14.8. Присадковий матеріал і властивості покриттів

При відновленні деталей транспортних засобів напиленням в якості приса­дкового матеріалу використовують металевий дріт або порошкові сплави.

При газополум'яному, електродуговому та високочастотному напилюванні звичайно застосовують металевий дріт. Середньовуглецевий дріт використову­ють для відновлення посадкових поверхонь на сталевих і чавунних деталях. Для деталей, які працюють в умовах тертя, рекомендують застосовувати сталевий дріт з підвищеною концентрацією вуглецю. Для плазмового і детонаційного на­пилення рекомендують застосовувати зносостійкі порошкові сплави на основі нікелю або дешевші сплави на основі заліза з високою концентрацією вуглецю. Ці сплави мають високі технологічні й експлуатаційні властивості. Наявність в їх структурі твердих складових елементів (карбідів, боридів) і порівняно м'якої основи (твердого розчину) дозволяє одержувати покриття з високими допоміж­ними властивостями.

Порошкові сплави на основі нікелю марок ПГ-СР2, ПГ-СР3 і ПГ-СР4 ма­ють ряд цінних властивостей, зокрема: низьку температуру плавлення (250...1050°С), твердість НЯС 35...60 залежно від наявності бору, рідинно­

текучість, високу зносостійкість і властивості самофлюсування завдяки наявно­сті у складі бору (Р) і кремнію (С), що активно вилучають кисень від окислів. Основним їх недоліком є висока вартість, що знижує ефективність застосування цих сплавів для відновлення робочих поверхонь деталей.

Сплави на основі заліза з високою концентрацією вуглецю типу ПГ-С1, ФБХ-6-2, КБХ мають високу твердість НЯС 56...63, високу зносостійкість, во­ни недефіцитні, але більш тугоплавкі (температура плавлення 1250.1300°С), не володіють властивістю самофлюсування.

У ремонтному виробництві дістали застосування композиційні суміші цих порошків з порошками сплавів на основі нікелю. Порошкова суміш, що склада­ється з 50% ПГ-СР3 і 50% ПГ-С1, має високу зносостійкість, невелику темпера­туру плавлення (1100...1150°С), має властивості самофлюсування і коштує вдвічі дешевше порошкових сплавів на основі нікелю.

Для відновлення посадочних поверхонь під підшипники в чавунних кор­пусних деталях слід застосовувати сталевий порошок ПЖ-5М з добавкою 1... 2% порошку алюмінію АКП. Ця порошкова суміш з добавкою 4... 5% мідно­го порошку ПМС-2 або 2.3% нікелевого порошку може бути застосована при відновленні плазмовим напиленням опор під вкладиші корінних підшипників агрегатів.

Напилені покриття за своїми властивостями значно відрізняються від литих металів; їх особливістю є пористість покриття, яка залежить від способу напи­лення, матеріалу, режиму його нанесення та від інших факторів. Найбільшу по­ристість (15.20%) мають покриття, що нанесені електродуговим напиленням, а найменшу (5.10%) - покриття, які одержані під час плазмового і детонацій­ного напилення. Пористість покриття за всіма способами напилення збільшу­ється із зростанням площі напилення. Крім того, вона буде тим нижчою, чим бі­льшу температуру нагрівання і швидкість польоту матимуть частинки металу при ударі об робочу поверхню відновлюваної деталі і чим менше вони будуть зазнавати окислення. Ці умови в найбільш сприятливому поєднанні мають міс­це при плазмовому напилюванні. Пористість покриття під час рідинного і гра­ничного тертя має велике значення, бо пори добре затримують мастило, що сприяє підвищенню зносостійкості деталі. Але пористе покриття має низьку механічну міцність.

Твердість покриття є узагальненою характеристикою, яка в певній мірі ви­значає його зносостійкість. Вона залежить від багатьох факторів і перш за все ­

від присадкового матеріалу і режиму нанесення покриття.

При газополум' яному і електродуговому напиленні твердість покриття збі­льшується із зростанням концентрації вуглецю в сталевому дроті. При цьому твердість покриття під час газополум'яного напилення одержують вищу, ніж при електродуговому напилюванні. Цей факт можна пояснити тим, що при еле­ктродуговому напилюванні відбувається більш інтенсивне вигорання вуглецю.

Зносостійкість напилення покриттів в умовах тертя з мастилом вища, ніж зносостійкість початкового матеріалу. Це пояснюється тим, що пористе покрит­тя добре затримує мастило, тому коефіцієнт тертя знижується.

Найбільшу зносостійкість мають покриття, одержані в результаті напилен­ня зносостійкими порошками на основі нікелю, а також сплаву ПГ-С1. Зносо­стійкість покриття, одержаного при плазмовому напиленні сплавом ПГ-С1, пе­ревищує в 1,5.2 рази зносостійкість зразків із сталі 45, загартованої до твердо­сті НЯС 58...62.

Механічна міцність покриття значно нижча міцності початкового матеріалу, що застосовується при напилюванні. Для сталевих покриттів межа міцності на розтягування складає при різних способах нанесення покриттів 150.250 МПа. Найбільшу міцність мають покриття, виконані способом плазмового напилення.

Міцність зчеплення покриттів з робочою поверхнею деталі є одним з ос­новних параметрів. Він дозволяє визначити можливість застосування напилення для відновлення деталей. Залежно від методу підготовки поверхні деталі до на­пилення, способу напилення, складу присадкового матеріалу, міцність зчеплен­ня покриття з поверхнею деталі на відрив складає 15.50 МПа.

Найбільший вплив на міцність зчеплення справляє метод підготовки пове­рхні деталі до напилення. Чим більш шорсткою буде поверхня деталі, тим ви­щою буде міцність її зчеплення з покриттям.

Міцність зчеплення покриття з поверхнею деталі залежить від температури нагрівання і швидкості льоту металевих частинок у момент удару їх об робочу поверхню деталі. Так, при нанесенні покриття із сталі 45 на сталевий зразок, який підготували до покриття дрібноструминною обробкою, міцність зчеплення на відрив склала: при газополум'яному напиленні - 15... 16 МПа, електродуго­вому - близько 30 МПа. При плазмовому напиленні зчеплення покриття з по­рошкового сплаву ПГ-С1, який нанесли на зразок із сталі 45, який підготували до покриття дрібноструминною обробкою, було ще вище і склало 40.45 МПа. Більш міцне зчеплення покриття з робочою поверхнею деталі, яку отримали під

час електродугового і плазмового напилення, можна пояснити наявністю більш високої температури нагрівання частинок. При всіх способах напилення відзна­чене зниження міцності зчеплення покриття з робочою поверхнею деталі при віддаленні робочої поверхні деталі від апарату для напилення більше ніж 80.100 мм, коли температура металевих частинок і швидкість їх льоту значно знижуються.

Міцність зчеплення покриття з робочою поверхнею деталі можна підвищи­ти шляхом напилення підшару з тугоплавких металів, наприклад, молібдену з температурою плавлення 2620°С. Підвищити міцність зчеплення можна також при напилюванні в середовищі захисних газів або у вакуумі.

Втомлювана міцність деталей при їх напилюванні майже не знижується, якщо при підготовці цих деталей до напилення застосувати методи утворення шорсткості, що не впливають на їх втомлювану міцність. До таких методів від­носять дрібноструминну обробку, накатку робочої поверхні деталі зубчастим роликом. Ці методи підготовки забезпечують високу міцність зчеплення пок­риття з робочою поверхнею деталі і в той же час - не знижують втомлювану мі­цність.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я