытания деталей, упрочненных по разработанной технологии. При внедрении процесса в производство подбирали номенклатуру деталей, исходя из возможности исключения последующей механической обработки, что экономически наиболее выгодно, Этим требованиям удовлетворяют детали однорычажного механизма трактора.

Например, технологический процесс газотермического напыления рычага управления состоит из следующих операций: подготовка поверхности под напыление, плазменное нанесение покрытия и оплавление на установке ТВЧ.

 

Режим плазменного газотермического напыления

Рабочее напряжение, В    45-50

Рабочий ток, А                  300-340

Расход газa, м3/с.

плазмообразующего         0,00025

на подачу порошка           0,00005

дистанция напыления, м  0,09-0,12

Внедрение технологического процесса газотермического напыления и упрочнения деталей и технологической оснастки позволяет в 2-3 раза повысить их ресурс. Экономический эффект от внедрения этого процесса может быть очень большим.

Список литературы

1.Хасуй А. Техника напыления. — М. Машиностроение, 1975.

2.Яковлев Г.М., Гайдукевич Н.П. Износостойкость и коэффициент трения литых сплавов. — В об.: Прогрессивная технология машиностроения; Минск.* Вышейшая школа, 1970, с. 11-17.

Виталий Сыроед

Автор: Виталий Сыроед

------ Наша официальная группа Вконтакте https://vk.com/club150627016 Обо мне 32 года,женат, есть ребенок.Эксперт по лечению артрозов, артритов и аллергий без таблеток и дорогих добавок. Хобби — изготовление различных полезных приспособлений и предметов, чтение, занятия физ. упражнениями, бег. +380960030982

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *