Напыление металлов плазмой

    Однією  із найголовніших переваг вібродугового наплавлення є те, що він забезпечує малу зону термічного впливу, покриття різної товщини з високою твердістю, зносостійкістю і незначними деформаціями поверхні деталі, що є головною умовою при виборі методу відновлення поверхні під встановлення підшипника. Наступною перевагою даного методу є те, що він не вимагає спеціального обладнання. Поряд з тим даний метод характеризується і рядом недоліків, які негативно впливають на якість відновленого шару, а саме: неоднорідна зерниста структура наплавленої поверхні, пористість.

    Отже, вибираємо основним способом відновлення зношених поверхонь вала наплавлення в середовищі вуглекислого газу. Враховуючи те, що порошкові дроти мають доволі високу вартість і термічна дія на деталь при цьому способі відновлення досить висока (майже така ж, як і при наплавленні під шаром флюсу), а наплавлення в середовищі вуглекислого газу має досить високу продуктивність і не вимагає якогось особливого обладнання, характеризується рядом переваг перед іншими способами відновлення.

    Після відновлення зношених поверхонь, як правило, проводиться спеціальна зміцнюючи  обробка для підвищення твердості, міцності та зносостійкості робочих  поверхонь, що дає можливість збільшити  строк експлуатації деталей і  скоротити витрати, пов’язані з їхнім ремонтом. До таких спеціальних процесів зміцнення можна віднести хіміко-термічну обробку, зокрема цементація, азотування, нітроцементація, зміцнення лазером, електронно-променеве та електроіскрове  легування, пластична деформація та ряд інших. Завдяки такій обробці поверхонь зносостійкість деталей підвищується в 1,5…2 рази.

    Одним з перспективних способів, що знаходять  все більш широке застосування, є  способи, засновані на явищі електричної  ерозії металів, а зокрема метод  електроіскрової обробки. Він ґрунтується на явищі електричної ерозії матеріалів під час іскрового розряду в газовому середовищі (переважно на повітрі), полярного перенесення продуктів ерозії на катод (деталь), на поверхні якого формується шар зміненої структури і складу.[4, с.60 ]

    На  рис. 1.4.1 наведена загальна схема процесу електроіскрового легування (ЕІЛ) з вібруючим анодом у вигляді компактного електроду.

    Процес  ЕІЛ розпочинається із зближення  анода (електроду) з катодом (деталлю). Коли відстані між ними дорівнює пробивній відбувається іскровий розряд тривалістю 10^-6…10^-3с, який у багатьох випадках завершується контактом електродів. Після пробою міжелектродного проміжку (МЕП) за рахунок енергії, що поступає від генератора імпульсів, на поверхнях електродів розвиваються локальні вогнища плавлення, випаровування, що викликають електричну ерозію матеріалів електродів (анода і катода).

     Рис. 1.4.1 – Загальна схема процесу електроіскрового легування:

     ГІ  – генератор імпульсів;

     МЕП – міжелектродний проміжок;

     ІР – іскровий розряд;

     А – анод (компактний електрод);

     К – катод (деталь);

     f_a – частота вібрації анода;

     S – напрям подачі деталі.

    Лазаренко М. І.  [4,с.60] було встановлено, що якісні і кількісні характеристики легованого поверхневого шару в процесі ЕІЛ залежать від багатьох чинників. Найбільший вплив чинять характеристики імпульсних розрядів, тривалість обробки, природа матеріалу електродів, середовище в МЕП,  характеру руху анода.

        В більшості випадків методом ЕІЛ наносяться багатошарові покриття. Основними прийомами, які використовуються при отриманні багатошарових покриттів із застосуванням методу ЕІЛ є:

  1. Нанесення багатошарових покриттів тільки методом ЕІЛ.

     2. Нанесення комбінованих покриттів.

         Одним із недоліків ЕІЛ є проблема малої товщини шару що наноситься (до 100 мкм), що значно скорочує область застосування ЕІЛ. Цю проблему можна вирішити наступними шляхами :

      - застосовуючи як електроди матеріали,  які створюють необмежені 
тверді розчини із залізом (Cr, Ni, Co, Мо, V);

      - застосовуючи більш інертне  середовище, в якому здійснюється  легування;

      - застосовуючи установки ЕІЛ  для електроіскрового легування на жорстких режимах, у тому числі і високочастотні;

     - використовуючи нові матеріали,  що містять в собі елементи, які створюють необхідні експлуатаційні характеристики поверхневого шару (W,Ti).

          Технологія електроіскрового легування володіє рядом переваг:

• не вимагає спеціальної підготовки поверхонь, необхідно лише повністю очистити їх від бруду і видалити сліди жиру і масла;
• забезпечує високу міцність зчеплення шару покриття з основним матеріалом;
• не впливає на основну структуру металу;
• додає поверхневим шарам покриття необхідні експлуатаційні якості;
• підвищує стійкість зміцнених деталей в 2…3 рази;
• дозволяє економити дорогі інструментальні сталі;
• дозволяє використовувати як легуючі матеріали як чисті метали, так і багато сплавів: металокерамічні, композиційні, тугоплавкі з'єднання і т.п.;
• відрізняється простотою технологічного процесу, малогабаритністю і транспортабельністю устаткування.

     1.5 Висновки

1.Деталь ,.вал,, виготовлена із легованої сталі 40ХН ГОСТ 4543-71. Сталь 40ХН характеризується задовільною оброблюваністю, різанням, задовільною пластичністю при оброблюваності. Деталь ,,Вал ,,та слугує для передачі крутного моменту.

2.Так як деталь ,,вал,, в редукторі встановлено на підшипниках поверхнями, що ми відновлюємо то буде відбуватися  зношування під дією фретинг корозії. Тому ми будемо розглядати вид зношування такий як фретинг корозія.

3.Ми  проаналізували літературні джерела по методам відновлення і вибрали потрібний нам метод.

4.Ми  вибрали основним способом відновлення зношених поверхонь вала наплавлення в середовищі вуглекислого газу. Після наплавлення вибрали спеціальний процес зміцнення, метод електроіскрової обробки, для підвищення твердості, міцності та зносостійкості робочих поверхонь.