Электротермическая наплавка порошковых покрытий на узлы трения

 

Гафо Ю.Н., Кузнечик О.О. (ГНУ ИПМ, г. Минск, РБ)

 Сосновский И.А., Кашицин Л.П.,Cосновский А.В., Клименко С.Е.  (ОИМ НАН Беларуси, г. Минск, РБ)

Cосновский С.И. (БНТУ, г.Минск, РБ)

 

The results of studying the processes of thermal-electric surfacing stated in the given paper.

 

Повышение эффективности процессов получения функциональных (износостойких, антифрикционных и коррозионностойких) покрытий на стальных поверхностях деталей и инструмента является актуальной задачей для сварочного производства, решить которую можно с помощью электротермической наплавки, осуществляемой с использованием установок индукционного нагрева и машин контактной сварки. С учетом этого, в результате совместных исследований, проведенных в Институте порошковой металлургии, Объединенном институте машиностроения НАН Беларуси и БНТУ разработаны новые технические решения, включающие в себя:

- технологическое оборудование, в состав которого могут входить источник электротермического нагрева, привод перемещения и средства контроля и регулирования технологических режимов;

- технологические процессы индукционной центробежной наплавки и электроконтактной наплавки порошковых материалов на основе бронзы и самофлюсующихся сплавов систем Ni-Cr-B-Si и Fe-Cr-B-Si на стальные поверхности.

Областями применения разработанных технологий и оборудования для электротермической наплавки порошковых материалов являются изготовление, восстановление и упрочнение покрытиями стальных деталей автотракторной, строительной, сельскохозяйственной, мелиоративной, буровой техники, железнодорожного транспорта, оборудования нефтехимической, перерабатывающей и станкостроительной промышленности.

Разработанные технологии электротермической наплавки порошковых материалов обеспечивают следующие технико-экономические преимущества:

·                       увеличение срока службы деталей;

·                       восстановление первоначальной геометрии поверхностей детали и инструмента;

·                       получение деталей и инструмента с заданными физико-механическими свойствами рабочих поверхностей;

·                       отсутствие операций предварительной и окончательной термообработки;

·                       возможность осуществления модернизации имеющихся технологических установок для электротермической наплавки порошковых материалов и обеспечение тем самым высокой окупаемости и низкой себестоимости получаемой продукции;

·                       экономия высоколегированных и цветных сплавов;

·                       экологическая чистота в условиях производства при внедрении разработанных технологических процессов.

Основу разработанных технологий электротермической наплавки порошковых материалов составляют:

- индукционная (рис. 1) и электроконтактная наплавка и сварка (рис. 2);

- разработанные методики и устройства для контроля и регулирования (рис.3) технологических режимов центробежной и индукционной, а также электроконтактной наплавки и сварки металлов, обеспечивающие при необходимости возможность регистрации скорости вращения, температуры, усадки, силы электрического тока и давления воздуха в приводе сжатия электродов.

Рисунок 1 – Процесс нанесения функциональных покрытий с помощью индукционной центробежной наплавки

Рисунок 2 – Процесс электроконтактной сварки и наплавки

 

Исходным сырьем в разработанных технологиях служат порошки, стружка, гранулы, обрезки, прутки, отходы различных металлов и сплавов на основе меди, железа, никеля, вольфрама, например, БрОФ10-1, БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрОС1-22, ПМС-1, ПР-Х4Г2Р4С2F, ПГ-СР1, ПГ-СР2, ПГ-СР3, ПГ-СР4, ПГ-УС25, ПГ-10Н-01, ПГ-10Н-02 и др.

Рисунок 3 – Общий вид устройства контроля и регулирования технологических режимов при отработке процессов контактной сварки и наплавки

 

Разработанные технологии могут использоваться для получения (рис. 4) подшипников скольжения, гильзовых втулок, втулок правильно-отрезных станков для правки арматурной проволоки, вкладышей подшипников скольжения насосов рефрижераторных установок, износостойких деталей для термопластавтоматов, червячных колес, гаек вентилей, колец синхронизаторов, грузовых и ходовых гаек станочного оборудования, букс, ступиц, зубчатых колес, плашек и фильер, толкателей клапанов, пальцев, лопаток и скребков бетономешалок, рабочих органов почвообрабатывающих машин, электродов для контактной сварки, электрических контактов, алмазных правильных карандашей и заточных кругов, фильтрующих элементов и др.

а) детали с функциональными покрытиями, полученные индукционным методом

б) детали с функциональными покрытиями, полученные электроконтактным

методом

Рисунок 4 – Функциональные покрытия, полученные электротермическими методами наплавки

 

   Таким образом, разработанные технологии получения покрытий методами электротермической наплавки позволяют получать качественные покрытия с высокими физико-механическими свойствами на рабочих поверхностях деталей машин и механизмов широкой номенклатуры.