Методы восстановления и упрочнения деталей

 

Производственный цикл восстановления деталей реализуется по схеме очистка - дефектировка — восстановление — упрочнение.

Очистка. Одной из операций ремонтного производства является очистка деталей от загрязнений. От нее в значительной мере зависит качество восстанови­тельных работ. Эксплуатация карьерного т. п. с. в зоне высокой запыленности является причиной отложения большого количества токопроводящей и абразивной пыли на деталях электрических машин и аппаратов, ходовых частях и внутрен­них полостях пневматического оборудования. Содержание составляющих пыли приведено в табл. 9.

Отложение металлосодержащих ферромагнитных частиц в магнитных зазорах реле и защитных аппаратов резко изменяет ток уставки, что является основной причиной их разрегулировки и ложного срабатывания. Увлажнение пылевых отложений приводит к перекрытию дугой изоляционных промежутков при рабо­чем напряжении. Очистку от пыли внутрикузовного оборудования производят продувкой с одновременным отсосом пыли из кузова. При продувке тяговых двигателей отсос воздуха производят через нижние коллекторные люки. Сжатый воздух под давлением 196 — 294 кПа направляют по гибким шлангам с наконечниками в вентиляции

Таблица 9

Составляющие пыли	Содержание составляющих пыли на различных карьерах, %
ССГОК1	ЛГОК 2	ДФДК3	Экибастуз­уголь 4
Железо общее (Fe2O3)	30, 31	34, 99	34, 32	4, 85
Закись железа (FeO)	19, 26	5, 1	0, 28	0, 28
Железо металлическое (Fe)	2, 70	1, 78	—	—
Медь (Си)	1, 76	0, 61	0, 15	0, 13
Цинк (Zn)	0, 34	—	0, 17	0, 043
Окись кальция (СаО)	4, 53	2, 90	14, 15	3, 19
Окись магния (MgO)	2, 10	3, 41	4, 08	0, 80
Окись алюминия (А12О3)	4, 42	4, 70	4, 17	15, 50
Фосфор (Р)	0, 12
Сера (S)	0, 83	_	2, 93	0, 49
Кварц (SiOj)	33, 63	46, 53	39, 75	33, 96
Уголь	—	—	—	40, 76
1 ССГОК — Соколовско-Сарбайский горнообогатительный комбинат.
2 ЛГОК — Лебединский горнообогатительный комбинат.
3 ДФДК — Докучаевский флюсодоломитный комбинат.
4 Экибастузуголь — производственное объединение по добыче угля.

 

онные отверстия остова.

Очистку деталей механического оборудования (рам тележек, колесных пар и т. п.) производят в моечных машинах: проходных (ММД-6, ММД-16, ММД-27) или тупиковых (ММД-12), имеющих по две камеры. В первой камере слой загрязне­ний омыливается и размягчается под химическим воздействием 2 — 3 %-ного раствора каустической соды, а во второй под действием струй воды, подогретой до температуры 80 — 90 °С, удаляются остатки загрязнений. Раствор и вода циркулируют в машине по замкнутому циклу (рис. 7). Для обмывки деталей тяговых двигателей применяют специальные моечные камеры.

Внутренние полости трубопроводов подвергают химическому способу очистки. Пакеты труб погружают в ванну с 8— 10%-ным раствором каустической соды, подогретым до температуры 70 — 80°С, на 8—10 ч. Далее промывают водой с покачиванием и очищают в ванне с ингибированной соляной кислотой в течение 5 ч. Затем промывают проточной водой и пассивируют погружением в ванну с раствором двухромокислого калия и соды на 20 мин для образо­вания защитной пленки.

Воздушные резервуары после наружной обмывки очищают внутри: пропарка в течение 30 — 40 мин острым паром, затем промывка горячей водой через введенный внутрь патрубок с соплами, повторная пропарка острым паром в течение 15 мин, гидравлическое испытание и удаление остатков загрязнения. Арматуру пневматической сети: грязесборники, фильтры и т. п.— очищают в ванне с раствором следующего состава, г/л: кальцинированная сода — 30, тринатрий-фосфат — 10, сульфанол НП-1-2 погружением с выдержкой 5 — 10 мин и последующей промывкой.

Для очистки деталей электрических аппаратов из черных и цветных металлов применяют механические средства очистки: сталеструйная и гидроабразивная. Для очистки деталей из черных металлов и дугогасительных камер приме­няют стальной или чугунный песок фракции 03 или 05, а также дробь диаметром до 2 мм, твердостью 300—380 НВ.

Детали из цветных металлов очищают алюминиевым песком твердостью 70—100 НВ. Очистку выполняют в специальной камере, где рабочее тело выбрасывается из сопла сжатым воздухом давлением 490 — 550 кПа. При гидро­абразивной очистке суспензия (вода — абразив) разгоняется сжатым воздухом давлением 441—490 кПа и подается на очищаемую поверхность. Концентрации смеси: 8, 0—10 г абразива (кварцевый песок, электрокорунд марки 2ОН) на 100г воды. Очистку производят в камере с приставкой для приготовления, подачи и очистки суспензии. Этот метод применяют также для очистки поршней дизеля от

нагара. Более эффективный метод очистки поршней — косточковой крошкой и стеклошариками. Стеклошарики диаметром 1, 5—2 мм на очищаемую поверхность подаются сжатым воздухом давлением 392 — 490 кПа. После обработки в течение 1—2 мин поршень обмывают в моечной камере водой с добавлением кальцинированной соды при температуре 80—85 °С под давлением до 294, 2 кПа. Различные фильтры дизеля с наполнителем очищают обдувкой паром с темпе­ратурой свыше 100 °С под давлением 686 кПа. Продувку паром чередуют с обдувкой распыленным дизельным топливом.

Качественная очистка от прочих нагарообразований обеспечивается в расплаве солей. Деталь погружают в смесь расплавленных при температуре 250 °С солей: хлористого натрия — 5 %; едкого натра — 65 %; азотнокислого натрия — 30 %. После обработки детали помещают в ванну с 12%-ным раствором соляной кислоты, затем промывают в горячей и холодной воде. Этот метод эффективен для очистки поршней дизелей, наполнителей фильтров компрессоров, деталей маслонасосов и т. п.

Смолистые отложения в трубках масляных секций холодильников удаляют моющим синтетическим препаратом AM-15. Вначале секции продувают сжатым воздухом, затем погружают в моечную установку и прокачивают раствор через секции в течение 1—2 ч и еще раз продувают.

Старую краску удаляют путем нанесения на стенки кузова пасты: негашеная известь — 43 %; сеяный мел — 30 %; каустическая сода — 18 %; мазут — 9 %. Нанесен­ную пасту через 3 — 5 ч снимают шпателем вместе с размягченной старой краской и шпатлевкой. Для растворения и нейтрализации оставшихся щелочей поверхность кузова обильно смачивают 2 %-ным раствором уксусной кислоты и промывают теплой водой.

Дефектоскопия. Ее производят с целью выявления в деталях скрытых дефектов, являющихся потенциальной причиной внезапных отказов в эксплуатации. Применяют следующие методы дефектоскопии.

Акустический метод дефектоскопии (остукиванием) применяют для текущего контроля болтовых соединений, плотности посадки детали. Низкий тон, дребез­жание свидетельствует о наличии ослабления соединений, посадки, наличии трещин в предварительно напряженной детали (бандаже колесной пары) и т. д.

Метод цветной дефектоскопии основан на активном проникновении смачиваю­щей жидкости в трещины и поры контролируемой детали, а затем в капил­ляры проявляющего покрытия. Состав смачивающей жидкости: керосин —80%; трансформаторное масло —15%; скипидар —5%; краска «Судан-3» — 10—15 г/л или красная проникающая жидкость К (МРТУ 6-10-750—68). Состав проявляющего покрытия: 600—700 г каолина на 1 л воды или белая проявляющая жидкость М (МРТУ 6-10-749-68).

Технология проверки: деталь очищают и обезжиривают, поверхность детали обильно смачивают проникающей жидкостью, далее наносят проявляющую жидкость, производят осмотр детали с использованием лупы. Трещина выявляется в виде четкой линии.

Метод обеспечивает выявление трещин глубиной 0, 01—0, 3 мм и шириной раскрытия 0, 001—0, 002 мм и более. Его применяют преимущественно для контро­ля крупных деталей: элементов рам тележек и кузова, колесных центров, авто­сцепки и т. д.

Методом магнитной дефектоскопии обнаруживают поверхностные и скрытые дефекты. Для создания в проверяемой детали магнитного поля применяют дефектоскопы следующих типов (табл. 10).

В качестве индикатора применяется магнитный порошок ПЖ-40М (порошок железный очень мелкий) или ПЖ-4М. Индикацию производят сухим порошком или методом суспензии. Суспензию приготовляют смешением 150—175 г порошка с 1 л жидкой основы (смесь трансформаторного масла и керосина). Перед проверкой предварительно испытывается качество магнитной смеси и эффективность действия дефектоскопа на контрольном эталоне.

Технология проверки: деталь тщательно очищают от загрязнений до металличе­ского блеска, дефектоскоп накладывают на деталь и включают, суспензией покрывают участки детали, находящиеся в зоне действенной проверки, и осматри­вают. Нарушение сплошности выявляется скоплением темного порошка на белом фоне детали. Дефектоскопирование ведется последовательным перемещением дефектоскопа и поворотом детали. После проверки производят размагничивание детали. Детали с темной поверхностью проверяют цветным магнитным порошком.

 

Таблица 10

Тип дефектоскопа	Технические данные
Диаметр проверяемой детали, мм	Зона проверки, мм	Область применения
ДКМ-1	200-250		Шейки осей колесных пар, валы электрических машин, ко­ленчатые валы
ДГС-М-53		200-250	Шейки и средняя часть оси, бандажи, детали автосцепки и рессорного подвешивания
ГПЗ-1	—	Периметр кольца	Детали подшипников каче­ния
ДГЗ-57	-	3—4 зуба	Зубчатые венцы и шестерни тягового привода

 

Магнитной дефектоскопии подлежат следующие детали:

Механическое оборудование
1. Оси колесных пар: шейки под моторно-осевые и буксовые подшипни­ки, средняя часть оси	При всех видах освидетельствова­ния колесных пар
2. Венцы зубчатых колес	То же
3. Бандажи колесных пар: внутрен­няя и наружная поверхности	Перед насадкой новых, после на­плавки гребня или исправления де­фектов на круге катания
4. Коренные листы рессор, хомуты	При ремонте рессор с разборкой
5. Рессорные болты и балансиры	При производстве ремонтов ТР-3 и заводских, а также при всех случаях ремонта наплавкой
6. Подбуксовые струнки, детали ша­ровой связи возвращающего устрой­ства и межтележечного сочленения	То же
7. Детали автосцепного устройства: корпус автосцепки, валик (клин), маят­никовые и поддерживающие болты, тяговые полосы хомута	При ремонте с полной разборкой, а также во всех случаях ремонта правкой или наплавкой
8. Детали тормозной рычажной пе­редачи: рычаги, шейки тормозных валов	При производстве ремонтов ТР-3, а также во всех случаях ремонта правкой или наплавкой
9. Сварные швы всех соединений механической части	При подозрениях на нарушение сплошности, заварке трещин в элемен­тах рам тележек и кузовов
10. Тяги механизма опрокидывания кузова моторных думпкаров	При ремонте с полной разборкой, а также после правки или сварки
11. Детали буксовых подшипников	Во всех случаях ремонта с полной разборкой
Электрические аппараты
Шейки валов аппаратов с групповым приводом, штоки поршней, зубчатые рейки, коленчатый вал пневматического двигателя	При производстве ремонтов ТР-3 и заводских, а также во всех слу­чаях ремонта правкой или наплавкой
Пневматическое оборудование
1. Коленчатый вал компрессора, ша­туны, шатунные болты, пальцы	При ремонте с полной разборкой
2. Штоки поршней цилиндров опро­кидывания и тормозных цилиндров	То же
Электрические машины
1. Валы якорей	При ремонте с полной разборкой, а также после ремонта шеек наплавкой
2. Полюсные и коллекторные болты, детали моторно-якорных подшипников	При ремонте с полной разборкой
Дизель
1. Коленчатый вал, поршни, шатуны и шатунные болты, пальцы	То же
2. Детали газораспределительного механизма	При ремонте с полной разборкой

 

Ультразвуковой метод дефектоскопии используется для выявления дефектов, залегающих в глубине детали. Высокая разрешающая способность позволяет применять его также для безразборного диагностирования. Применяют несколько типов дефектоскопов: УЗД-64, 2ДМ-1М, ДУК-ПИМ.

Технология проверки: работу дефектоскопа предварительно проверяют на эталоне. Поверхность детали очищают от загрязнений, шлифуют и для улучшения акустического контакта смазывают машинным маслом. Прижимают щуп к поверх­ности детали. Индикация дефектов производится по импульсу на экране электрон­но-лучевой трубки, а также световому и звуковому сигналу. Перемещением щупа по детали устанавливают границы трещины, а глубиномером — глубину залега­ния дефекта. Ультразвуковому контролю подлежат: подступичные части осей колесных пар, коленчатые валы и поршни дизелей, полюсные болты электри­ческих машин (без разборки), сварные швы на ответственных узлах.

Результаты проверок деталей регистрируют в специальном журнале установ­ленной формы. Детали с обнаруженными трещинами и другими дефектами учитываются в журнале регистрации ответственных деталей т. п. с. Записи заверяют дефектоскопист и мастер. Дефектоскопы подвергают ревизии не реже 1 раза в 6 месяцев. Проверку электрических характеристик производят не реже 1 раза в год.

Восстановление. Детали восстанавливают металлизацией, сваркой, наплавкой или электролитическим покрытием.

Металлизацию при ремонте деталей применяют с целью восстановления изношенных поверхностей, повышения их износостойкости, исправления техноло­гических дефектов. Технические характеристики электрометаллизаторов приведены в табл. 11.

Тип аппарата	Напряжение дуги, В	Рабочий ток, А	Давление воздуха, кПа	Расход сжатого воздуха, м3/мин	Диаметр проволоки, мм	Скорость подачи проволоки, мм/мин	Масса аппарата,
ЭМ-ЗА ЭМ-6	30-50 25-50	100-150	441, 3-588, 4 490, 3-588, 4	1, 2 0, 8-0, 9	1-2 1, 15-2, 5	1, 4 0, 7-5, 5	2, 2

 

Поверхность, подлежащую восстановлению, зачищают и процесс металлизации начинают сразу после зачистки. Деталь должна иметь температуру окружающей среды, но не ниже 7 — 8 °С. Расстояние от сопла до изделия должно быть 80—180 мм (при нанесении цветных металлов — в пределах 70 мм). Толщина нара­щиваемого слоя за один проход должна быть не более 0, 5 мм. Наибольшая толщина наращиваемого слоя на цилиндрической поверхности детали может достигать 4 мм, а на плоской детали — 1, 2 — 2, 2 мм. Детали, работающие с динамическими нагрузками, после металлизации подвергают спеканию в газовой печи при температуре 1030—1050 °С в течение 3 —6 ч.

Токарную обработку производят резцами с пластинками из твердого сплава с применением эмульсионного охлаждения. Последующее шлифование производят электрокорундовыми кругами Э46 СМГК. Детали, работающие в условиях трения, после механической обработки выдерживают в нагретом до температуры 100-120 °С масле в течение 2 —3 ч. Для проверки качества покрытия применяют метод визуального контроля с целью выявления наружных дефектов: раковин, отставания слоя по краям, увеличения фракции частиц напыленного металла. Остукиванием определяют качество сцепления.

Восстановлению подлежат детали механического оборудования: валики рессор­ного подвешивания и тормозной рычажной передачи, шкворни межтележечного сочленения и возвращающего устройства, вкладыши моторно-осевых подшипников; дизеля; шейки коленчатого вала, головки шатунов, поршневые пальцы; электри­ческих аппаратов: шейки валов с групповым приводом, шейки коленчатого вала пневмодвигателя; пневматического оборудования: шейки коленчатого вала компрес­сора, штоки поршней цилиндров опрокидывания; электрических машин: шейки валов.

Сварка и наплавка — наиболее распространенные методы восстановления. Требования, предъявляемые к процессу наплавки, следующие. Наплавку применять автоматическую или полуавтоматическую с использованием высокоэффективных наплавочных материалов; технология нанесения слоя должна обеспечивать высокое качество наплавленного металла, хорошую обрабатываемость твердосплавным инструментом, возможность термической обработки до заданной твердости; износостойкость наплавленного слоя должна обеспечивать при заданных условиях эксплуатации необходимый технический ресурс детали.

Прогрессивная технология предусматривает применение износостойких мате­риалов. Наиболее рациональной следует считать первичную структуру с содержа­нием марганца 1, 7 — 2, 0% и хрома до 2, 0 — 2, 5%. Эти корбидообразующие элементы обеспечивают наплавленному металлу необходимую твердость и прокаливаемость. Содержание углерода в наплавленном слое в пределах 0, 25 — 0, 3 % обеспечивает появление закалочной структуры и гарантирует от появления горячих трещин. Присадочный металл с такими свойствами может быть получен при применении порошковых проволок или обычных проволок и керамических флюсов. Благодаря применению порошковых проволок можно механизировать процесс наплавки и восстанавливать детали, работающие в режиме сухого трения, обеспечив при этом требуемую износостойкость наплавленного слоя, которая может быть повышена последующей термообработкой; повысить производитель­ность наплавочных работ в 5 раз; получить экономию на 1 т наплавочного металла до 5 тыс. руб.

Типы порошковых проволок и свойств наплавленного металла приведены в табл. 12, а способы наплавки соответствующими проволоками и объекты ремонта — в табл. 13.

Таблица 12

Марка проволоки	Химический состав, %	Твердость наплавленного слоя, HRC, после
С	Сг	Мn	Si	W	V	Мо	Ti	наплавки	отжига	закалки и отпуска
ПП-АН120	0, 18	1, 8	1, 8	0, 6	_	_	0, 7	_	35-40	180 НВ	40-42
ПП-АН103	1, 8	12, 0	0, 6	0, 6	—	—	0, 8	—	40 — 44	27 — 29
ПП-АН104	1, 8	12, 0	0, 6	0, 6	1, 0	0, 25	—	—	40 — 44
ПП-АН124	2, 8	17, 0	1, 0	0, 6	—	—	—	—	42 — 48
ПП-АН121	0, 2	1, 1	1, 2	0, 65	—	0, 2	—
ПП-ТНЗОО	0, 1/	0, 43	0, 8	0, 8	—	—	—
ПП-ТН350	0, 18	0, 45	0, 8	0, 9				0, 9	32 — 38

 

Ориентировочный режим наплавки, обеспечивающий твердость, указанную в табл. 13, при диаметре проволоки 2, 0—3, 0 мм: сила тока 200 — 350 А; напряжение дуги 24—30 В; скорость подачи проволоки 120—160 м/ч. Указанный ре­жим может меняться в зависимости от марки применяемой проволоки и требуемой твердости наплавленного слоя. Рекомендуется применение полуавтоматов А765, А1197, наплавочных аппаратов А580, А384-МК, станков У651, У654.

Для наплавочных работ при восстановлении деталей из углеродистых сталей всех видов оборудования т. п. с. рекомендуется применять керамический флюс АНК-18 и АНК-40 в сочетании со стандартной углеродистой проволокой Св-08А (ГОСТ 2246 — 70) или Св-08Г2С. Твердость наплавленного металла можно изменить в диапазоне от 30 до 45 HRC. Флюс имеет хорошие технологические свойства: устойчивое горение дуги, в наплавленном металле отсутст

Таблица 13

Марка проволоки	Способ наплавки	Объекты наплавки
ПП-АН103	Автоматическая под флюсом АН-20 или АН-15	Валики рессорные и балансирные, ножевые опоры, рессорные опоры и накладки
ПП-АН104	То же	Корпус автосцепки (боковые грани хвосто­вика), валик
ПП-АН120	Автоматическая под флюсом АН-348	Детали усиленного автосцепного устройства: вкладыш, упорная плита, внутренняя и тор­цовая поверхности хвостовика, гнездо валика и тяговые полосы хомута. Детали опор кузоза, центральных и боковых, возвращающего уст­ройства
ПП-АН121	Автоматическая от­крытой дугой	Валики тормозной рычажной передачи, рес­сорные болты, шпинтоны рессор, детали пру­жинной подвески автосцепки, гребни бандажей колесных пар (для легких режимов работы)
ПП-АН124	То же	Валики механизма открывания бортов, удар­но-тяговые поверхности головы автосцепки. Детали межсекционных и межтележечных со­членений
Примечание. Для деталей, работающих в особо тяжелых условиях (гребни бандажей колесных пар, детали ударно - сцепных устройств), следует применять порошковую проволоку марки ПП-АН105. Наплавленный металл содержит Мn - 12-14%, С - 0, 4-0, 45% и обладает свойством самоупрочняться.

 

вуют поры и трещины, обеспечивается плавный переход к основному металлу, шлак легко отделяется в горячем состоянии. Химический состав наплавленного металла, % (по массе): углерод — 0, 2 —0, 4; марганец — 1, 0—1, 8; кремний —0, 5; хром — 2, 5 —5, 0; сера — 0, 04; фосфор — 0, 04. Рекомендуемые режимы наплавки приведены в табл. 14.

Таблица 14

Диаметр проволоки, мм	2, 0	3, 0	4, 0	5, 0
Ток, А
Напряже­ние дуги, В	22-28	28-32	35-42	24-30	32-38	37-43	31-38	37-43	24-30	33-39

 

Скорость наплавки 25 — 35 м/ч. Полярность обратная. Используя технологи­ческие свойства флюса, можно получить твердость в широком диапазоне, для чего изменяют напряжение дуги (при неизменном токе) или производят корректировку состава флюса. Корректировка заключается в смешивании флюсов АНК-18 и АН-348 в определенных соотношениях, при этом сохраняются высокие технологические свойства керамического флюса и достигается заданный предел твердости. Рекомендации по корректировке состава флюса представлены в табл. 15.

Механическую обработку наплавленных деталей производят инструментом с режущими пластинами из твердого сплава Т15К6 или Т14К8. Для обработки наплавленного слоя повышенной твердости рекомендуется применять резцы с пласти­нами из твердого сплава ТТ7К12 или ТК12В, а наплавленного слоя из марганцовистой стали — резцы с пластинами из сплава ТТ10К8-Б. Твердость, заданную в табл. 15, достигают термической обработкой деталей. Флюс АНК-40 обычно не корректируют. При восстановлении деталей наплавкой применяют пластинчатые электроды и порошковую ленту (ПЛ-АН101, ПЛ-АН102), а также многоэлектродную и вибродуговую наплавку.

 

Таблица 15

Вариант смеси	Соотношение состовляющих в частях (по объему)	Твердость наплавленного слоя, НВ	Вариант смеси	Соотношение состовляющих в частях (по объему)	Твердость наплавленного слоя, НВ
АНК-18	АН-348	2-го	3-го		АНК-18	АН-348	2-го	3-го
	0, 5	1, 0				2, 0	1, 0
	0, 75	1, 0				3, 0	1, 0
	1, 0	1, 0				1, 0	-

 

Для сварочных работ при ремонте кузова моторных думпкаров и других работах, связанных со сваркой малоуглеродистых и низколегированных сталей со швами различной конфигурации, применяют порошковые проволоки (табл. 16).

Марка проволоки	Диаметр, мм	Режим наплавки	Механические свойства
Ток, А	Напряжение дуги, В	Временное сопротивление разрыву, кПа	Ударная вязкость, кДж/м2
ПП-АН1	2, 8	200-350	24-28		5, 8
ПП-АН4	2, 5	200-500	25-32		12 7
ПП-АН8	2, 5-3	200-500	25 - 31		12, 7
ПП-АН9	2, 5	360-420	27 — 30		12, 7

 

Проволока ПП-АН1 рекомендуется вместо электродов рутилового типа диаметром 4 — 5 мм. Проволоки ПП-АН4 и ПП-АН8 предназначены для сварки в среде углекислого газа взамен проволоки Св-08Г2С. Качество швов сварных соединений следует контролировать систематически на всех этапах производ­ственного цикла согласно ГОСТ 3242 — 79. После заварки трещин и усиления деталей и узлов конструкции качество сварных швов проверяют визуально, а также методами цветной и магнитной дефектоскопии. Швы в ответственных местах конструкций проверяют методом ультразвуковой дефектоскопии согласно ГОСТ 14782 — 76. Дефекты, обнаруженные в швах заваренных трещин, исправляют, для чего шов дефектного участка удаляют и повторно заваривают трещину. Исправленные швы необходимо повторно контролировать.

Электролитическое покрытие применяют для восстановления изношенных поверхностей, создания износостойкого слоя, защиты от коррозии и придания детали декоративного вида. Преимущества метода: одновременно с восстановле­нием наносится износостойкий слой на черные и цветные металлы, повышающий технический ресурс детали; возможно многократное восстановление детали; исключаются нагревы и связанные с этим появления внутренних напряжений и деформаций; возможен групповой метод восстановления; значительно повышается производительность труда.

Для электролитических покрытий используют постоянный ток, пульсирующий (однополупериодный), переменный асимметричный и ток переменной полярности с изменяющимися амплитудами и периодами времени действия тока. В целях повышения эффективности процесса следует применять определенную форму кривой тока.

К гальваническим ваннам питание подводят от однофазных и трехфазных тиристорных преобразователей. Основными критериями качества электролитических покрытий являются: твердость, износостойкость, сцепление с основным металлом, пористость, коррозионная стойкость. Для декоративных покрытий: блеск, цвет, равномерность.

Толщина покрытия при восстановлении цилиндрической детали

,

где d_H, d_p— диаметры детали соответственно номинальный и перед восстановлени­ем, мм; 2δ — припуск на механическую обработку, мм.

Хромирование применяют с целью восстановления изношенного слоя и создания защитного блестящего покрытия. Хромированием восстанавливают шейки колен­чатых валов, поршневые пальцы компрессоров и дизелей, детали топливной аппаратуры, цилиндры пневматических приводов и другие детали. Защитному покрытию подвергают рефлекторы, поручни, рукоятки управления и т. п. В зави­симости от состава электролита и режима ведения процесса получают покрытия: блестящее, молочное и пористое. Пористое покрытие (точечное или канальчатое) получают анодным травлением. Оно обладает высокими, маслоудерживающими свойствами и высокой износостойкостью. Составы электролитов приведены в табл. 17.

Таблица 17

Вид покрытия	Состав электролита, г/л
Хромовый ангидрид	Серная кислота	Хромистый ангидрид	Железо
Твердое хромирование	150-200	1.5-2, 0	До 4	До 6
Защитно-декоративное хромирование	300-350	3, 0-3, 5	Более 6	Более 4

 

Для твердых покрытий рекомендуется эффективный тетрахромовый электролит, имеющий следующий состав, г/л: хромовый ангидрид — 380 — 460; едкий натр – 50 — 70; трехвалентный хром — 8 — 25; серная кислота — 0, 8 — 1, 6. Процесс ведется при температуре 15 — 25 °С и плотности тока 2000—10000 А/м². Скорость осаждения около 0, 025 мм/ч.

Меднение применяют для восстановления изношенных поверхностей, создания антифрикционных пар, а также как подслой для хромирования и никелирования. Состав сернокислых электролитов и рекомендуемые режимы приведены в табл. 18.

Таблица 18

Состав электролита	Содержание компонентов, г/л	Плотность тока, А/м2	Время электролиза, мин.	Толщина покрытия, мм
Анод	Катод
Номер	Компоненты
I	CuSO4- 5H, O H2SO4 NiSO4 CH4N2S	188, 4 107, 2 0, 05				0, 8
II	CuSO4- 5H2O H2SO4 Декстрин	6, 6

 

Сернокислые электролиты применяют для наращивания изношенных щеточных окон щеткодержателей тяговых двигателей и вспомогательных машин, вкладышей моторно-осевых подшипников.

Осталивание — процесс осаждения железа из водного раствора двухлористого железа. По сравнению с хромированием процесс осталивания имеет следующие преимущества: более высокая производительность, возможность получения осадка толщиной до 5 мм, не требуется дефицитных химических реактивов, возможность получения твердости осадка в диапазоне 170 — 250 НВ, хорошая обрабаты­ваемость, диапазон объектов ремонта значительно расширен. Детали, восстанав­ливаемые этим способом, можно разбить на следующие группы. Детали с вос­станавливаемыми посадочными поверхностями: конические части и шейки валов электрических машин, кольца подшипников, конические части шкворней. Трущиеся детали: валики рессорного подвешивания, тормозной рычажной передачи, механизма открывания бортов, межтележечного сочленения и возвращающего устройства.

В качестве анодов используют сталь 10 и сталь 20. Конфигурации детали и анода должны быть идентичны, а соотношение площадей поверхности анода и поверхности катода рекомендуется выдерживать 1: 2. Состав электролитов и режимы электролиза при горячем осталивании приведены в табл. 19.

Таблица 19

Coстав электролита	Концентрация, г/л	Режимы электролиза	Скорость осаждения осадка, мм/ч
Номер	Компоненты	Температу­ра, °С	Плотность, А/м2	Род тока
I	Хлористое железо Хлористый мар­ганец Соляная кислота	200 100 0, 8-1, 0	60-80	2000-6000	Постоянный	0, 2-0, 5
II	Хлористое железо Хлористый нат­рий Соляная кислота	400 50 1, 0	18-25	3000-6000	Перемен­ный асим­метричный	1, 0-1, 2

 

Электролит приготавливают в гальваническом цехе из обезжиренной сталь­ной стружки, обработанной водным раствором соляной кислоты с добавлением соответствующего количества хлористого натрия или хлористого марганца. Затем корректируют кислотность.

Наряду с горячим осталиванием применяют метод холодного осталивания. Состав электролита: хлористое железо — 200 г/л; йодистый калий — 20 г/л; соляная кислота до рН = 1, 3 ÷ 1, 5. При осталивании применяют переменный асимметрич­ный ток. Повышение твердости слоя получают термообработкой.

Никелирование применяют как антикоррозионное и декоративное покрытие. Никель осаждают на медную подслойку, затем шлифуют и полируют. Для никелирования с легко полирующимся осадком применяют электролит следующего состава: сернокислый никель — 70—100 г/л; борная кислота — 20 г/л. Процесс ведут без перемешивания электролита при температуре 20 - 40 ^СС и плотности тока 100 А/м². Никелированию подвергают поручни, рефлекторы, рукоятки управления, оконные решетки и др.

Цинкование применяют для предохранения от коррозии деталей аппаратов, крепежные изделия из черных металлов. Состав электролита, г/л: сернокислый цинк —215; сернокислый алюминий — 30; алюминиевые квасцы — 45 — 50; сернокислый натрий — 50—160; декстрин — 10. Процесс ведут без перемешивания электролита при температуре 18 — 25 °С и плотности тока 100 — 200 А/м². Аноды изготавливают из электролитического цинка. После цинкования детали пассивируют и просушивают.

Упрочнение. Повышение ресурса новых и восстановленных деталей путем упрочнения рабочих поверхностей является важнейшим этапом производственного цикла. Наиболее распространенные методы упрочнения: накат (наклеп), термическая и термохимическая обработка, наплавка и напыление износостойкими материалами.

Наклеп применяют в целях повышения износостойкости трущихся пар и усталостной прочности стальных деталей, подверженных действию циклических нагрузок.

Наиболее распространенными являются дробеструйный и центробежный наклепы. Дробеструйный наклеп выполняют на пневматических или механических дробометах. При этом струя металлической дроби падает с высокой кинетической энергией на поверхность детали под углом 70°.

Предел усталостной прочности детали после дробеструйного наклепа повышает­ся на 20 — 40 %. Центробежный наклеп осуществляют ротационными упрочнителями, воздействием на поверхность детали стальными шариками. Глубина наклепанного слоя достигает 1, 5 мм, твердость повышается на 50%. Упрочнению подвергают листы рессор, пружины, подступичные части, галтели осей колесных пар, шейки коленчатых валов.

Для повышения усталостной прочности сварных швов и наплавленных слоев металла применяют поверхностный наклеп многобойковыми упрочнителями. Упрочнитель состоит из пучка упрочняющих проволок (27 — 60 шт.), вмонтирован­ных в пневматический молоток КМ-5 с числом ударов 1600 в минуту. Метод эф­фективен для швов рам тележек, хребтовых балок, верхних и нижних рам думпкаров.

Упрочнение обкаткой осуществляют путем воздействия на обрабатываемую поверхность шариком или роликом под определенным давлением. Преимущественно применяют упрочняюще-сглаживающую обкатку, которая наряду с повышением усталостной прочности и твердости обеспечивает снижение шероховатости поверх­ности на 2 — 3 класса. Упрочнению обкаткой подвергают детали из черных и цветных металлов: галтели и шейки осей, поверхность круга катания бандажей колесных пар, шейки коленчатых валов, коллекторы электрических машин. Однако положительное влияние наклепа наблюдается только до определенной для данного металла степени упрочнения. В случае превышения определенной степени упрочнения появляются микроскопические трещины, хрупкость и происходит отслоение упрочняемого слоя. Это относится прежде всего к бандажам, поверх­ности которых в процессе эксплуатации подвергаются непрерывному упрочнению обкаткой.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Балансировка и досборочная обработка деталей
2. Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин.
3. Влияние на усталостную прочность состояния поверхности и размеров деталей
4. Деталей и блоков аппаратов ингаляционного наркоза и ИВЛ
5. Для деталей ступенчатых валов
6. Игра для восстановления речи
7. Игра для восстановления речи
8. Изготовление деталей холодной объемной штамповкой
9. ИНЖЕНЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИЙ
10. Исследование точности обработки деталей
11. Классификация способов восстановления деталей.
12. КОНТРОЛЬ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ