Министерство образования и науки Украины
Одесский национальный политехнический университет
Кафедра ТКМ и М
РГР
по курсу: «Технология и оборудование для напыления»
Специальность: 7.092303
«Технология, оборудование, восстановление и увеличение износостойкости машин и конструкций»
Выполнил:
ст. гр. МЗ-081 Ярошенко В.Н.
Одесса 2012
Содержание
Введение
Напыление плоских поверхностей
Схемы напыления
Назначение режимов в зависимости от массогабаритных характеристик изделия и способа напыления
Оборудование для напыления
Литература
Введение
Создание парка автомобилей потребовало организации их ремонта для поддержания работоспособного состояния.
На сегодняшний день эффективное использование автомобилей при всем разнообразии их конструкций и условий эксплуатации зависит от выбора соответствующей стратегии ремонта, системы правил, однозначно определяющих выбор решение о месте, времени выполнения ремонтных работ и их содержании за весь период эксплуатации автомобиля до списания. Главной задачей при выборе стратегии является восстановление работоспособности автомобиля до уровня, обеспечивающего его использование с заданными параметрами в течение очередного межремонтного цикла с наименьшими удельными затратами.
Функции авторемонтного производства заключаются в экономически обоснованном устранении неисправностей и восстановлении ресурса автомобилей. Ремонтное производство обладает существенными отличиями от машиностроения, что определяет необходимость изучения его специфичных процессов, в том числе процессов восстановления свойств автомобилей, утраченных во время длительной эксплуатации.
Восстановление поврежденных и изношенных деталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов. Но прежде чем коснуться практики по восстановлению, дадим ему определение.
Теория восстановления – наука, объектом изучения которой служит широкий спектр явлений и закономерностей, связанных с одновременно протекающими процессами старения, разрушения разнообразных технических систем. Возникает вопрос, как эта теория касается автомобиля.
Ответом может служить следующее определение. Теория восстановления автомобилей – теория, содержательная часть и методы которой используются в целях совершенствования практики и повышения эффективности ремонта (восстановления свойств, восстановления работоспособности) машин и длительно используемых автомобилей.
В последние годы все чаще поднимается вопрос о том, как лучше производить ремонт автомобилей. Ремонтировать путем замены изношенной детали на новую или же восстанавливать старую.
Детали автомобилей, сложные изделие, которые требует строгого соблюдения технологии при изготовлении. Поэтому окончательная цена готовой детали составляет несколько тысяч рублей. Так стоит ли выбрасывать столь дорогое и сложное изделие, если его срок службы можно продлить?
Существует множество технологий восстановления. Это, методы напыления покрытия, наплавки, гальванические методы восстановления, вибродуговые, газопламенные и другие. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Поэтому при выборе технологии мы должны учитывать не только достоинства метода, но и возможности предприятия для введения этого метода в производство.
Возвращаясь к практическому применению восстановления, опираясь на литературные источники, видно, что стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Так, например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, паковок, штамповок) составляет 70…75 % их стоимости, а при восстановлении деталей эти затраты составляют 6…8%, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты. Затраты на восстановление деталей в зависимости от их конструктивных особенностей и степени изношенности составляют 10…50% стоимости новых деталей.
При этом чем сложнее деталь и, следовательно, чем дороже она в изготовлении тем ниже относительные затраты на ее восстановление.
Восстановление деталей является крупным резервом обеспечения автомобильной техники запасными частями, расходы на которые в настоящее время составляют 40…60% себестоимости капитального ремонта автомобилей. Расширение номенклатуры восстановления деталей позволяет уменьшить потребности в производстве запасных частей.
Повышение надежности отремонтированных автомобилей (агрегатов) зависит от качества восстановления деталей. В настоящее время авторемонтное производство располагает всеми современными способами восстановления, обеспечивающими послеремонтные ресурсы деталей на уровне, близком к ресурсам новых.
Напыление — нанесение слоя из мелких частиц вещества на поверхность материалов и изделий в защитных или декоративных целях
- Газопламенное напыление
- Газотермическое напыление
- Детонационное напыление
- Напыление с оплавлением
- Плазменное напыление и т.д.
Плазменное напыление — процесс нанесения покрытия на поверхность изделия с помощью плазменной струи.
Сущность плазменного напыления заключается в том, что в высокотемпературную плазменную струю подаётся распыляемый материал, который нагревается, плавится и в виде двухфазного потока направляется на подложку. При ударе и деформации происходит взаимодействие частиц с поверхностью основы или напыляемым материалом и формирование покрытия. Плазменное напыление является одним из вариантов газотермического напыления.
Для получения качественных покрытий с высокой однородностью характеристик по всей напыляемой поверхности необходимо использование автоматизированных манипуляторов. На крупных предприятиях для этой цели применяются различные роботизированные системы. Поскольку портативные установки типа СГН-1 предназначены для оснащения небольших предприятий и ремонтных участков, возникает проблема комплектации таких производств малогабаритными и относительно дешевыми манипуляторами. Для обработки цилиндрических деталей удается выйти из положения путем применения токарных станков. Однако обычно они требуют существенной доработки. Плоские поверхности, как правило, обрабатываются вручную.
Напыление плоских поверхностей.
Технологический процесс нанесения покрытия изменяется в зависимости от формы детали. На детали с плоскими поверхностями покрытия наносят чаще всего вручную. В отдельных случаях для нанесения распыленного материала используют металлорежущие станки. При напылении покрытий плоских деталей возникает ряд трудностей, которые являются прежде всего результатом появления остаточных растягивающих напряжений, стремящихся оторвать покрытие от детали. При толщине слоя более 0,3 мм возможен отрыв покрытия по концам плоских поверхностей.
Для предупреждения скалывания или выкрашивания покрытия по внешнему периметру плоской поверхности делают специальные канавки.
Подготовка плоских деталей под покрытия состоит в нарезании «рваных» канавок на строгальных станках или создании грубой шероховатой поверхности электрическими способами. На поверхностях небольших плоских деталей нарезают на токарных или карусельных станках «рваные» канавки в виде архимедовой спирали. На строгальных станках отрезными резцами с закругленным лезвием можно нарезать параллельные канавки и прикатать вершины канавок. Прикатанные поверхности подвергаются пескоструйной обработке. Канавки должны располагаться перпендикулярно к направлению действия нагрузки.
У деталей сложной формы для заделки трещин, раковин и плоских деталей применяют пескоструйную обработку сухим кварцевым песком с размером частиц 1,5 – 2 мм.
2. Схемы напыления.
Схема пламенного напыления
Схема процесса плазменного напыления для работы на порошках.
1-сопло плазменной струи (анод); 2,3-подвод и отвод охлаждающей воды; 4-изолирующее кольцо; 5-подвод плазмообразующего газа; 6-вольфрамовый электрод (катод), 7-подача напыляемого порошка
Источником энергии плазменного напыления является мощный дуговой разряд, при котором температура электрической дуги колеблется в диапазоне 5230-15700 °C. Электрическая дуга зажигается между вольфрамовым неплавящимся катодом и водоохлаждаемым медным анодом-соплом, через который непрерывно под давлением прокачивается плазмообразующий газ, выполняющий роль рабочей среды. В промышленных плазменных горелках плазменную струю получают путем вдувания в электрическую дугу, возбужденную между электродами, плазмообразующего газа и его газодинамического обжатия в канале охлаждаемого сопла. По специальному каналу в плазменную струю вдувается напыляемый порошковый материал, частицы которого, нагреваясь, одновременно приобретают высокую скорость. Схемы процессов плазменного напыления представлены на рисунках 1-2.
3. Назначение режимов в зависимости от массогабаритных характеристик изделия и способа напыления.
Отдельные узлы деталей, сложные по своей конфигурации и методам изготовления, зачастую исключают предварительный подогрев подложки, в связи с чем регулирование свойств покрытий за счет варьирования параметров процесса на стадии собственно напыления возможно, в основном, за счет изменения энтальпии и скорости плазменной струи, состава плазмообразуюшего газа, дистанции напыления, дисперсности порошка.
Для напыления низкотеплопроводных материалов целесообразно использовать смесь азота с водородом, аргона с азотом или аргона с водородом. Последний состав используют также при напылении материалов, склонных к активному взаимодействию с азотом. Для увеличения времени пребывания частиц напыляемого материала в высокотемпературной зоне струи используют также ввод порошка в столб дугового разряда и различные способы удлинения высокотемпературной зоны за счет применения разнообразных защитных насадок, устанавливаемых на срезе сопла плазмотрона. Напыление ведут на дистанции 100-200 мм от подложки, а изделие охлаждают сжатым воздухом.
В случае напыления металлов и материалов с хорошей теплопроводностью (например, карбидов) имеется большая свобода выбора режима напыления, однако и тогда предпочтительно напыление с использованием длинных плазменных струй со сравнительно невысокой температурой. В таких условиях испарение и диссоциация материала происходят медленнее, повышается коэффициент использования материала.