menu
person

03:41
Газопламенное Напыление

При газопламенном напылении высокотемпературный поток создается при сгорание горючих газов (ацетилена, водорода, метана и др.) в атмосфере кислорода или воздуха. Температура пламени горючих газов в смеси с кислородом — 2000-3200 'С, в смеси с воздухом — 500-900 °С.

Аппараты для газопламенного напыления в зависимости от вида напыляемого материала существуют двух типов: проволочные и порошковые (рис. 38).

Схема процессов газопламенного напыления с применением исходного материала

Рис. 38. Схема процессов газопламенного напыления с применением исходного материала: а — в виде проволоки или стержней; б — в виде порошков

Основными элементами газопламенных горелок являются:

  • —    сопловая система,
  • —    устройство подачи проволоки или порошка,
  • —    привод этого устройства (воздушная турбина, пневматический или электрический двигатель),
  • —    элемент управления,
  • —    соединения подачи горючего газа и сжатого воздуха (кислорода),
  • —    корпус с рукояткой.

Горелки могут быть ручными и машинными. В проволочных горелках используется проволока диаметром от 1,5 до 5,0 мм. В зависимости от толщины распыляемой проволоки имеют производительность в ручном режиме работы для стали и алюминия от 1,5 до 8,5 кг/ч; при напылении порошков карбида вольфрама — 4—9, окиси алюминия — 1,5— 3,0 кг/ч.

Преимущества газопламенного напыления — это высокая дисперсность распыляемых частиц, независимость от источника тока, простота обслуживания, низкая стоимость оборудования. Недостатки — малая производительность и большая стоимость напыляемых материалов.

Основа процесса газопламенного нанесения материалов — пластификация порошка в высокотемпературном источнике тепла (ацетилено-кислородном пламени) и нанесение его газовыми потоками на предварительно подготовленную изношенную поверхность.

Преимущества газопламенного нанесения порошковых материалов состоят в локальности обработки, незначительном влиянии на подложку, возможности нанесения покрытий на изделия больших размеров, отсутствии ограничений на сочетания материалов покрытия и подложки, что позволяет охватить большую номенклатуру восстановления изношенных деталей.

В зависимости от назначения и материала детали, условий эксплуатации, контактов сопрягаемых поверхностей при восстановлении деталей используют следующие методы газопламенного нанесения покрытий:

  • —    без последующего оплавления — используется для восстановления деталей с износом до 2,0 мм на сторону без деформации, искажения или изменения структуры основного металла, не подвергающихся в процессе эксплуатации ударам, знакопеременным нагрузкам, большому нагреву;
  • —    с одновременным оплавлением — используется для восстановления деталей с местным износом до 3—5 мм, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, изготовленных из серого чугуна, конструкционных, коррозие-стойких сталей и др.;
  • —    с последующим оплавлением — дает возможность восстановить детали типа вала с износом до 2,5 мм на сторону. Восстановленные детали устойчивы против коррозии, абразивного изнашивания, действия высоких температур.

Технологический процесс газопламенного нанесения покрытий:

  • —    нагрев поверхности детали до 200—250 °С;
  • —    нанесение подслоя, который дает основу, необходимую для наложения основных слоев;
  • —    нанесение основных слоев, позволяющих получить покрытия с необходимыми физико-механическими свойствами.

На прочность сцепления покрытий с основой влияют:

  • —    способ подготовки поверхности и используемый при этом абразивный материал;
  • —    параметры струйной обработки;
  • —    время выдержки после обработки;
  • —    наличие предварительного подогрева;
  • —    применение подслоя;
  • —    использование терморегулирующих порошков;
  • —    способ распыления;
  • —    эффективная мощность пламени;
  • —    параметры процесса распыления;
  • —    состав материала покрытия (наличие поверхностноактивных добавок в покрытии зависит и от применяемого оборудования, и от присадочных материалов).

Основой конструкции аппаратов для напыления порошковых покрытий является базовая схема сварочной горелки, которая служит для смешивания горючего газа с кислородом и получения газового пламени. Мощность, состав и форма сварочного пламени зависят от мундштуков наконечников горелок.

Основное назначение аппарата для напыления — подавать порошок в ядро факела пламени. В зависимости от способа подачи порошка из питателя различают два вида аппаратов напыления.

у инжекторного газопламенного распылительного аппарата порошок через клапан, размещенный в корпусе аппарата, под влиянием всасывающего воздействия кислорода и горючего газа, протекающего по каналу, попадает в сопло, а затем — в ядро пламени (рис. 39).

Особенностью распылительных аппаратов косвенной (наружной) подачи порошка является многоканальное сопло, через которое проходит газовая смесь образующаяся в смесительной камере. Порошок из бункера попадает в ядро пламени через верхнюю часть факела по принципу гравитации по направляющей трубке (рис. 40).

Основная трудность при конструировании горелок — обеспечение разряжения канала порошкового бункера при соблюдении безопасности, т. е. необходимо исключить возможность обратного удара пламени в бункер.

В комплект оборудования для участка газопламенного напыления на изношенную поверхность детали входят:

—    аппараты для напыления (021—4 ВНПО «Ремде-таль», ОКС-5531-ГОСНИТИ, УПТР-1-78);

—    горелка для наплавки (ГН-2);

—    станки токарные и круглошлифовальные для предварительной и последующей обработки напыленного слоя (ЗВ1161, ЗА151, ЗБ12,3A423);

Рис. 39. Модернизированная горелка ГН-2: 1 — мундштук; 2 — бункер; 3 — рычаг; 4,5 — инжектор; 6 — вентиль; 7 — штуцер

Горелка ОКС-5531

Рис. 40. Горелка ОКС-5531'.

1 — подводящая труба; 2 — емкость; 3 — курок;

4 — установочный штырь; 5 — пробка; 6 — наконечник

  • —    установка для восстановления деталей типа «вал»;
  • —    универсальная установка для восстановления коленчатых валов (вращатель);
  • —    установка для струйной обработки деталей;
  • —    щуп газовый для контроля давления воздуха и газов;
  • —    редукторы: ацетиленовый (ДАП-2), кислородный (ДКП-1—65), пропановый (ДПП-1-65);
  • —    шланги: кислородные (типа III ВН 0 12), пропановые и ацетиленовые (типа I ВН 0 12);
  • —    баллоны: кислородный и ацетиленовый;
  • —    ацетиленовый генератор низкого и среднего давления (при отсутствии ацетилена в баллонах) — только для газопорошковой наплавки;
  • —    бормашина;
  • —    печь для сушки порошка (температура до 500 °С);
  • —    термометр (ТХ*-1479 или ТП);
  • —    стеллаж (ОРГ-1468-06-92А);
  • —    набор сит с ячейками;
  • —    стол сварщика (С 19920 «Ремдеталь»);
  • —    подставка под баллоны;
  • —    технический ацетилен (газобаллонный) в баллонах;
  • - технический кислород (газобаллонный);
  • —ацетон;
  • _композиционные самофлюсующиеся порошки;
  • —    порошок электрокорунда (50-800 мкм);
  • - фильтр-масловлагоотделитель (5.1278-72 ДВ 41-16);
  • - синтетические моющие средства (для обезжиривания деталей);
  • —    порошки.

Схема технологического процесса, которую можно принять на данном участке, приведена на рис. 41.

Газопламенному напылению подвергаются следующие детали (порошки: ПТ-НА-01 — для подслоя + ПТ-19-ОИ или ПГ-19М-01 — для основного слоя):

  • —    посадочные места — картер маховика;
  • —    маховик;
  • —    валы (ведущий, раздаточный, промежуточный, первичный, вторичный и т.д.);
  • —    опоры коренных подшипников, посадочные отверстия под гильзу — блок цилиндров;
  • —    посадочные- пояски, опорные буртик — гильза цилиндров;

Газопламенное напыление без последующего оплавления осуществляют в два этапа: напыление подслоя (порошок ПТ-НА-01); напыление основного слоя (порошок ПТ-19Н-01 или др.).

Фигурные и плоские детали напыляют вручную или по копиру, детали типа «вал» — вручную или при автоматической подаче аппарата со скоростью 8 мм за один оборот детали.

Предварительно деталь подогревают горелкой при избытке ацетилена, с тем чтобы противодействовать окислению поверхности. Стальные детали подогревают до 50—100 °С, бронзовые и латунные — до 300 °С.

При напылении участков значительной длины после первого прохода следует остановить подачу порошка и начать процесс с охлажденного конца детали. Основной слой наносят за несколько проходов; толщина покрытия должна быть не больше 2,0 мм на сторону.

Напыление с последующим оплавлением. Оплавление следует проводить сразу же за напылением, оно может быть выполнено с использованием тепла ацетилено-кислородного пламени, нагревом ТВЧ, лазерным лучом в печи с защитно-восстановительной атмосферой. Участок, покрытый порошком, нагревают до полного расплавления всех зерен металла в напыленном слое, в результате получают блестящую поверхность. Во избежание перегрева, а следовательно, возможного образования окислов, усадки и отслоения напыленного покрытия необходимо соблюдать следующие требования: сначала напыленный слой оплавляют в середине, затем аппарат перемещают поочередно к концам напыленного слоя и оплавляют порошок. Деталь охлаждают в соответственно нагретых печах. Твердость напыленных покрытий — в зависимости от марки порошка.

Для напыленных покрытий с твердостью до HRC 40 возможна токарная обработка резцами с пластинами из твердых сплавов марки ВК8 или резцами с пластинами из боронитрида. Токарную обработку покрытий выполняют в несколько этапов:

рунда, а покрытие более HRC 60 — алмазными кругами.

  • —    снятие фасок с края покрытия;
  • —    снятие неровностей — выполняется от середины покрытия к концам;
  • —    окончательная обработка.

Для обработки цилиндрических деталей типа «вал» применяют круглошлифовальные станки (ЗЕ161, ЗБ12, ЗА151 и другие). При обработке шлифованием обязательно применение охлаждающей жидкости, в качестве которой можно использовать 2-3%-й раствор кальцинированной соды. Шлифование проводится непосредственно после нанесения покрытий или после предварительной токарной обработки. Шлифование напыленных покрытий с твердостью до HRC 60 выполняется кругами из карбида кремния.

Остродефицитность и высокая стоимость ацетилена определили направление дальнейшего развития газопламенного напыления. Анализ и изучение газопламенной наплавки и напыления выявили повышенную энергонасыщенность процесса при использовании ацетилена. Начальные условия возможности перевода процесса на более низкую энергетическую ступень определились из физических параметров двухфазного потока ацетилено-кислородного и пропано-кислородного пламени. Их энергетические балансы неадекватны. Разница температур между ними 400 "С в пользу ацетилено-кислородного пламени. Это основной недостаток. Но есть и преимущества — это скорость истечения пропано-кислородного пламени, которая ниже ацетилено-кислородного, и увеличенное по длине ядро пламени, так как основной нагрев частиц происходит внутри ядра пламени.

Для рационального использования пропано-кислородного пламени необходима аппаратура, обеспечивающая устойчивое горение пламени как с порошком, так и без него. С этой целью была модернизирована серийная горелка ГН-2, при этом допускается снижение производительности на 20—30% вследствие разницы температуры-пламени. Расход пропана в 1,5—2,0 раза ниже расхода ацетилена, а стоимость последнего в 3—4 раза выше.

Категория: Способы Восстановления Деталей | Просмотров: 50 | Добавил: autodromcar | Теги: деталь, аппарат, Обработка, напыление, пламя, газопламенный, покрытие, порошок, материал, горелка | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar