V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Вопросы повышения долговечности деталей и снижения стоимости их ремонта способствовали разработке большого количества методов восстановления узлов и деталей.

Наиболее распространёнными из них в ремонтном производстве являются:

- восстановление посадок с изменением начальных размеров детали;

- восстановление посадок с восстановлением начальных размеров детали.

К методам восстановления посадок с изменением начальных размеров относят способы восстановления связанные с применением дополнительных деталей (постановка ремонтных колец, постановка стальных свёртных втулок, приварка стальной ленты).

К методам восстановления посадок с восстановлением начальных размеров относят способы восстановления связанные с наращиванием изношенных поверхностей деталей (металлизация, наплавка, нанесение электролитических покрытий, электроискровое легирование, нанесение полимерных покрытий) и способы, связанные с пластической деформацией деталей (кернение, газопламенная обработка).

Способ восстановления изношенных посадочных отверстий корпусных деталей постановкой ремонтных колец заключается в предварительном растачивании изношенных отверстий с последующей запрессовкой ремонтного кольца с натягом 0,05...0,15 мм, которое стопорят винтами, клеями или другими способами и растачивают под номинальный размер.

Широкое применение данного способа в ремонтном производстве сдерживается из-за присущих ему недостатков: высокой трудоёмкости и себестоимости восстановления, сложности технологического процесса и применяемого оборудования, возможности нарушения параллельности осей и межосевых расстояний отверстий, ослабления жёсткости корпусных деталей в результате их расточки (на 4...5 мм) и запрессовки колец, нерационального расхода металла, высокой точности и чистоты окончательной обработки поверхности (8...9 класс точности), что требует использования труда высококвалифицированных рабочих.

Сущность способа восстановления посадочных мест деталей приваркой стальной ленты заключается в том, что на предварительно расточенную поверхность детали накладывают стальную ленту и приваривают её электрической контактной шовной сваркой. Окончательной операцией является механическая обработка восстановленной поверхности расточными резцами.

Контактная сварка чугунной детали и стальной ленты не приводит к значительным напряжениям в сварном соединении, так как процесс образования сварной точки длится 0,05…0,1 с, и происходит при высоких скоростях нагрева и под воздействием давления, способствующего уплотнению металлов, устранению различных макро- и микродефектов. Термическое воздействие на чугунную деталь снижается охлаждением зоны сварки водой. При остывании сварного шва трещины, как правило, не образуются. Контактная сварка чугуна и стали не требует флюсов, при этом не выделяются вредные газы, процесс сварки можно полностью механизировать и автоматизировать. Возможна сварка металлов различных по химическому составу и толщине.

Вместе с тем имеются следующие недостатки: невозможность восстановления отверстий корпусов изготовленных из цветных сплавов, требуется специальное оборудование, возникают трудности восстановления отверстий малого диаметра, не исключаются дефекты сварочного соединения, требуется выполнение механической обработки, что увеличивает стоимость восстановления, не исключены нарушения параллельности осей и межосевых расстояний отверстий. Кроме того, данный способ характеризуется трудоёмкостью обработки нанесённого слоя.

Сущность наплавки заключается в нанесении на изношенную поверхность деталей расплавленного металла в целях восстановления её размеров.

Для нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности деталей применяются следующие виды наплавки: электродуговая под слоем флюса, электродуговая в среде защитных газов, электроконтактная, вибродуговая в различных средах, газопорошковая, плазменная, жидким металлом (лужение) и другие.

Несмотря на большое разнообразие видов наплавки наиболее распространёнными для восстановления деталей считаются газопорошковая и плазменная наплавки, при которых непосредственно на изношенную поверхность наносят расплавленный порошок или проволоку газовой или плазменной горелкой. Подготовка детали к восстановлению заключается в растачивании посадочного места и его обезжиривании. После восстановления поверхности наплавкой металла отверстие растачивают под номинальный размер.

Восстановление посадочных мест корпусных деталей при помощи газопламенной обработки относится к способам восстановления деталей пластической деформацией. Данный способ заключается в использовании деформаций поверхности деталей под влиянием внутренних напряжений, образующихся в результате нагрева движущимся ацетилено-кислородным пламенем горелки.

Достоинствами способа являются: повышение твёрдости в поверхностных слоях посадочных отверстий (до 450 кгс/мм 2) и износостойкости (в 1,5…1,8 раза); уменьшение интенсивности изнашивания посадочных поверхностей (в 1,2…1,4 раза) по сравнению с поверхностями новых деталей.

Вместе с тем, процесс газопламенной обработки имеет следующие недостатки: необходим дополнительный прогрев детали до 200…250С для уменьшения остаточных напряжений; по окончании обработки необходимо проводить искусственное старение (нагрев до 600С и выдержка 10 мин), а охлаждение во избежание появления трещин осуществлять в термостате; происходит релаксация остаточных напряжений приводящая к изменению геометрических размеров; плохие условия труда.

Применение данных способов наплавки обусловлено простотой технологического процесса и используемого оборудования, высокой производительностью, возможностью получения поверхностей любых размеров.

Нет универсального способа обработки поверхности для удовлетворения комплекса предъявляемых требований. Поэтому постоянно появляются новые способы легирования металлических поверхностей и в их числе - электроискровое легирование - процесс перенесения материала на обрабатываемую поверхность искровым электрическим разрядом.

С момента появления этот способ привлек к себе внимание технологов в связи со следующими специфическими особенностями:

-материал анода (легирующий материал) может образовывать на поверхности катода (легируемая поверхность) чрезвычайно прочно сцепленный с поверхностью слой покрытия; в этом случае не только отсутствует граница раздела между нанесенным материалом и металлом основы, но происходит даже диффузия элементов анода в катод;

-процесс легирования может происходить так, что материал анода не образует покрытия на поверхности катода, а диффузионно обогащает эту поверхность своими составными элементами;

- легирование можно осуществлять в строго указанных местах (радиусом от долей миллиметра и более), не защищая при этом остальную поверхность детали;

- технология электроискрового легирования металлических поверхностей очень проста, а необходимая аппаратура малогабаритна и транспортабельна.

Код для цитирования: Скопировать