Газотермическое напыление

Процесс получения покрытий из различных материалов, основанный на нагреве материала до жидкого состояния и его распыления с помощью газовой струи, называют газотермическим напылением. При ударе расплавленные частицы сцепляются с поверхностью ремонтируемой детали и друг с другом, образуя покрытия. В отличие от наплавки при напылении не происходит подплавления основного металла детали.

Покрытия можно получать распылением: металлов (металлизация) для повышения износостойкости, восстановления геометрических размеров, защиты от коррозии; твердых сплавов для повышения твердости и износостойкости; керамики (тугоплавкие окислы, стеклоэмали и др.), тугоплавких соединений (карбидов, боридов, силицидов, нитридов и др.) для защиты от коррозии и абразивного износа; полимеров для защиты от коррозии, теплоизоляции, герметизации и придания декоративного вида.

Металлизацию применяют для восстановления размеров деталей, когда не требуется высокой прочности покрытия, в основном для тел вращения, работающих в условиях жидкостной смазки: шеек валов, цапф, пальцев, плунжеров, поршней, цилиндров, втулок. При покрытии внутренних поверхностей наносят более тонкие покрытия, так как напряжения при усадке действуют на отрыв слоя.

Толщина покрытия сталей при металлизации не превышает 3-4 мм для сталей 15 и 45 с последующей обработкой резцами с пластинами из твердых сплавов. Инструментальные стали У5 и У10 напыляют до более толстого слоя 6-8 мм и обрабатывают шлифованием. Толщина наносимого слоя при восстановлении шеек после окончательной обработки не должна быть меньше 0,7 мм на сторону. При малой величине износа деталь протачивают с учетом минимального напыляемого слоя и припуска на обработку (рис. 70). До металлизации деталь очищают, промывают, обрабатывают в дробеструйной камере, а в некоторых случаях (например, при ремонте шеек валов) нарезают для лучшего сцепления резьбу с шагом 0,75-1,25 мм. При металлизации плоских поверхностей и восстановлении шеек валов под прессовые посадки ограничиваются дробеструйной обработкой.

№ 14. «Технологический процесс подготовки деталей для нанесения гальванических покрытий.»

Внешний вид покрываемых деталей контролируется визуально с использованием в отдельных случаях эталонов сравнения Шероховатость поверхности деталей согласно ГОСТ 2789 должна соответствовать параметру Rz > 40 мкм.

После механической обработки на деталях не должно быть видимого слоя смазки, эмульсии, металлической стружки и пыли. На поверхности деталей из горячекатаного металла, литых, кованых и галтованых деталях не должно быть ржавчины, окалины, заусенцев: на поверхности шлифованных и полированных деталей — забоин, вмятин, трещин. Острые углы и кромки деталей должны быть скруглены или иметь фаски, за исключением технически обоснованных случаев. Сварные и паяные швы должны быть непрерывными, защищенными и не иметь дефектов.

Механическая обработка .Детали, поступающие в гальванический участок для нанесения покрытий, почти всегда имеют поверхностные дефекты в виде рисок, царапни, заусенцев, облоя и т. д. Эти дефекты ухудшают внешний вид изделий и снижают коррозионную стойкость покрытий. Для устранения поверхностных дефектов и получения гладкой, ровной поверхности перед нанесением гальванических покрытий изделия подвергают шлифованию и полированию.

Для этого применяют шлифовочные станки, снабженные шлифовальными или полировальными кругами или шлифовальными лентами.

Химическое обезжиривание. Обработка в органических растворителях не обеспечивает полного удаления загрязнений. Кроме того, не всегда есть условия (оборудование, помещение, материалы) для ее проведения. Поэтому применяется химическое обезжиривание в щелочных растворах которые превращают органические жиры в мыла, легко смываемые водой. Для очистки от минеральных масел в растворы добавляют эмульгаторы.

Электрохимическое обезжиривание. Удаление остатков различных загрязнений более эффективно при электрохимическом процессе. При пропускании тока ионы водорода разряжаются на деталях, подвешенных на катоде, механически сбивают с них частицы жира, перемешивают электролит. Кроме того, вокруг деталей накапливается щелочь. Все это значительно ускоряет процесс обезжиривания

 Детали из цветных и легких металлов обезжиривают на катоде. Стальные детали тоже обезжиривают на катоде, но при этом происходит сильное наводораживание, повышающее хрупкость металла. Во избежание этого тонкостенные детали и пружины обезжиривают иа аноде или сначала на катоде, а затем на аноде.

 

№ 15. «Технологический процесс восстановления деталей хромированием, железнением, никелированием.»

В авторемонтных предприятиях широко применяются гальванические и химические процессы. Они применяются для компенсации износа рабочих поверхностей, а так же при нанесении на детали противокоррозионных и защитно-декоративных покрытий. Из гальванических процессов наиболее широко применяются хромирование, железнение (осталивание), никелирование, цинкование, меднение.
Из химических процессов широко применяются никелирование (химическое никелирование), оксидирование, азотирование.
Гальванические покрытия получают из электролитов, в качестве которых применяют водные растворы металлов, которым необходимо покрыть детали.
Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь.
Анодом является металлическая пластина. Применяются два вида анодов: растворимые и нерастворимые.
Растворимые аноды изготавливаются из металла, который осаждается на деталь. Нерастворимые аноды изготавливаются из свинца.
При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные, выделяется металл и водород. На аноде при этом происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов взамен выделившихся на катоде. Толщина гальванических покрытий зависит от рассеивающей способности электролита, а рассеивающая способность зависит от степени равномерности распределения силовых линий, идущих от анода к катоду.
Процесс нанесения включает в себя три группы операций:
1. Подготовка детали к нанесению (механическая обработка, очистка от окислов и предварительное обезжиривание, монтаж на подвесное приспособление, изоляция поверхностей, неподлежащих наращиванию, повторное обезжиривание, анодная обработка или активация).
2. Нанесение покрытия;
3. Обработка после покрытия (нейтрализация деталей от остатков электролита, промывка деталей холодной и горячей воде, демонтаж с подвесного приспособления, удаление изоляции, сушка деталей, термообработка при необходимости, механическая обработка).
Хромирование применяется для компенсации износа деталей, а так же в качестве антикоррозионного и декоративного покрытия. Электролитический хром имеет большую износостойкость и высокую кислотостойкость, теплостойкость, твёрдость, прочность сцепления с любыми металлами.
Недостатки: низкая производительность процесса (0,03 мм в час), невозможность восстановления деталей с большим износом, т.к. хромовое покрытие большой толщины (0,3-1,4 мм) имеет пониженные механические свойства, высокая стоимость процесса.
В качестве электролита при хромировании применяется водный раствор хромового андигрида (H₂SO₄; Gr₂O₃, концентрация 1:100).
Электролиты низкой концентрации (150 кг/м³ GrO₂, 1,5 кг/м³ H₂SO₄) имеют высокий выход по току, хорошую рассеивающую способность, высокую износостойкость.
При хромировании используют нерастворимые аноды, изготовленные из сплава свинца с сурьмой (сурьма 6%).
Свойства хромовых покрытий зависят от режима хромирования, плотности тока и температуры электролита.
Изменяя соотношение плотности тока и температуру можно получить 3 вида хромовых покрытий, различающихся по своим свойствам: матовые покрытия (серые), блестящие покрытия, молочные покрытия.
Хромовое покрытие снижает усталостную прочность детали на 20-30 %.
Виды гальванического хромирования:
• Пористое хромирование (канальчатый и точечный хром);
• Хромирование в саморегулирующем электролите.
Железнение - это процесс получения твёрдых износостойких железных покрытий из горячих хлористых электролитов. Процесс впервые был воспроизведён Мелковым.
По сравнению с процессом хромирования он имеет преимущественно высокий выход металла по току (в 5-6 раз выше, чем при хромировании), большую скорость нанесения покрытия (в 15 раз выше, чем при хромировании), высокую износостойкость (не ниже, чем у стали 45). В качестве электролита применяют водный раствор хлористого железа, содержащий небольшое количество соляной кислоты и некоторые другие компоненты для увеличения прочности сцепления (например, хлористый марганец) и повышения износостойкости (хлористый никель), концентрацией 200-700 кг/м³. Железнение производят растворимыми анодами, которые изготавливают из малоуглеродистой стали (сталь 0,8; 10).
При растворении анодов образуется шлам, поэтому, поэтому их помешают в чехлы из стеклоткани. Свойства железных покрытий зависят от режима покрытия. Усталостная прочность так же снижается, но меньше (20-30%). Ванны для железнения изготавливают из фаялита.
Проведение железнения в ваннах затрудняет его применение для крупногабаритных деталей, например корпусных, поэтому применяют процесс вневанного проточного железнения. В этом случае электролит насосом прокачивают через электролизную ячейку, образованную восстанавливаемой поверхностью и уплотнителями. Производительность процесса в этом случае возрастает в 10-15 раз.
5. Защитно-декоративные покрытия применяются для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида.
По роду защитного действия гальванические покрытия подразделяют на анодные и катодные.
При соединении двух металлов в присутствии коррозионной среды, образуется пара, в которой более электроотрицательный металл становится анодом и растворяется, а более электроотрицательный металл становится катодом.
При анодной защите менее электроотрицательный металл (например, железо) покрывается более электроотрицательным.
При катодной защите более электроотрицательный металл покрывается менее электроотрицательным.
Для стальных деталей катодными покрытиями являются никелевые, хромовые, медные.
В авторемонтных предприятиях получили широкое применение многослойные катодные защитно-декоративные покрытия. Например, четырёхслойные покрытия, которые получают последовательным нанесением различных металлов (никель, медь, никель хром). Технологический процесс нанесения защитно-декоративных покрытий не отличается от процесса нанесения, износостойких покрытий, но в процесс подготовки детали включается операция полирования, которая производится войлочными кругами с применением пасты.
Меднение применяется в качестве подслоя при никелировании и хромировании. При меднении применяется серно-кислотный электролит, состоящий из водного раствора медного купороса и серной кислоты (концентрация 200-250 кг медного купороса на 75 м³ воды).
Никелирование применяют в качестве подслоя при декоративном хромировании. Электролитом служит водный раствор серно-кислого никеля, в который добавляется различные добавки (серно-кислый натрий, серно-кислый магний, хлористый натрий, хлористый калий).
Цинкование применяется для защиты мелких деталей от коррозии (крепёжные болты, гайки). Применяют серно-кислый электролит, состоящий из серно-кислого цинка, серно-кислого аммония, серно-кислого натрия; температура комнатная, плотность тока 1-5 А. Нанесение производят в специальных вращающихся барабанах.
Оксидирование производят для стальных деталей в горячих щелочных растворах содержащих окислители. При этом на детали образуется оксидная плёнка толщиной 0,6-1,5 микрон. Эта плёнка имеет очень высокую прочность и защищает деталь от коррозии. Оксидирование применяют для мелких крепёжных деталей и деталей кузова. В качестве электролита используется едкий натр (концентрацией 700-800 кг/м³), в качестве добавки азотно-кислый натрий (250 кг/м³), температура раствора 140° C. После такой обработки деталь промывают водой и протирают машинным маслом при температуре 110-150° C чтобы закрыть поры.
Фосфатирование - это химический процесс создания на поверхности детали защитой плёнки. Плёнка имеет толщину от 8 до 40 микрон, обладает пористостью, небольшой твёрдостью, хорошей прирабатываемостью. В химическом составе электролита имеются соли фосфора, марганца и железа. Препарат называется Можеф. Обработку производят в течение 30 минут при температуре 30-100° C. Фосфатирование применяют в качестве грунта при окраске кузовов

 

№ 16. «Технологический процесс восстановления деталей синтетическими материалами.»

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Синтетические, или полимерные, материалы применяются для устранения механических повреждений на деталях (трещины, пробоины, сколы и т.п.), компенсации износа рабочих поверхностей деталей и соединения деталей склеиванием.

Для восстановления деталей используют пластмассы в виде чистых полимеров (полистирол, полиэтилен, полипропилен и др.), полимеров с наполнителями, пластификаторами, красителями, отвердителями и другими добавками, а также синтетические клеи.

Преимуществами применения полимерных материалов является простота технологического процесса и оборудования, низкая трудоемкость и стоимость работ. В то же время при работе с синтетическими материалами проявляется один, причем серьезный, недостаток: многие

их компоненты токсичны и огнеопасны. Поэтому их использование требует обязательного соблюдения правил техники безопасности и противопожарной техники.

Все пластмассы делятся на две группы: реактопласты и термопласты.

Реактопласты, или термореактивные пластмассы, применяются в виде различных композиций на основе эпоксидных смол, например ЭД-16 и -20. Отвердителем служит полиэтиленполиамин (ПЭПА). Для ускорения отверждения композицию выдерживают при температуре 60...70 °С. Реактопласты используют для выравнивания вмятин в обшивке кузова и заделки трещин, а также в клеевых составах.

Среди термопластов, или термопластических пластмасс, находят применение полиамиды, например поликапролактам (капрон), фторопласт и др. При нагреве композиции размягчаются и им можно придать любую форму, но после охлаждения они затвердевают. При повторном нагреве термопласты сохраняют свои пластические свойства.

Для повышения твердости и износостойкости в полиамидные смолы вводят наполнители: графит, тальк, дисульфид молибдена, металлические порошки и т. п.

При газопламенном напылении термопласта в виде порошка он расплавляется в пламени специальной горелки, распыляется струей сжатого воздуха и осаждается на обезжиренную поверхность детали, предварительно зашкуренную для обеспечения хорошего сцепления с

ней покрытия. Для устранения неровностей кузова используют специальный порошок ТПФ-37. Синтетические клеи применяют:

• для восстановления деталей типа бачков радиаторов и других подобных деталей, имеющих пробоины, путем приклеивания накладок;

• для восстановления тормозных колодок путем наклеивания фрикционных накладок;

• вклеивания втулок, вкладышей и т.д.

В АРО в настоящее время используют следующие синтетические клеи: БФ-2, ВС-300, ВС-10Т, МПФ-1, ВК-200, эпоксидные клеи. Зазор между склеиваемыми частями должен составлять 0,05...0,2 мм.

Технологический процесс склеивания состоит в следующем.

Поверхность детали очищают от загрязнения, обезжиривают, предварительно создав на ней абразивной шкуркой ощутимую шероховатость (ориентировочно Rz = 30...10 мкм).

Наносят 2 – 3 слоя клея толщиной 0,1 мм, просушивая каждый из них в течение заданного для применяемого клея времени τ. Например, при наклейке фрикционных накладок на тормозные колодки клеем ВС-10Т время сушки τ1 = 15...20 мин и τ2 = 10...15 мин. При сушке в сушильном шкафу при температуре 60 °С τ = 5 мин. Склеиваемые поверхности соединяют и строго выдерживают под давлением при определенной температуре в течение заданного времени, а после склеивания медленно охлаждают. Например, режим склеивания для клея ВС-10Т (t = 180 °С, р = 0,5...1,0 МПа, τ = 45 мин) обеспечивает рабочий диапазон температур детали в пределах от –60 до +100 °С. Клеи типа БФ-2 относятся к числу универсальных и применяются для склеивания металлов и пластмасс между собой и с другими материалами. Для данного случая режим склеивания таков: t = 140...150 °С, p = 0,5...1,0 МПа, τ = 30...60 мин.

№ 17. «Особенности изнашивания гильзы цилиндра и технологический процесс её восстановления.»

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: