Реферат: Проект восстановления коленчатого вала ЗИЛ 130 с применением ультразвукового упрочнения
Наплавка под слоем флюса с последующей термообработкой обеспечивает стабильность структуры и твердость наплавленного металла восстанавливаемых коленчатых валов.
В этом случае наплавляют пружинной проволокой II класса или проволокой Нп-30ХГС при режим:
напряжение дуги 25 ÷ 30 В,
сила тока 180 ÷ 220 А,
шаг наплавки 4,6 м/об,
скорость подачи проволоки 1,6 ÷ 2,1 м/мин [1].
Наплавленный металл обладает твердостью HRC32…40 и легко поддается механической обработке.
Хорошие результаты дают применение порошков. Проволоки [2].
2.2. Электроконтактное напекание порошка.
Схема электроконтактного напекания металлических порошков на поверхности деталей разработана ЧИМЭСХ.
Рисунок 2.2. Схема электроконтактного напекания металлических порошков на поверхности деталей.
1-наплавляемый слой;
2-ролик контактный;
3-порошок металлический;
4-деталь.
Оптимальные режимы напекания порошка, обеспечивающие сцепление в пределах 120…150 МН/м2 лежат в пределах: по напряжению – 0,87÷1,35 В на 1 мм толщины слоя, по давлению - 40÷60 МН/м2 , по затратам энергии – 2,1 ÷3,2 Вт ч/г.
Пористость получаемого слоя на оптимальных режимах 8-12%, твердость 70…82 HRB.
Напекание порошка с повышенным содержанием углерода (С=0,84%) проводится по аналогии, что для порошка АП84. При этом сцепление слоя с металлом повышается до 220÷250 МН/м2 .
Напекание порошка. Сормайт – 1 должно проводится при высоких удельных давлениях (60…80 МН/м2 ) и пониженных напряжениях (0,73…1,05 В на 1 мм толщины наплавленного слоя).
Основное влияние на качество слоя его сцепление с металлом оказывает скорость напекания, влияющая на температурный режим в процессе напекания (2.3.)
При напекании на пониженных скоростях 0,12…0,17 м/мин, слой получается весьма плотным (пористость 6÷8%). При повышении скорости напекания на 0,25 м/мин пористость несколько возрастает до 10÷12%, а качество сцепления улучшается в результате уменьшения поверхности окисления детали и порошка в процессе нагрева и формирования слоя [1].
Напекание порошка ведется «узким» роликом 4 мм по винтовой линии или «широким» на всю поверхность напекания с учетом соблюдения вышеприведенных режимов [1,3,15].
Рисунок 2.3. Температура в граничной зоне в зависимости от напряжения холостого хода и скорости напекания.
1-Vн = 0,37 м/мин;
2-Vн = 0,25 м/мин;
3-Vн = 0,17 м/мин.
2.3. Электрометаллизация.
Металлизация – один из распространенных способов получения металлических покрытий поверхностей нанесением на эти поверхности расплавленного металла.
Сущность процесса в следующем: металл, расплавленный дугой, струей сжатого воздуха (давление до 0,6 МПа) покрывает поверхность восстанавливаемой детали. Процесс дуговой металлизации осуществляется специальным аппаратом – металлизатором (рис. 2.4.).
Рисунок 2.4. Схема металлизатора.
1 – электродная проволока;
2 – сопло;
3 – провода от трансформатора;
4 – деталь.
Аппарат действует следующим образом: с помощью роликов по направляющим наконечникам непрерывно подается две проволоки,, к которым подведен электрический ток. Возникающая между проволоками электрическая дуга расплавляет металл. Одновременно по воздушному соплу в зону дуги поступает сжатый газ под давлением. Большая скорость движения частиц металла (120… 300 м/с) и незначительное время налета, исчисляемое тысячами долями секунды, обуславливает в момент удара его пластическую деформацию, заполнение частицами неровностей и пор поверхности детали, сцепление частиц между собой и с поверхностью, в результате чего образуется сплошное покрытие.
Толщина наплавляемого слоя от нескольких микронов до 10 мм и более.
Питание электрометаллизатора осуществляется либо от специальных трансформаторов с дополнительными отводами от витков вторичной обмотки, допускающие напряжение дуги 20 – 55 В (с промежутком через 4 – 5 В) при токе не менее 250 А.
Рекомендуемые материалы электродной проволоки: сталь 45, Нп – 30 ХГСА.
Металлизация обеспечивает высокую твердость напыленного слоя. Однако, применяя металлизацию, необходимо учитывать, что нанесенный слой не повышает прочности детали. По этому применять металлизацию для восстановления деталей с ослабленным сечением не следует. Кроме этого необходимо знать, что сцепляемость напыленного слоя с осн6овным металлом недостаточно [2,3,14].
2.4. Плазменное напыление композитных порошковых материалов.