Технология восстановления деталей методом наплавки под слоем флюса.
Сущность наплавки заключается в защите электрической дуги и расплавленного металла от вредного воздействия атмосферного воздуха слоем сварочного флюса. Наплавка осуществляется при горении электрической дуги между электродной проволокой и деталью под толстым слоем сухого зернистого флюса, покрывающего наплавляемый участок поверхности детали (рис. 2.18).
2.18. Схема автоматической наплавки под слоем флюса:
1- источник тока; 2 - флюсоподающий патрубок; 3 - оболочка
из жидкого флюса; 4 - электродная проволока; 5 - электрическая
Дуга; 6 - шлаковая корка; 7 - наплавленный металл;
8 - наплавляемая деталь
Электрическая дуга плавит основной металл детали, электродную проволоку и флюс. Расплавленный флюс образует эластичную оболочку. Над поверхностью ванны расплавленного металла образуется полость, заполненная газами, надежно предохраняющая расплавленный металл от поступления атмосферного воздуха. Избыток газов происходит через расплавленный флюс наружу.
При наплавке цилиндрической поверхности деталь совершает вращательное движение, а электродная проволока - поступательное. При этом электродную проволоку смещают с зенита наплавляемой поверхности в сторону, противоположную направлению вращения детали, для предотвращения стекания расплавленного металла. Смещение а зависит от диаметра детали, и для деталей диаметром 40...100 мм оно составляет 4...8 мм. Для обеспечения наиболее гладкой поверхности наплавленного металла наплавка цилиндрических поверхностей проводится так, чтобы каждый последующий валик на треть перекрывал предыдущий. Шлицы наплавляют в продольном направлении, устанавливая конец электродной проволоки посредине впадины между шлицами.
При наплавке под флюсом получается наиболее совершенная защита расплавленного металла от воздуха, благодаря чему содержание в металле азота и кислорода незначительно и металл обладает высокой пластичностью. Кроме того, флюс улучшает качество наплавленного металла и обеспечивает его нормальное формирование при большой силе тока (плотности тока), при которой происходит наплавка. Флюс, покрывающий наплавленный металл, замедляет его охлаждение и увеличивает время пребывания в жидком состоянии, что способствует очищению ванны от неметаллических частиц и газов и, следовательно, получению наплавленного металла со значительно меньшим количеством шлаковых включений и микропор.
При автоматической наплавке используются плавленые и неплавленые керамические флюсы, а также флюсы-смеси.
Технологические методы восстановления деталей пластическим деформированием
Восстановление деталей пластическим деформированием основано на использовании пластических свойств металлов, т. е. их способности в определенных условиях под действием внешних сил изменять геометрическую форму и размеры детали без разрушения за счет перераспределения металла с нерабочих зон детали на изношенные.
Пластическую деформацию деталей производят в холодном и горячем состоянии. При обработке деталей в холодном состоянии пластическая деформация происходит за счет сдвига отдельных частей кристаллов металла (искажение кристаллической решетки) относительно друг друга. При этом в деформированных слоях металла изменяются физико-механические свойства: пластичность металла понижается, а предел прочности и твердость металла повышаются. Такое явление называют наклепом. Последующий нагрев детали до температуры 200...300 °С ведет к снятию искажений кристаллической решетки. Прочность и твердость наклепанного металла при этом частично снижаются, а пластичность повышается.
Пластическая деформация деталей в холодном состоянии требует приложения значительных усилий, поэтому для облегчения пластического деформирования деталь предварительно нагревают. Сопротивление деформированию стали, нагретой до температуры ковки (800... 1200 °С), в 10... 15 раз меньше, чем сопротивление в холодном состоянии. Температура нагрева деталейдолжна быть небольшой, но достаточной для деформации детали. Нагрев детали до ковочной температуры приводит к выгоранию углерода с поверхностного слоя, возникновению окалины и короблению детали, поэтому такой нагрев целесообразен только для значительных пластических деформаций. Детали из углеродистых сталей нагревают в интервале 350...700 °С.
Процесс восстановления деталей пластическим деформированием состоит из подготовки детали, ее деформирования и обработки после деформирования. Подготовка деталей включает в себя отжиг или отпуск деталей. В холодном состоянии без предварительной подготовки восстанавливают детали из сталей с твердостью 27...32 ИКС и цветных металлов. Во всех остальных случаях осуществляют термическую подготовку деталей перед холодным деформированием или нагрев непосредственно перед горячим деформированием. Для восстановления деталей в горячем состоянии применяют молоты, а для холодного деформирования используют прессы.
Достоинствами способа являются простота технологического процесса и применяемого оборудования, незначительная трудоемкость, отсутствие дополнительного материала для ремонта, удовлетворительное качество ремонта, низкая стоимость. К недостаткам относится некоторое снижение механической прочности детали, нарушение термообработки при нагреве, затраты на нагрев и последующую термообработку, возможность появления трещин.