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].
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.
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.