Разработка технологии восстановления деталей типа «вал» плазменно-порошковой наплавкой

Язык труда и переводы:
УДК:
621.791.92
Дата публикации:
12 мая 2022, 12:44
Категория:
Инновационные технологии ремонта, реновации и восстановления в машиностроении
Авторы
Драгунов Никита Антонович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Слинко Дмитрий Борисович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Проведено исследование по выбору оптимального состава присадочных материалов и отработка оптимального режима наплавки, обеспечивающих получение износостойкого покрытия при восстановлении изношенных деталей типа «вал» методом плазменно-порошковой наплавки. Для повышения производительности и качества наплавочных работ проведена автоматизация установки для плазменно-порошковой наплавки. Сделан вывод, что предложенная технология плазменно-порошковой наплавки с подачей порошкового материала снаружи плазмотрона обеспечивает нанесение покрытий на детали типа «вал» с минимальным проплавлением основного металла и толщиной наплавленного слоя от 0,3 мм и выше с минимальной зоной термического влияния.
Ключевые слова:
ремонт, восстановление, плазменно-порошковая наплавка, износостойкость, ресурс, детали машин
Основной текст труда

Введение

За последние три-четыре десятилетия плазменно-порошковая наплавка получила широкое признание при восстановлении деталей. В последние годы за рубежом применение плазменно-порошковой наплавки развивалось особенно интенсивно, что явилось следствием совершенствования технологии, улучшения надежности и технических характеристик оборудования, а также  снижением его стоимости [1–3].

Методы

В рамках совершенствования оборудования и технологии плазменно-порошковой наплавки была разработана и изготовлена автоматическая установка для плазменно-порошковой наплавки деталей типа «вал» и комплект плазменно-порошковой оснастки, обеспечивающий подачу порошкового материала снаружи плазмотрона. Установка состоит из вращателя, станции водяного охлаждения плазмотрона, источника питания плазменной дуги и стойки,  с установленным на ней пультом управления. Комплект плазменно-порошковой наплавки,  в свою очередь,  состоит из плазмотрона, механизма перемещения плазмотрона и порошкового питателя. Данная установка обеспечивает скоростную наплавку деталей типа «вал» длиной  до 1000 мм и  диаметром до 400 мм.

Предлагаемая технология плазменно-порошковой наплавки с подачей порошкового материала снаружи плазмотрона обеспечивает нанесение покрытий на детали типа «вал» с  минимальным проплавлением основного металла и толщиной наплавленного слоя от 0,3 мм и выше  с минимальной зоной термического влияния.

Схема наплавки с подачей порошка снаружи плазмотрона также  позволяет минимизировать потери порошкового материала,  обеспечить высокую однородность нагрева его частиц и увеличить производительность наплавки по сравнению с другими методами плазменной наплавки  за счет прохождения порошка через наиболее высокотемпературную зону плазменной дуги. Кроме того, при данной схеме наплавки порошок подается в столб плазменной дуги под действием сил гравитации, что исключает необходимость использование транспортирующего газа [4, 5].

Данная технология плазменно-порошковой наплавки  была реализована при восстановлении пальца пневматической сеялки Solitair 9,выполненном из закаленной стали  типа 38ХА. В качестве наплавочных материалов использовались порошки отечественного производства наникелевой основе следующих  марок: ПР-НХ4С3Р, ПР-Н73Х16С3Р3 и ПГ-10Н-01.Наплавка производиласьна следующих режимах:  скорость вращения детали — 20 об/мин, ток наплавки — 200 А, расход наплавочного порошка 50–55 г/мин, суммарный расход плазмообразующего и защитного газов — 10 л/мин.

В результате проведения наплавки на выбранных режимах были получены бездефектные наплавленные валики без пор и трещин.

Для проведения исследования твердости покрытий, наплавленных различными отечественными порошковыми композициями, были изготовлены соответствующие образцы.

Исследование твердости наплавленных образцов проводились по методу Роквелла на стационарном твердомере  марки ТК-2М. В результате были получены следующие средние значения твердости: ПР-Н73Х16С3Р3 — 40…46 ед. HRC; ПР-НХ4С3Р — 38…42 ед. HRC;  ПГ-10Н-01 — 54…59 ед. HRC. На основании полученных данных  можно сделать вывод, что наибольшее значение твердости обеспечивает порошковая композиция ПГ-10Н-01 (54…59 ед. HRC) и, следовательно, она может быть рекомендована для восстановления изношенных деталей типа «вал» сельскохозяйственной техники, в частности, для восстановления пальца пневматической сеялки Solitair 9. Также необходимо отметить, что в рамках данной работы  для повышения производительности и качества наплавочных работ была  проведена автоматизация установки для плазменно-порошковой наплавки.

 

Заключение

 В данной работе проведено исследование по выбору оптимального состава присадочного материала и отработка оптимального режима наплавки, обеспечивающих получение износостойкого покрытия  без пор и трещин при восстановлении изношенных деталей типа «вал» методом плазменно-порошковой наплавки.  Разработанная технология восстановлении пальца пневматической сеялки Solitair 9 с использованием   автоматизированной установки для плазменно-порошковой наплавки внедрена на Калужской МТС.

Литература
  1. Сидоров А.И. Восстановление деталей машины напылением и наплавкой. Москва, Машиностроение, 1987, 192 с.
  2. Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная наплавка. Киев, Экотехнология, 2007, 292 с.
  3. Рябцев И.А. Наплавка деталей машин и механизмов. Киев, Экотехнология, 2004, 160 с.
  4. Ожегов Н.М., Лялякин В.П., Слинко Д.Б. Особенности нанесения тонкослойных покрытий плазменно-порошковой наплавкой стационарной и импульсной дугой. Сварочное производство, 2017, № 10, с. 28–33.
  5. Ожегов Н.М., Пазына В.П. Способ плазменной наплавки. Патент RU 2008148647 А Российская Федерация, 2010, бюл. № 17.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.