4. Ремонт деталей металлизацией

Металлизацией называют наращивание изношенных поверхностей распыленным или расплавленным металлом.

Процесс электрометаллизации протекает следующим образом. Две проволоки с катушек подаются тяговыми роликами через направляющие трубки в приемные трубки. При выходе из приемных трубок концы проволоки скрещиваются, замыкая цепь электрического тока, идущего по проводам. При этом образуется электрическая дуга, плавящая; концы проволоки. Одновременно по трубке в зону дуги поступает сжатый воздух под давлением 0.5 МПа. Расплавленный металл увлекается струёй сжатого воздуха, распыливается и с большой скоростью (70—200 м/с) наносится на поверхность детали.

Работа газового металлизатора отличается от электрометаллизатора тем, что в нем металл расплавляется ацетилено-кислородным пламенем. Кроме того, в газовый металлизатор металлподаётся в виде одной проволоки через отверстие, расположенное на оси аппарата.

Чтобы напиленный слой металла равномерно распределялся на восстанавливаемой поверхности, аппарат во время металлиза­ции необходимо перемещать вдоль детали, а деталь с поверхно­стями вращения непрерывно поворачивать. Для этих целей часто используют токарные станки. Деталь, подлежащая металлизации на станке, устанавливается в центре, а металлизатор — на суп­порте.

Перед металлизацией поверхность должна быть: 1) очищена от масла, окислов и других загрязнений; 2) обработана для по­лучения требуемых размеров с учетом толщины наращиваемого слоя (не менее 0,5 мм); 3) поверхность должна быть шерохова­той; 4) соседние участки детали, не подлежащие металлизации, должны быть защищены жестью или картоном.

Шероховатость, созданная нарезанием рваной резьбы с ша­гом 0,8—1,2 мм, дает наиболее высокую прочность сцепления на­носимого слоя металла с деталью.

Для металлизации применяют обычные сорта стальной, мед­ной, латунной, алюминиевой и других проволок диаметром от 1 до 2 мм.

Для дуговой металлизации применяют станочные аппараты ЭМ-6, МЭС-1, ЭМ-12, ручные аппараты ЭМ-3. ЭМ-9 и проволоку типа Нп-40, Нп-ЗОХГСА, Нп-ЗХ13 и др.

Преимущества дуговой металлизации—относительно высокая производительность процесса (от 3 до 14 кг напыляемого металла в 1 ч) и достаточно простое оборудование. К недостаткам процесса относятся значительное выгорание легирующих элементов и повы­шенное окисление металла.

Высокочастотная металлизация основана на расплавлении при­садочной проволоки с помощью индуктора, который питается то­ком высокой частоты (200—300 кГц) от лампового генератора. Высокочастотная металлизация по сравнению с дуговой имеет ряд преимуществ: уменьшается выгорание легирующих элементов проволоки в 3—6 раз и уменьшается пористость покрытия; увели­чивается производительность процесса, так как применяется про­волока большого диаметра (3—6 мм); уменьшается примерно в 2 раза удельный расход электроэнергии. Недостаток—более сложное оборудование.

Плазменная металлизация-—весьма перспективный способ на­пыления металлов, так как позволяет получить покрытия из ту­гоплавких и износостойких материалов, в том числе из твердых сплавов. Этот способ основан на способности газов переходить при определенных условиях в состояние плазмы. Плазмой назы­вается газ, находящийся в сильно ионизированном состоянии под воздействием различных факторов: температуры, электрического или высокочастотного разряда, -излучения, детонации.

При плазменной металлизации плазма образуется пропуска­нием плазмообразующего газа через дуговой разряд, который воз­буждается между двумя электродами. Плазменная обработка осу­ществляется в специальных установках, называемых плазмотронами или плазменными головками.

Технологический процесс металлизации. При всех способах ре­монта деталей металлизацией технологический процесс состоит из подготовки детали к металлизации, нанесения покрытия и обра­ботки детали после металлизации.

Подготовка детали к металлизации включает операции очи­стки, обезжиривания и механической обработки детали для при­дания напыляемой поверхности правильной геометрической формы и создания на поверхности детали шероховатой поверхности с целью улучшения сцепления покрытия с основным металлом:

Наиболее распространено образование шероховатой поверхности путем дробеструйной обработки детали чугунной дробью при дав­лении воздуха 0,4—0,6 МПа в течение 3—5 мин. Детали с твер­достью свыше НК 350 подвергают электроискровой или анодно-механической обработке, получая необходимую шероховатость.

Нанесение металла, При металлизации тел вращения деталь закрепляют в центрах токарного станка, а металлизатор уста­навливают на суппорте. При металлизации плоских поверхностей напыление осуществляют при помощи металлизатор а вручную. Ка­чество покрытия зависит от ряда факторов: давления воздуха в процессе напыления, расстояния от сопла пистолета до детали, скорости подачи проволоки и скорости движения детали относи­тельно потока распыляемого металла, принятого режима метал­лизации, обеспечивающего минимальную окисляемость напыляе­мых частиц. При дуговой металлизации применяют проволоку ди аметром 1-1,5 мм; силу тока 60-180 А; скорость подачи проволоки 0,6—1,5 м/мин. При меньшей скорости дуга горит с пере­боями и покрытие получается неравномерным. Повышение ско­рости не обеспечивает полного расплавления проволоки. Скорость металлизации принимают 5—15 м/мин, продольную подачу металлизатора 1—3 мм/об.

Механическая обработка напиленных покрытий имеет ряд осо­бенностей, связанных с их повышенной хрупкостью и твердостью. В зависимости от припуска на обработку, твердости и требований качества поверхности напыленного слоя выполняют токарную об­работку или шлифование. При точении напыленных покрытий при­меняют резцы из сплава Т15К6 с пониженными режимами реза­ния: глубина резания 0,1—0,3 мм, подача 0,1—0,15 мм/об. Шли­фование износостойких покрытий, имеющих высокую твердость, следует выполнять алмазными кругами на вулканитовой основе.

Эксплуатационные свойства металлизационных покрытий. Прочность сцепления покрытия с основным металлом недоста­точна. Так, например, прочность сцепления при электрометалли­зации составляет 10—25 МПа, при газовой металлизации—12— 28 МПа, при плазменной—до 40 МПа. Прочность сцепления воз­растает с ростом силы тока, расхода газа, от применения предва­рительного подогрева детали до температуры 200—300 °С, под­слоев из легкоплавких сплавов или молибдена и других приемов.