Электронно-лучевая наплавка в вакууме

Электронно-лучевая наплавка в вакууме (ЭЛНВ) осуществляется в вакууме за счет плавления основного и присадочного материалов с помощью электронного луча.

Электронныйлучявляется высококонцентрированным источником энергии. При ЭЛНВ электронный пучок позволяет раздельно регулировать нагрев и плавление основного и присадочного материалов, а также свести к минимуму их перемешивание. Наплавка производится с присадкой сплошной или порошковой проволоки. Так как наплавка производится в вакууме, то шихта порошковой проволоки может состоять из одних легирующих компонентов. ЭЛНВ позволяет получать слои малой толщины и с незначительным проплавлением основного металла.

В состав установки для ЭЛНВ износостойких покрытий входят вакуумная камера 2 (рис. 10.24)со средствами создания разряжения (вакуумная станция 10), рабочий стол 4 с механизмами установки, закрепления и перемещения изделия; электропривод 8, 9 механизмов перемещениянаплавляемого изделия, устройство 5для дозированной подачи порошкового материала в зону расплава и энергетическая станция с блоком управления в единой стойке 1.

Рис. 10.24. Схема установки для электронно-лучевой наплавки в вакууме: 1 - стойка энергетической станции и блока управления; 2 - вакуумная камера; 3 - наплавленный слой (покрытие); 4 - электронная пушка; 5 - порошковый дозатор; 6 - наплавляемое изделие; 7 - рабочий стол с механизмами установки, закрепления и перемещения изделия; 8, 9 - электропривод перемещения наплавляемого изделия; 10 - вакуумная станция.

Вакуумная станция 10 создает в вакуумной камере; рабочее давление 10^-1 Ра. Сканирующий электронный луч, сформированный электронной пушкой 4, попадая на поверхность наплавляемого изделия 6образует зону расплава в которую посредством дозатора 5 поступает порошковый наплавочный материал. При заданном вращении и перемещении детали на ее поверхности формируется покрытие 3. Все параметры нанесения покрытия, вращения и перемещения контролируются компьютерным блоком управлением расположенным в единой стойке 1.

Для ЭЛНВиспользуются порошки  размером (дисперсностью) 50 – 350 мкм. При дисперсности менее 50 мкм порошки недостаточно сыпучи в вакууме и поэтому трудно обеспечить их подачу непосредственно в ванну расплава. Для расплавления порошков крупнее 350 мкм требуется больше энергии, что приводит к дополнительному проплавлению основы, увеличению остаточных напряжений и росту зерна в покрытии.

В основном покрытия, полученные ЭЛНВ, применяют для защиты поверхностей, подвергающихся различным видам абразивного и эрозионного изнашивания. Так как технология ЭЛНВ удобна для нанесения «толстых» покрытий, то её применяют для восстановления деталей с толщиной изношенного слоя до 10 мм.

Химический и фазовый состав наплавляемого покрытия выбирают с учетом условий работы конкретной детали. При этом износостойкость покрытий, полученных ЭЛНВ, значительно превышает износостойкость покрытий, наносимых традиционными методами (в 2 – 5 раз) по сравнению с намыленными порошковыми покрытиями и в 1, 5 – 2 раза по сравнению с намыленными и оплавленными порошковыми покрытиями.

Основные достоинства ЭЛНВ: возможность подачи композиционного наплавочного материала в ванну расплава; рафинирование наплавляемого металла, благодаря вакуумной среде, в которой производится наплавка; возможность плавной и точной регулировки мощности электронного луча, следовательно, минимальное проплавление основы и неизменный химический состав; простота задания необходимых размеров наплавочной ванны; небольшие размеры ванны расплава, концентрированный ввод энергии и значительный перегрев ванны в зоне действия электронного луча способствуют растворению твердых частиц в сварочной ванне, а минимальное время ее существования за счет быстрого теплоотвода и большой скорости охлаждения расплавленного металла формируют пересыщенный твердый раствор легирующих элементов в матрице.

Однако наличие вакуумной камеры усложняет механические системы перемещения деталей и электроннойпушки, загрузки и выгрузки деталей, ограничиваетразмеры обрабатываемых деталей и, наконец, увеличивает время полного цикла наплавки.

Лазерная наплавка

Лазерная наплавка — метод нанесения материала при помощи лазерного луча, использующегося для создания ванны расплава, куда подается материал. В качестве присадки могут использоваться как порошки, так и проволоки. В отличие от ранее рассмотренных способов наплавки, плавление поверхностных слоев основного металла минимально, а свойства покрытия определяются в основном свойствами присадочного материала.

Различают три основных способа создания покрытий порошковой лазерной наплавкой: оплавлением предварительно нанесенных порошков (шликерный способ); переплавка покрытий ранее полученных плазменной наплавкой и подача (боковаяили коаксиальная) газопрошковой смеси.

⇐ Предыдущая53545556575859606162Следующая ⇒

Поделиться: