Покрытие деталей пластмассами
Пластмассовые покрытия применяют для защиты от коррозии химической аппаратуры и других изделий, а также для выравнивания неровностей их поверхностей. По химической стойкости к действию самых агрессивных сред, таких как концентрированные кислоты и окислители, многие пластмассы превосходят даже благородные металлы (золото и платину). Пленки пластмассы наносят на поверхности деталей машин вихревым или газопламенным напылением или облицовкой листовыми материалами. Для покрытия деталей газопламенным и вихревым методами пригодны только термопластичные материалы в виде мелкодисперсного порошка, который при нагреве переходит в вязкотекучее состояние без существенного разложения, а необходимые физико-механические и химические свойства приобретает после охлаждения.
Ниже указаны материалы, применяемые для покрытия деталей, и температура, °С, заготовки перед напылением.
Полиэтилен:
высокого давления........................................................................180-200
низкого давления...........................................................................200-220
Полипропилен..................................................................................220 - 240
Фторопласт-3....................................................................................260 - 270
Фторопласт-4....................................................................................280 - 300
Процесс нанесения напылением пластмасс аналогичен процессу металлизации напылением, отличаясь от него лишь нагревом заготовок до указанной температуры.
Защитные покрытия обычно делают многослойными. Толщина покрытия зависит от назначения детали и напыляемого материала. При использовании полиэтилена хорошую защиту от коррозии дает покрытие толщиной 0,25 - 0,35 мм, при использовании фторопласта-3 - покрытие толщиной 0,18 - 0,25 мм. Чтобы придать поверхности шероховатость, необходимую для лучшего сцепления с покрытием, и очистить ее от окалины, поверхность подвергают дробеструйной обработке, после чего очищают от пыли, масляных пятен и других загрязнений, а затем фосфатируют. Поверхности заготовки, не подлежащие покрытию, защищают металлической фольгой, жестью и другими материалами, а отверстия закрывают пробками. Перед напылением заготовки нагревают (до температуры на 30 - 50 °С выше температуры плавления пластмассы) в шкафу, обогреваемом газом или электричеством, до температуры 400 °С. Сильный перегрев заготовки приводит к разрушению пластмасс.
Влажность порошка для напыления должна быть не более 0,3 %, размер зерна не более 0,2 мм. Для окраски порошком полиэтилена в него добавляют 1-1,5 % пигмента и 1,5 - 4,0 % диоксида и титана и перемешивают в шаровой мельнице до получения однородного цвета (в течение 40 - 60 мин). Методом вихревого напыления можно наносить и многослойные покрытия. Для этого рядом с нагревательным шкафом располагают две установки для напыления, содержащие соответствующие порошки, и напыляют слой сначала одного, а затем другого порошка. Оплавление и охлаждение обычные.
Вихревым и эжекционным напылением можно покрывать детали из различных металлов и их сплавов (сталь, чугун, алюминий), из керамики и других материалов, выдерживающих нагрев до температуры 300 - 500 °С.
Наплавка материала
В последнее время для повышения надежности и долговечности деталей машин все более широко применяют наплавку на рабочие поверхности деталей из металла с высокими эксплуатационными свойствами.
Газовой наплавкой упрочняют детали автомобилей, тракторов и других машин, изготовленные из сталей 35, 40 и 45 (стартерные шестерни маховика, распределительные валики). Рекомендуется также упрочнять и восстанавливать этим способом детали из низко- и среднелегированных сталей 20Х, 20X3, 18ХГТ, 30Х, 35Х, 40Х (хромистых), 20ХН, 40ХН, 12ХНЗ (хромоникелевых) и 15ХФ (хромованадиевой): зубчатые колеса, валы коробок передач и трансмиссий, детали рулевого механизма. Детали из этих сталей в процессе изготовления, как правило, проходят полную термическую обработку и при ремонте теряют начальные свойства в результате нагрева при наплавке. Если повторная после наплавки термическая обработка невозможна или нежелательна, наплавку металла на такие детали проводят с охлаждением, опуская всю деталь, за исключением места, подвергаемого наплавке, в ванну с водой. При упрочнении наплавкой присадочный материал выбирают более износостойкий, чем основной, для повышения износостойкости деталей.
Наиболее широко применяют газовую наплавку на рабочие поверхности инструментов из твердого сплава сормайт, дающего возможность получать наплавленные слои толщиной 0,5 мм и более. Сормайт часто наплавляют с помощью ацетиленокислого пламени. В качестве основного металла для наплавки сормайта рекомендуются углеродистые стали, особенно У8А. Его можно наплавлять на легированные инструментальные (5ХНМ, ЗХВ8, 4ХВС) и низколегированные конструкционные (40ХН, 40Х) стали.
При наплавке деталей углеродистыми и низколегированными сталями допускается значительное проплавление основного металла детали, а при наплавке сормайтом допустимо расплавление лишь на глубину в несколько десятых долей миллиметра, иначе происходят смешение основного и наплавляемого металлов, изменение химического состава и ухудшение свойств наплавленного слоя.
Толщину наплавленного слоя устанавливают в зависимости от условий работы детали и глубины износа поверхности. По данным отдела сварки ЦНИИТМаша, для деталей, работающих на истирание, толщина слоя не должна превышать 2,5 - 4 мм; для режущих кромок инструмента 1,5-3 мм; для деталей инструмента, испытывающих небольшую ударную нагрузку, 2 мм. При ручной наплавке колебание толщины слоя может быть в пределах 0,25 - 0,5 мм.
Сормайтом № 1 чаще наплавляют слой толщиной 0,5 - 5 мм и лишь иногда (например, для ножей бесцентрово-шлифовальных станков и линеек прокатных станов при ширине поверхности не менее 10 мм) толщиной 12-16 мм. Толщина слоя сормайта № 2 обычно 1,5 - 3,5 мм, а в отдельных случаях 7-10 мм. Покрытие толщиной больше 1,5 мм обычно получают из нескольких слоев, так как при покрытии в один слой сплав перемешивается с основным металлом. Если износ детали больше допустимой толщины наплавки сормайтом, на поверхность предварительно наплавляют присадочный материал, близкий по свойствам к основному металлу детали, и только после этого - слой сормайта.
Для уменьшения деформирования детали при наплавке применяют различные приспособления, в частности пластины из красной меди, подкладываемые под деталь для отвода тепла. Для получения наплавленной поверхности с ровной кромкой по бокам детали устанавливают угольные или графитовые пластины, а для предохранения отверстий от затекания сплава вставляют графитовые или угольные стержни. Чтобы сохранить основные размеры детали, часто приходится снимать с поверхности, подлежащей наплавке, по всей ее ширине фаски толщиной, равной толщине слоя наносимого сплава. При наплавке металла на режущие кромки нельзя делать выточку или снимать фаску под углом 45°, так как это приводит к непровару в прямых и острых углах, а также к выкрашиванию.
Наплавку сормайтом деталей строительных и дорожных машин, где требуется высокая износостойкость, можно производить электродуговым способом на постоянном и переменном токе. В этом случае производительность выше, но качество покрытия хуже. Кроме того, присадочный материал (пруток сплава диаметром 5-6 мм) должен быть покрыт обмазкой толщиной 1,4 - 1,9 мм. Обычный состав обмазки: 40 - 46 % мрамора, 27 - 33 % плавикового шпата, 4 % металлического марганца, 10 % алюминия, 2 % серебристого графита, 5 % феррохрома, 3,0 - 3,5 % стекла (от массы сухой смеси), 1,5 % бентонита (от массы сухой смеси).
Повышение износостойкости деталей машин в значительной степени зависит от соответствия присадочного материала материалу детали, а также от точного выполнения технологии наплавки.
Повышение износостойкости наплавленных слоев достигается различными способами. Легирование металла, наплавленного под флюсом, можно производить легированной проволокой при обычном флюсе; специальной проволокой (с легирующим порошком внутри), специальным флюсом; покрытием поверхности пастой и порошком.
Электродные материалы и флюсы, наиболее часто применяемые при механизированной наплавке, указаны в табл. 3.6. Металл с высокой износостойкостью часто наплавляют, используя высоколегированную проволоку, изготовляемую из листовой стали 08, свернутую в трубку и заполненную порошковой шихтой, представляющей собой смесь ферросплавов и других материалов.
Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 1613;