ВВЕДЕНИЕ.. 4 1
1. Особенности технологии газопламенного напыления.. 6 2
2. Анализ возможных направлений увеличения прочности связи напыленного материала и материала основы.. 9 3
3. Методика исследования процессов газопламенного напыления. 17
3.1 Методика исследования процессов газопламенного восстановления валов из углеродистых сталей .. 17
3.2 Методика исследования тепловых процессов формирования напыленного слоя.. 25
3.3 Определение прочности сцепления основного и напыленного металла.. 29
3.4 Методика исследования структуры и химического состава покрытий .. 33
4 Исследования процессов газопламенного напыления .. 36
4.1 Исследование тепловых процессов формирования напыленного слоя.. 36
4.2 Исследование влияния температуры подогрева на проч ность сцепления основного и напыленного металла.. 48
4.3 Исследование влияния состава промежуточного слоя на прочность сцепления основного и напыленного металла.. 53
4.4 Исследование влияния характера подготовки поверхности основного металла на прочность сцепления .. 60
4.5 Исследование прочности сцепления основного и напыленного металла при использовании ацетилена .. 64
4.6 Исследование процессов газопламенного напыления с применением цилиндрических образцов .. 67
4.7 Исследование структуры и химического состава напыленного и промежуточных слоев.. 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .. 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .. 77
Целью работы является повышение качества и сокращение времени
ремонта валов, расширение номенклатуры ремонтируемых валов за счет
исследования процессов, происходящих при восстановлении изношенных
конструкций методом газопламенного напыления.
В следствии проведенных опытных работ, направленных на изучение различных методов повышения прочности связи напыленного покрытия и основного металла можно прийти к выводу, что:
- увеличение шероховатости поверхности основного материала посредством создания сложных рельефов поверхностей: рваная резьба; рваная резьба с последующей абразивной обработкой; рваная резьба с последующей накаткой.
- повышение температуры поверхности основного металла за счет предварительного подогрева;
- создание промежуточных слоев из меди, никеля, алюминия и их сплавов.
Проведенные исследования тепловых условий напыления показали, что температура основного металла при напылении углеродистых сплавов на режимах обеспечивающих стабильное формирование напыленного слоя не превышает 254оС, а при напылении на сталь 12Х18Н9Т-390оС, что недостаточно для формирования адгезионной связи между основным и напыляемым металлом. Применение ацетилена вместо пропана незначительно повысило температуру основного металла.
Предварительный подогрев повышает температуру основного металла до 450оС, что позволяет повысить повторяемость геометрии рельефа поверхности основного металла. Наиболее высокая прочность сцепления основного металла с напыляемым слоем наблюдается при предварительном подогреве в интервале 350-450оС. Для газопламенного напыления с учетом проведенных исследований и литературных данных можно рекомендовать предварительный подогрев на уровне 300оС. При напылении небольших изделий можно применять общий подогрев, а при напылении значительных 76 поверхностей локальный подогрев. Причем наилучших результатов можно добиться при одновременном подогреве и напылении поверхностей изделий.
Прочность сцепления основного металла с покрытием можно значительно повысить (до 50%) увеличивая шероховатость поверхности основного металла.
Для газопламенного напыления валов из углеродистых и легированных сталей можно рекомендовать нарезание рваной резьбы или более сложного профиля с последующей абразивной обработкой.
Применение промежуточных слоев из алюминия значительно повышает прочность сцепления (до 2 раз) напыленного слоя с основным металлом, за счет уменьшения дефектов формирования на границе слоев. Микрорентгеноспектральный анализ подтвердил эффективность применения алюминиевого подслоя. При этом на границе алюминиевого слоя не наблюдается присутствие интерметаллидов. Применение медного подслоя так же значительно повышает прочность сцепления напыленного металла и основного. Применение никеля и нихрома в качестве промежуточных слоев незначительно повышает прочность сцепления.
Для напыления валов на основе проведенных исследований можно рекомендовать промежуточные слои из алюминия и меди. Повысить прочность сцепления можно, применяя вместо этих металлов их сплавы. При применения алюминиевых сплавов –это системы алюминий-медь, алюминий кремний. При применении медных сплавов – это кремнистые бронзы, алюминиевые бронзы.
Для снижения внутренних напряжений в напыленном слое и уменьшения вероятности его отслоения желательно соблюдать требования ГОСТ 28844-90 по максимальной толщине газопламенного покрытия на уровне 1,5мм
