Электродные материалы и флюсы, применяемые при

Механизированной наплавке

Широко распространена полуавтоматическая и автоматиче­ская наплавка с применением порошковой проволоки. Механизи­рованной наплавкой упрочняют детали из мало-, среднеуглеродистых и низколегированных сталей, а также некоторые детали из серого чугуна. Наплавку под слоем флюса применяют для деталей, подвергающихся и не подвергающихся последующей термической обработке. Закаленные детали перед наплавкой не требуют терми­ческой обработки.

Износостойкость прокатных валков из стали 60ХГ, покрытых сталью ЗХ2В8, в 2 - 4 раза выше износостойкости закаленных валков без наплавки. Износостойкость наплавленного под флюсом ЖС-320 металла валков из стали 55Х составляет 180 - 200 % изно­состойкости основного металла. Стойкость опорных катков, на­плавленных проволокой 30ХГСА под флюсом АН-348-А, в 5 раз выше, чем стойкость катков, наплавленных электродом с меловой обмазкой. Поверхностная закалка позволяет увеличить стойкость еще в 2 раза.

Электрошлаковая наплавка основана на выделении теплоты в расплавленном флюсе под действием электрического тока. Про­цесс обычно сочетается с принудительным формированием по­верхности металлической ванны кокилем, подкладкой или ползу­ном. Высоколегированный наплавленный слой получают главным образом за счет присадочного металла (проволоки, проката, отли­вок, порошковой и электродной проволоки). Электрошлаковая на­плавка имеет следующие преимущества перед дуговой: уменьша­ется (с 30 - 40 до 10 - 15 %) доля основного металла в наплавлен­ном слое; снижается расход флюса; лучше используется электро­энергия; увеличивается коэффициент наплавки (до 20 - 25 г/(А·ч)); не приходится удалять шлаковую корку, так как наплавку обычно ведут в один проход. Принудительное формирование наплавлен­ного слоя позволяет сокращать припуски на механическую обра­ботку; уменьшается вероятность образования пор и шлаковых включений (легче удаляются газы и всплывают примеси). Мень­шие скорости охлаждения и лучшие условия кристаллизации спо­собствуют понижению склонности металла к образованию горячих трещин, так что иногда удается наплавлять высококачественные слои при содержании углерода в наплавленном металле до 1,5-2 %. В большинстве случаев отпадает надобность в предварительном подогреве металла, так как в процессе наплавки он достаточно на­гревается.

Этот способ наплавки целесообразен там, где необходимо на­плавлять большое количество металла, и при больших партиях де­талей. Поверхности деталей могут быть плоские и цилиндриче­ские.

Напыление материала

Металлизация напылением заключается в том, что на заранее подготовленную поверхность любой формы наносят металлическое покрытие путем распыления жидкого металла струей сжатого воздуха. Для этого используют специальные аппараты - металлизаторы. В зависимости от источника теплоты, используемого для расплавления металла, различают газовую, электрическую и плаз­менную металлизацию. Первая (источник теплоты - газовое пла­мя) широко распространена за рубежом. В нашей стране чаще применяют электрическую металлизацию (источник теплоты -электрическая дуга). Металл может подаваться в аппарат в виде проволоки, порошка или ленты.

Наряду с газовой металлизацией и электрометаллизацией на­чинают применять плазменное напыление металлов. Ввиду высо­кой температуры плазмы становится возможным напыление туго­плавких металлов и керамики. В промышленности используют следующие установки для нанесения материалов на внутренние и наружные поверхности деталей машин, электрометаллизаторы ЭМ-3, ЭМ-6, ЭМ-9 для распыления проволоки; МНП-1-57 - для напыления оксида алюминия в виде специальных стержней; УПН-5-60 - для напыления порошкового материала; УПР-1-59 -для напыления тугоплавких и высокодисперсных материалов (ок­сида алюминия, дисилицида молибдена); УПМ-1-61 - для плаз­менного напыления.

Подробно оборудование, технологические процессы и приме­нение металлизации напылением для повышения долговечности и надежности машин описаны во многих работах. При назначении способа металлизации следует учитывать его достоинства и недос­татки.

К достоинствам металлизации относят возможность наращи­вать на шейки валов машин, станины станков и другие детали слои стали толщиной 1,5 мм и более с требуемыми физико-механическими свойствами. Нанося слои металлов со специаль­ными свойствами, можно повысить не только износостойкость де­талей, но и другие эксплуатационные свойства, например жаро- и коррозионную стойкость. Первоначальные свойства основного

металла вследствие незначительного нагрева в процессе напыле­ния не изменяются. К достоинствам металлизации следует также отнести сравнительную простоту и малую стоимость этого спосо­ба упрочнения.

Основные недостатки металлизации: хрупкость нанесенного слоя; не всегда достаточная прочность сцепления с основным ме­таллом; снижение механической и особенно усталостной прочно­сти деталей из-за уменьшения размеров и нарушения целости их рабочей поверхности при подготовке к металлизации и трудность последующей механической обработки.

Каждый класс деталей должен отвечать определенным усло­виям работы. Исходя из этих условий они, как правило, имеют оп­ределенные виды повреждений, для предотвращения которых применяют способы, указанные в табл. 3.7.