Финишная антифрикционная безабразивная обработка поверхностей

Наплавка поверхностей

Наплавка - это нанесение слоя металла или сплава на поверхность изделия посредством сварки плавлением. Наплавку производят при восстановлении изношенных и при изготовлении новых деталей машин и механизмов.

Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу. Восстановлению подлежат корпусные детали различных двигателей внутреннего сгорания, распределительные и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т. д.

Наплавка функциональных покрытий служит для получения на поверхности изделий слоя с необходимыми свойствами. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придаёт детали особые заданные свойства: износостойкость, жаростойкость, жаропрочность, коррозионную стойкость и т. д. Увеличивается твердость поверхности.

Наплавка подразделяется на следующие способы:

- ручная дуговая наплавка покрытыми электродами;

- дуговая наплавка под флюсом проволоками и лентами;

- дуговая наплавка в защитных газах вольфрамовыми (неплавящимся) и проволочными металлическими (плавящимися) электродами;

- дуговая наплавка самозащитными порошковыми проволоками;

- электрошлаковая наплавка;

- плазменная наплавка;

- лазерная наплавка;

- электронно-лучевая наплавка;

- индукционная наплавка;

- газопламенная наплавка.

Наплавку производят при восстановлении изношенных и при изготовлении новых деталей машин и механизмов.

Наименьшая толщина наплавленного слоя - 0,25 мм, наибольшая - не ограничена. При наплавке есть опасность появление трещин. Во избежание образования трещин применяют предварительный нагрев и сохранение постоянной температуры в процессе наплавки: чем выше склонность к трещинообразованию, тем выше температура подогрева. По окончанию процесса обеспечивают плавное охлаждение. Наплавленный металл имеет структуру литого металла и упрочняется накатыванием.

Финишную антифрикционную безабразивную обработку (ФАБО) используют для повышения износостойкости деталей. Ее сущность заключается в том, что поверхности трения деталей покрывают тонким слоем (1…3 мкм) бронзы, латуни или меди, вследствие чего они приобретают высокие антифрикционные свойства и контактную жесткость. При этом используют явление переноса металла при трении. Обрабатываемую поверхность обезжиривают. Покрывают раствором (глицерин или смесь 2 частей глицерина и 1 части 10%-ного раствора соляной кислоты), который в процессе трения разрыхляет оксидную пленку на поверхности стальной детали, создает условия для схватывания медного сплава со сталью. После этого поверхность натирают прутками меди, латуни, бронзы с помощью приспособления на станках. При трении материал прутка (инструмента) переносится на стальную или чугунную поверхность детали.

Толщина антифрикционного слоя латуни на стали при ФАБО 2…3 мкм, бронзы и меди – 1…2 мкм. В результате этой технологической операции коэффициент трения снижается в 1,5 раза, износостойкость повышается в 2…3 раза. Шероховатость поверхности деталей после ФАБО практически не отличается от исходной.

Схема финишной антифрикционной безабразивной обработки деталей показана на рисунке 7.5.

ФАБО имеет следующие разновидности:

- нанесение покрытий прутком из бронзы или меди;

- обработка деталей в жидких средах, содержащих химические соединения металлов (медь, олово, висмут и др.), способных восстанавливаться (выделять чистый металл) на поверхностях деталей под воздействием роликов, брусков и щеток;

- нанесение твердосмазочных покрытий (графит, дисульфид молибдена) натиранием брусками. Например, износостойкость гильз цилиндров с медным дисульфидмолибденовым покрытием возрастает в 2 раза, а поршневых колец в 1,9 раза.

Рис. 7.5. Схема финишной антифрикционной безабразивной обработки цилиндрических поверхностей деталей:

а – внутренних; б – наружных.

(1 - деталь; 2 - инструмент (наносимый цветной металл);

3 - электромотор; 4 - шпиндель; 5 - прижимное устройство

инструмента к детали; 6 - патрон станка)

ФАБО применяют также для обработки шеек коленчатых валов двигателей. При этом обработку ведут на токарных станках или на станках для суперфиниша коленчатых валов с использованием «жимков», покрытых войлоком, или специальных обжимок с медными вставками и технологической жидкостью.

Преимущества ФАБО по сравнению с другими финишными операциями состоят в том, что метод чрезвычайно прост (ФАБО производят на токарном станке с помощью специального приспособления), не требует сложного оборудования и придает стальной или чугунной поверхности высокие антифрикционные свойства.

Исследования свидетельствуют, что процесс ФАБО позволяет:

- снизить время приработки в 1,5…2 раза;

- исключить задиры поверхностей трения деталей;

- повысить несущую способность сочленений;

- защитить поверхность трения от водородного изнашивания;

- снизить температуру трения и продлить период работы узлов трения при выключении подачи смазки;

- уменьшить коэффициент трения;

- продлить срок службы подшипников качения до образования усталостных повреждений.

ФАБО является также эффективным способ борьбы с фреттинг-коррозией.

Контрольные вопросы к разделу 7

1. Методы повышения износостойкости деталей?

2. Способы улучшения условий нагружения?

3. Основные задачи при конструировании узла трения?

4. Что такое прямая пара трения?

5. Какое влияние на узел оказывает замена трения скольжения трением качения?

6. Влияние зазоров на сопряжение? От чего зависят зазоры?

7. Методы защиты рабочих поверхностей от загрязнения?

8. Типы уплотнительных устройств?

9. Технологические методы повышения износостойкости?

10. Что оказывает влияние на степень упрочнения и глубину наклепа поверхностного слоя?

11. Методы упрочнения поверхностным пластическим деформированием?

12. Виды термической и термомеханической обработки деталей узлов трения?

13. В чем заключается химико-термическая обработка?

14. Что такое диффузионная металлизация?

15. Область применения газотермического напыления?

16. Назначение ФАБО? Перечислите виды ФАБО?

Дата добавления: 2014-12-26