Газовая наплавка

Газовую наплавку широко применяют в промышленности. Её можно подразделить на газовую наплавку с присадкой прутков или прово­локи, газопорошковую наплавку и газопламенное напыление.

Процесс газопорошковой наплавки состоит в напылении порошко­вого сплава посредством специальной газопламенной горелки на предварительно подогретую поверхность изделия, оплавления на­несенного покрытия.

Газопорошковая наплавка позволяет восстанавливать поверхности деталей слоем 0,1 мм и выше без разбавления основным металлом, так как переходная зона при этом составляет 100 – 120 мкм. При газопорош­ковой наплавке обеспечиваются более благоприятные условия для предотвращения окисления и испарения компонентов наплавляемого металла.

Процесс газопорошковой наплавки осуществляется при помощи специальных газопламенных горелок. Для их работы чаще всего используется нормальное кислородно-ацетиленовое пламя (соотношение O₂:C₂H₂=1:1). Кислородно-ацетиленовое пламя обладает высокой температурой (~ 3 200 °С), которая на 200 – 300 °С выше температу­ры пламени других горючих смесей.

Состав пламени в основном определяет металлургические процес­сы при плавлении и затвердевании сплава. Характерным признаком неправильной регулировки пламени является появление в покрытии пор (за счет избытка кислорода происходит образование СО, при избытке ацетилена наблюдается водородная пористость).

При инжектировании порошка в горелку с осевой подачей порошка состав горючей смеси может меняться, т.к. в процессе наплавки под влиянием инжектирующего действия кислородной струи вместе с час­тицами порошка происходит подсос воздуха, в результате отрегули­рованный состав нейтрального пламени становится окислительным. Это необходимо учитывать при работе с газопорошковыми горелками. Газопорошковая наплавка производится с применением самофлюсу­ющихся порошковых сплавов на никелевой, кобальтовой или железной основе, содержащих такие элементы, как С, Сr, В, Si и др.

Положительными сторонами газопорошковой наплавки являются:

1. Сравнительная простота применяемого оборудования, неболь­шие эксплуатационные издержки.

2. Высокая производительность процессе (до 2 кг/ч).

3. Возможность получения покрытий с заданными физико-механи­ческими свойствами.

4. Получение покрытий без пор, трещин, шлаковых включений.

5. Возможность нанесения покрытий от 0,1 до 3,0 мм.

6. Доступность (не требуется высокая квалификация обслуживающе­го персонала).

Отрицательные стороны газопорошковой наплавки:

1. Выгорание легирующих элементов.

2. Необходимость тщательной подготовки поверхности детали и присадочного материала.

3. Медленный, плавный нагрев может оказывать влияние на струк­туру основного металла, вызывать коробление.

4. Относительно высокая стоимость порошковых сплавов.

Области применения процесса газопорошковой наплавки определяют­ся в основном свойствами порошковых наплавочных сплавов. Сплавы на основе кобальта отличаются высокой износостойкостью, жаропрочностью, стойкостью против коррозии, стабильностью структуры, низким коэффи­циентом трения, хорошей полируемостыо. Характерные объекты для на­плавки кобальтовыми сплавами (стеллитами); уплотнительные поверхности гидроарматуры, выпускные клапаны двигателей внутреннего сго­рания, детали насосов, инструмент для горячей обработки металлов, коромысла толкателей и др.

Сплавы на основе никеля системы Ni-Cr-B-Si обладают хорошей жаростойкостью, достаточно высокой стойкостью в агрессивных сре­дах. Характерные объекты для наплавки никелевыми сплавами: детали, подвергающиеся совместному действию износа и коррозии, нагреву до высоких температур. Это детали арматуры для пара и воды, клапаны ДВС, детали водяных насосов, шнеки.

Кроме того, газопорошковой наплавкой можно восстанавливать и упрочнять рабочие поверхности распределительных валов, вилок и ры­чагов переключения, муфт и другие, а также заделывать трещины, поры, раковины в корпусных деталях.

Технологический процесс нанесения покрытий газопорошковой нап­лавкой включает следующие операции:

- подготовку порошковых материалов;

- подготовку дефектной поверхности к восстановлению;

- наплавку порошковых материалов;

- контроль качества нанесенного покрытия.

Подготовка порошковых материалов. Перед использованием порошки необходимо просушить в сушильном шкафу при температуре 130 – 150 °С в течение 3 – 5 ч, периодически перемешивая их. Толщина слоя засыпки должна быть не более 20 мм. Перед наплавкой порошок должен быть просеян через сито с номерами сетки 0,05 – 0,10 ГОСТ 6613–86.

Подготовка поверхности к восстановлению. Поверхность детали следует очистить от всех видов загрязнений металлической щеткой. При восстановлении корпусных деталей разделку раковин производить шлифмашиной вручную. Рыхлый и пористый металл удалить. Стенки разделанных поверхностей должны бить прямые или с расширением кверху.

Наплавка порошковых материалов. Наплавку материала на дефектную поверхность следует производить в следующей последовательности:

- нагреть поверхность нормальным пламенем горелки до температу­ры 300 – 400 °С с расстояния 10 – 30 мм, осуществляя возвратно-пос­тупательное перемещение пламени горелки по всей поверхности;

- пронести горелку с полностью открытым рычагом подачи порошка над восстановленной поверхностью. Напыляемый порошок должен обра­зовать тонкий слой на поверхности, после чего прекратить подачу порошка;

- нагреть покрытие до расплавления;

- наплавку порошкового сплава проводить без расплавления основ­ного металла при пульсирующей подаче порошка, чтобы обеспечить пол­ное расплавление его частиц. Наплавку следует начинать с центра и по мере заполнения переходить к краям до полного выравнивания с поверхностью. Положение горелки относительно поверхности перпенди­кулярное;

- по окончании наплавки отвести пламя горелки на расстояние 50 – 60 мм, прогреть восстановленную поверхность и прилегающий участок основного металла.

Контроль качества нанесения покрытия. Контроль качества наплавленного слоя заключается в визуальном ос­мотре восстановленной детали. Не допускаются отслоения, растрескивания, поры, трещины.

Оборудование для газопорошковой наплавки. Для восстановления и упрочнения деталей газопорошковой наплав­кой применяются горелки ГАЛ-2-68, ТН-2, ГАЛ-4-72, ГАЛ-6-73 завода «Кировоканавтогенмаш». Горелки работают по схеме двухступенчатой инжекции, когда смешение компонентов газовой смеси и образование двухфазного потока осуществляются в два этапа. Стабильное движе­ние порошка в виде газосмеси с равномерным распределением час­тиц по сечению и длине канала обеспечивает надежную работу и ши­рокое применение этих горелок.

Применение ацетиленокислородных горелок типа ГЗ для работы на пропано-кислородной смеси без соответствующей их модернизации зат­руднено вследствие различных скоростей воспламенения. Повышение температуры воспламенения пропано-кислородной смеси достигается дополнительным подогревом. В настоящее время серийно выпускается горелка ГН‑2П, предназначенная специально для работы на пропано-кислородной смеси.

Дата добавления: 2015-05-06