Характеристики некоторых марок наплавочных электродов

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

руя составы электродного стержня, количество и состав покрытия, можно получить множество составов наплавленного металла, легированных раз­личными элементами и, следовательно, обладающими различными свой­ствами в исходном состоянии после наплавки или после последующей термообработки.

При наплавке покрытыми электродами состав наплавленного метал­ла весьма незначительно зависит от режима наплавки (главным образом усиливается выгорание углерода при значительном увеличении силы сварочного тока и напряжения дуги).

При ручной наплавке покрытыми электродами стабильность качест­ва сильно зависит от квалификации сварщика, а производительность на­плавки низкая (0,5 ... 2,0 кг/ч).

Значительно более высокая производительность наплавки достига­ется при механизированных способах, в частности при дуговой автома­тической наплавке под флюсом. Для наплавки применяют плавленые и керамические флюсы. Легирование наплавленного металла определяется составом электродной проволоки и металлургическими взаимодействия­ми между расплавленным металлом и флюсом-шлаком или дополнитель­но вводимыми в сварочную ванну компонентами в виде насыпаемой на поверхность изделия крупки, содержащей легирующие элементы, или в виде пасты с легирующими составляющими, наносимой на поверхность.

Наиболее распространены методы легирования при наплавке под флюсом путем использования следующих материалов:

1) углеродистой или легированной электродной проволоки сплош­ного сечения, металлической холоднокатаной, литой или спрессованной из порошков ленты и нелегирующих или слаболегирующих, относитель­но слабоокислительных плавленых и реже керамических флюсов (хотя иногда для наплавки углеродистых и низколегированных сталей исполь­зуют высококремнистые, высокомарганцовистые флюсы, приводящие к окислению ряда легирующих элементов при наплавке);

2) порошковой проволоки (порошковых лент) при тех же флюсах, позволяющей вводить до ~40 % легирующих металлических составляю­щих к общей массе проволоки. В ленты сложной формы (рис. 14.5) может быть введено до 70 % легирующих металлических составляющих. Флю­сы такие же, как в варианте 1;

Рис. 14.5. Конструкции порошковых электродных лент

МЕТОДЫ ЛЕГИРОВАНИЯ

3) легирующих флюсов, в основном керамических, содержащих леги­рующие металлические добавки, и флюсов-смесей. Из керамических флю­сов максимально удается ввести в наплавленный металл до 30 ... 35 % ле­гирующих элементов. Металлические наплавочные материалы - низкоуг­леродистые и низколегированные или такие же, как в варианте 1, реже -в варианте 2;

4) предварительной засыпки и дозированного нанесения или введе­ния порошка, укладки на наплавляемую поверхность легированных прут­ков и др.; флюс обычно не легирующий, как в варианте 1;

5) дополнительной проволоки, вводимой в дугу и подключенной в сварочную цепь параллельно основному металлу. Масса такой расплав­ляемой дополнительной проволоки может доходить до 0,8 массы расплав­ляемой основной проволоки. Этот метод одновременно уменьшает и коли­чество расплавляемого при наплавке основного металла (уменьшает g₀).

Влияние режима при наплавке под флюсом на химический состав наплавленных слоев значительно большее, чем при наплавке покрытыми электродами. Это определяется значительно большим проплавлением основного металла и большим влиянием режима на относительную массу переплавляемого флюса, т.е. количества переплавляемого флюса на 1 кг расплавляемой электродной проволоки.

Влияние режима сварки и насыпной массы флюса на глубину проплавления h_np и долю основного металла g₀ при наплавке на низкоуг­леродистую сталь проволокой типа Св-08А показано на рис. 14.6, а на относительную массу шлака y при применении керамических флюсов -на рис. 14.7. При керамических флюсах, в большинстве случаев леги­рующих, влияние режима на относительную массу переплавляемого флюса, и следовательно, на химический состав наплавленного металла оказывается особенно сильным. Однако и при использовании плавленых флюсов необходимо считаться с влиянием режима (рис. 14.8).

Рис. 14.6. Влияние силы сварочного тока

на глубину проплавления и

долю основного металла g₀ при наплавке

низкоуглеродистой проволокой:

U_д = 30В;v=17м/ч;

сплошные линии - флюс КС-Х12Т;

штриховые - ОСЦ-45П

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

Рис. 14.7. Влияние силы сварочного тока и напряжения дуги на

относительную массу шлака при наплавке под

легирующими керамическими флюсами КС-Р9Р и

КС-Х12Т низкоуглеродистой электродной проволокой

Рис. 14.8. Области режимов наплавки, в пределах которых состав наплавленного металла в допустимой мере отклоняется от среднего:

/- наплавка проволокой Нп-60ХЗВ10Ф под флюсом АН-20;

//- наплавка порошковой проволокой ПП-ЗХ2В8 под флюсом АН-20;

///- наплавка низкоуглеродистой проволокой под легирующим флюсом

на основе АН-20; IV - наплавка низкоуглеродистой проволокой под флюсом АН-20 по насыпанному слою порошка ферросплава

Наиболее распространенные проволоки сплошного сечения, применяе­мые для механизированной наплавки, регламентированы ГОСТ 10543-75. В определенных случаях можно использовать другие проволоки, в част­ности сварочные по ГОСТ 2246-70.

МЕТОДЫ ЛЕГИРОВАНИЯ

Применение в качестве плавящегося электрода ленты весьма целе­сообразно. При этом уменьшается g₀ (меньшее число слоев позволяет получить желаемый состав), ослабляется влияние режима на относитель­ную массу переплавляемого шлака, достигается более ровная наплавлен­ная поверхность.

В качестве наплавочных применяют обычно ленты холоднокатаные толщиной 0,4 ... 10 мм и шириной 20 ... 100 мм, а также ленты, получае­мые прокаткой залитого в охлаждаемые валки жидкого металла (напри­мер, чугуна) и спрессованные холодной прокаткой из порошков и допол­нительно спеченные - металлокерамические (табл. 14.2).

Весьма разнообразные составы наплавленного металла могут быть получены посредством порошковых проволок, изготовляемых из низко­углеродистой ленты и сердечника, состоящего из смеси металлических порошков или смеси металлических порошков и газошлакообразующих.

Примеры химического состава наплавленного металла при наплавке порошковыми проволоками под флюсом и открытой дугой, а также при применении порошковых лент (см. рис. 14.5) приведены в табл. 14.3. При наплавке чаще всего используют плавленые флюсы марок АН-20 (в соче­тании с низколегированными и высоколегированными проволоками), АН-60 (при больших скоростях наплавки при низкоуглеродистой и низ­колегированной проволоках). Флюсы 48-ОФ-6, АН-26 применяют в соче­тании с высоколегированными проволоками. При наплавке чугунной лентой используют флюсы АН-28 и АН-27, которые позволяют дополни­тельно легировать металл хромом до 1 % .

Керамические флюсы обычно используют при наплавке низкоугле­родистой и низколегированной проволокой. Так, керамический флюс АНК-18 (-6,5 % СаСО₃; -27 % CaF₂; -28 % MgO; ~18 % А1₂О₃; -2,5 % Na₂O + К₂О; -6 % Сг; -2,5 % Мn; -0,16 % С; -2 % А1; -0,25 % Ti; -0,25 % Si и 3,5 % Fe) при использовании нелегированной проволоки марки Св-08А по ГОСТ 2246-70 при оптимальных режимах обеспечивает полу­чение наплавленного металла состава: 0,15 ... 0,25 % С; 0,2 ... 0,4 % Si; 1,0 ... 1,8 % Мn; 3 ... 5 % Сг; S < 0,04 % ; Р < 0,03 % ; 35 ... 45 HRC.

При электрошлаковой наплавке легирование осуществляется за счет электродного материала, в качестве флюса обычно используют флюсы АНФ-1, АН-8, АН-22 и электропроводный в твердом состоянии АН-25 (в основном для начала электрошлакового процесса).

При использовании дуги с неплавящимся электродом (угольным без защиты от воздуха или вольфрамовым с защитой инертными газами) ле­гирование обеспечивается в основном только наплавляемым материалом

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

14.2. Состав некоторых электродных наплавочных лент, %

14.3. Состав и твердость наплавленного металла

МЕТОДЫ ЛЕГИРОВАНИЯ

и его перемешиванием с основным металлом. При ручном процессе мож­но применять стержни из проволок сплошного сечения (согласно ГОСТ 10543-75 или 2246-70 или другого оостава), литые прутки из не-деформируемых сплавов (высокохромистый чугун - сормайт, а также кобальтовые стеллиты типа ВЗК и др.), порошковые присадки (трубка с сердечником из твердых термически стойких карбидов - ликар), а также порошкообразные (размером 100 ... 750 мкм) и зернистые наплавочные материалы (сталинит - смесь феррохрома, ферромарганца, чугунной стружки и нефтяного кокса).

Некоторые характеристики литых прутков для аргонодуговой на­плавки неплавящимся электродом приведены в табл. 14.4.

В ряде случаев механизированной наплавкой аргонодуговым мето­дом вольфрамовым электродом можно расплавлять уложенные на место наплавки заготовки наплавочного материала, выполненного в виде литья или из прессованных порошков. При достаточно хорошо подобранном режиме такая наплавочная заготовка (брикет, кольцо и пр.), расплавля­ясь, нагревает лежащую под жидким металлом поверхность до оплавле­ния, в результате чего расплав соединяется с основным металлом.

По такой схеме можно получать наплавленные слои любой компо­зиции, хотя при этом необходимо учитывать и возможность образования трещин в слое или по зоне сплавления. В качестве присадки при аргоно­дуговой наплавке можно использовать спеченные из порошков прутки. Аналогично получается соединение и при плазменной наплавке при го-

14.4. Литые присадочные прутки для наплавки

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

рении дуги на проволоке из наплавляемого сплава (например, медной или бронзовой). В этом случае перегретый металл расплавленной прово­локи осуществляет необходимую тепловую подготовку к оплавлению поверхности, не включенной в цепь дуги наплавляемой детали.

Имеются плазмотроны, в которых через дугу, горящую между элек­тродом и соплом плазмотрона, вдувается мелкий порошок (обычно с раз­мером частиц до 100 мкм) наплавляемого материала; он расплавляется, перегревается до необходимой температуры и, поступая на наплавляе­мую поверхность в виде капель, приводит к оплавлению основного ме­талла и установлению металлической связи (свариванию) наплавляемого металла с основным.

Возможности регулирования химического состава наплавляемого металла при таких способах очень широки.

14.3. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ НАПЛАВКИ

Выбор рационального способа и технологических приемов наплавки определяется необходимостью получения детали с требуемыми размера­ми и наплавленного слоя с требуемыми свойствами. При этом должна быть обеспечена максимальная производительность и экономичность процесса.

Технологические приемы и режимы дуговой наплавки зависят от формы и размеров изделий и весьма важны для получения надлежащего качества и состава наплавленного слоя. При этом приходится учитывать разбавление наплавленного металла основным. Такое разбавление необхо­димо ограничивать. Это может быть достигнуто выбором перекрытия ва­ликов при наплавке каждого (особенно первого) слоя. Так, при наложении 1-го слоя согласно рис. 14.9, а без перекрытия (m/b® 1) доля основного металла g₀ составляет ~0,65, а при перекрытии по ширине m/b = 0,46 эта доля уменьшается до ~0,45. В связи с этим такой метод перекрытия весь­ма распространен при наплавке.

При ручной наплавке m/b » 0,35, при автоматической под флюсом проволоками кругового сплошного сечения m/b = 0,4 ... 0,5. Увеличение m/b может привести к неблагоприятной форме выпуклости валика и не­провару места перехода от предыдущего валика к последующему. Замет­но может быть уменьшено значение m/b при наплавке ленточным элек­тродом или несколькими плавящимися электродами, обеспечивающими в один проход достаточно широкий слой.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ НАПЛАВКИ 537

Рис. 14.9. Влияние шага наплавки на долю основного металла в составе наплавленного слоя:

а - шаг m близок к ширине валика b; g₀ = 0,65; б - шаг т = 0,46 b, g₀ = 0,45

ил,в

В связи с тем что в большом числе случаев наплавленный слой необ­ходимо подвергать механической обработке, наплавка лишнего металла нецелесообразна. Следует стремиться к тому, чтобы припуск на обработку не превышал 1,5 ... 2 мм и после наплавки поверхность была бы достаточ­но ровной, без значительных наплывов и провалов между валиками.

Для обеспечения такой по­верхности необходимо наплавку выполнять на оптимальных ре­жимах с применением соответ­ствующих технологических приемов. Если при ручной на­плавке это достигается манипу­ляциями электродом или горел­кой, то при сварке под флюсом рекомендуются определенные соотношения между I_св и U_д

Рис. 14.10. Напряжение дуги в зависимости от силы сварочного тока

при наплавке под флюсом. Заштрихован оптимальный диапазон

(рис. 14.10). При этом увеличе­ние напряжения позволяет полу­чать более широкие валики с плавными переходами у границы сплавле­ния, хотя превышение напряжения выше оптимального создает трудно­сти в обеспечении необходимого провара.

Режимы наплавки определяются также размерами и формой наплав­ляемой детали. Так, при наплавке цилиндрических (и конических) дета­лей небольшого диаметра по винтовой линии (наиболее распространен­ная технология) приходится учитывать и возможность стекания ванны, усиливающуюся с увеличением ее длины, что ограничивает выбор режи­мов по силе тока и напряжению и увеличивающийся разогрев детали, что повышает g₀ и изменяет состав наплавки.

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

Рекомендации по выбору этих параметров режима для автоматиче­ской наплавки под флюсом приведены на рис. 14.11. При диаметрах на­плавляемой поверхности более 500 ... 600 мм эти ограничения становят­ся несущественными. При диаметрах детали менее 50 мм даже при всех применяемых ограничениях режима (/_св = 100 A; d_э = 1,2 мм; U_д » 24 В; смещение электрода с зенита навстречу вращению) получить удовлетво­рительное формирование валиков практически не удается. При виброду­говой наплавке возможна наплавка деталей с диаметром и менее 50 мм.

Определенные технические трудности возникают при наплавке вблизи торца детали и в местах перехода от меньшего диаметра к боль­шему. Для удержания расплавленных шлака и металла у торца иногда приходится прикреплять (приваривать), к нему диск-фланец большого диаметра, а в местах перехода к большому диаметру наплавлять валик, захватывающий проваром стенку этого перехода.

При наплавке плоских поверхностей небольшой ширины (например, торцов ножей ножниц блюмингов) приходится ограничивать стекание шлака и металла в процессе наплавки дополнительными устройствами, хотя иногда этого удается избежать подбором режима (уменьшением /_св и U_д и увеличением v_св).

Рис. 14.11. Оптимальные диапазоны силы сварочного тока /(в) и

скорости перемещения дуги v_д (б) при наплавке под флюсом тел вращения

по винтовой линии в зависимости от диаметра наплавляемого изделия:

1 - одним электродом Æ 3 ... 3,5 мм; 2 — то же, Æ 4 ... 5 мм;

3 - тремя электродами Æ 3 ... 3,5 мм

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ НАПЛАВКИ 539

При наплавке больших плоских поверхностей, когда повышение производительности наплавочной операции становится весьма важным, наиболее целесообразно использование многоэлектродных автоматов или ленточных электродов. В частности, эти способы благоприятны для уменьшения деформаций наплавляемой детали, особенно при ее неболь­шой толщине.

При применении одноэлектродной наплавки целесообразно зигзагообразное перемещение электрода (рис. 14.12). При этом амплитуда поступательно-возвратных движений до 400 мм (в зависимости от режима) позволяет избежать операции удаления шлака перед подходом дуги. Необходимость удаления шлака в ряде случаев ограничивает производитель­ность наплавки, наличие шла-ка к мо-

менту подхода дуги может отрицательно сказаться на формировании поверхности наплавляемого слоя и его качестве.

Рис. 14.12. Наплавка плоской поверхности зигзагообразным движением электрода

Детали со сложным профилем наплавляемой поверхности, как пра­вило, требуют применения ручной дуговой наплавки, иногда полуавто­матической и реже автоматической при наличии дополнительных уст­ройств или специальных манипуляторов, позволяющих по ходу выпол­нения наплавки поворачивать и наклонять изделие в положение, допус­кающее надежное выполнение наплавки на высоких режимах. Полуавто­матическую наплавку выполняют в углекислом газе. При этом допуска­ется отклонение наплавляемой плоскости от нижнего положения в значи­тельно большей степени, чем при автоматической наплавке под флюсом.

При наплавке меди и некоторых марок бронз на сталь, а также хромо-никелевых сталей на углеродистые и низколегированные с успехом приме­няется плазменная наплавка с токоведущей плавящейся наплавочной про­волокой. При высокой производительности (3 ... 4 кг/ч) этот процесс ха­рактеризуется возможностью минимального проплавления основного ме­талла и получения необходимого состава наплавки уже в первом слое.

При этом способе наплавки также требуется выполнение опреде­ленных технических приемов и режимов наплавки. Так как в этом случае тепловая подготовка основного металла преимущественно осуществляет­ся передачей теплоты от перегретого жидкого наплавляемого металла, следует избегать значительного непосредственного воздействия плаз­менных струй на наплавляемую поверхность. Подогрев газовой фазой

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

(или в аналогичных случаях дугой, например при наплавке неплавящим-ся электродом) должен осуществляться через слой жидкого наплавляемо­го металла, т.е. он должен подтекать вперед с некоторым опережением действия источника теплоты.

При плазменной наплавке с токоведущей наплавочной проволокой это достигается выбором расстояния от плазмотрона и плавящейся про­волоки до наплавляемой поверхности, наклоном плазмотрона, выбором режима с крупнокапельным переносом металла в ванну. При необходи­мости поперечных колебаний плазмотрона и проволоки по отношению к наплавляемой поверхности амплитуду колебаний подбирают согласно режиму наплавки и теплоотводу наплавляемой детали.

При плазменной наплавке (а также аргонодуговой неплавящимся электродом) по наложенному на поверхность основного металла напла­вочному кольцу (пластине и пр.) режим следует подбирать также с обес­печением прогрева основного металла за счет перегрева жидкого наплав­ляемого металла.

В связи с тем что в таких процессах наплавки стремятся избежать непосредственного воздействия высокотемпературного сварочного ис­точника теплоты на наплавляемую поверхность, а соединение наплав­ляемого слоя с основным металлом осуществляется при минимальном подплавлении наплавляемой поверхности, к чистоте этой поверхности при подготовке к наплавке предъявляются весьма высокие требования.

В целом наплавка требует тщательной отработки техники и режи­мов, различных для конкретных решаемых задач.

14.4. СУЩНОСТЬ И ТЕХНИКА ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАПЛАВКИ

Кроме описанных выше основных способов наплавки, достаточно широко применяемых в промышленности, имеется ряд других, имеющих ограниченное применение. Это наплавка с разделенными процессами тепловой подготовки наплавляемого металла и наплавляемой детали, наплавка токами высокой частоты, вибродуговая, дуговая лежачим элек­тродом, вакуумно-дуговая испаряющимся электродом, газотермическая наплавка и напыление с использованием гибких шнуровых материалов.

Наплавку с разделенными процессами тепловой подготовки приме­няют в основном при наплавке более легкоплавкого сплава (например, на основе меди) на сталь.

В настоящее время процесс реализуется в виде выливания расплав­ленного в тигле наплавляемого металла на предварительно заформован-ную (для соответствующего фиксирования месторасположения жидкого

СУЩНОСТЬ И ТЕХНИКА ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАПЛАВКИ 541

наплавляемого металла) деталь, предварительно отдельно подогретую в печи. Для обеспечения смачивания и сцепления наплавляемого металла с деталью наплавляемую поверхность при нагреве детали в печи защища­ют от окисления флюсом. Способ трудно поддается механизации, трудо­емкий, но обеспечивает хорошее качество наплавленного слоя.

Наплавка токами высокой частоты осуществляется расплавлением наложенной на наплавляемую поверхность смеси флюса и порошка напла­вочного сплава (например, зернистого сормайта) посредством подводимо­го индуктора, обеспечивающего выделение достаточной тепловой мощно­сти. Сормайт нагревается до температуры его плавления (-1150 °С). Тол­щина получаемого слоя более 0,4 мм. Производительность наплавки до­вольно высока.

Вибродуговую наплавку выполняют вибрирующим электродом диаметром 1,5 ... 2 мм, причем в результате его вибрации механическим путем или при помощи электромагнита с частотой до 30 ... 100 1/с и ам­плитудой 0,5 ... 1 мм дуга закорачивается на наплавляемое изделие и снова возбуждается. При каждом коротком замыкании часть наплавляе­мого электрода остается на поверхности. Толщина слоя получается не­большой. Так как в зону наплавки все время подаются охлаждающая жидкость (обычно водный раствор кальцинированной соды) или потоки воздуха, изделие прогревается и деформируется очень мало. Ускоренное охлаждение способствует повышению твердости наплавленного металла. Наиболее часто этот способ применяют при наплавке цилиндрических изделий небольшого диаметра (рис. 14.13). Выполняют вибродуговую наплавку и под флюсом.

Рис. 14.13. Вибродуговая наплавка:

/ - наплавляемое изделие; 2 - сопло для подачи охлаждающей изделие жидкости;

3 - сопло для подачи жидкости в зону сварки;

4 - электродная проволока; 5 - электродоподающие ролики;

б - электромагнитный вибратор; 7 - пружина

г

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

Дуговую наплавку лежачим электродом или пластиной осуществ­ляют посредством зажигания дуги между наплавляемым изделием и пла­стиной, наложенной на него над прослойкой гранулированного флюса толщиной 3 ... 5 мм (рис. 14.14, а). Дуга по мере оплавления пластины перемещается, вызывая ее расплавление и наплавление соответствующе­го количества металла на изделие. При надлежащей подготовке процесс происходит достаточно устойчиво. По аналогичной схеме возможна на­плавка во внутренних полостях деталей по образующей (рис. 14.14, 6).

Разработаны способы наплавки в вакууме испаряющимся и полым накаливающимся электродом.

В настоящее время для решения вопросов защиты поверхности де­талей от износа, а также ремонта изношенных деталей с одновременным улучшением эксплуатационных свойств поверхности нашли широкое применение защитные покрытия, наносимые на обрабатываемую поверх­ность различными методами газотермического напыления или наплавки. Обеспечение заданных свойств покрытий для конкретных условий экс­плуатации деталей возможно при газотермическом напылении или на­плавке как отдельных композиционных порошковых материалов, так и многокомпонентных механических смесей порошков различного грану­лометрического состава.

Недостатками любого метода газотермического напыления или на­плавки, использующего для нанесения покрытий порошковые материалы, является сложность обеспечения стабильности свойств и надлежащего уровня качества покрытий, получаемых из многокомпонентных механи­ческих смесей порошков, что вызвано сегрегацией компонентов при

Рис. 14.14. Наплавка лежачим пластинчатым электродом:

а - схема наплавки лежачим пластинчатым электродом:

/ - подвод тока; 2 - медная плита; 3 - электрод;

4 - легирующая обмазка; 5 - флюс; б - изделие;

6 - пример применения наплавки лежачим электродом для

восстановления изношенной проушины трака: / - стержень; 2 - покрытие

СУЩНОСТЬ И ТЕХНИКА ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАПЛАВКИ 543

смешивании и транспортировании смеси из дозирующих устройств в струю. Сегрегация приводит к неравномерности формирования структу­ры, увеличению пористости, снижению прочности и ухудшению экс­плуатационных характеристик покрытий.

Указанных недостатков лишены системы газопламенного напыле­ния, использующие в качестве распыляемого материала стержни, изго­товленные высокотемпературным спеканием или экструзией порошков со связующим. Малая длина стержней не дает возможности выполнять процесс напыления непрерывно, что ограничивает возможности приме­нения данного метода.

Получение покрытий с заданными свойствами, в том числе и из многокомпонентных механических смесей порошков различного грану­лометрического состава, обеспечивается при использовании гибких шну­ровых материалов (ГШМ). Они специально разработаны для использова­ния в системах газопламенного напыления, а также для ручной газопла­менной наплавки и представляют собой получаемый экструзией компо­зиционный материал шнурового типа, состоящий из порошкового напол­нителя и органического связующего, полностью исчезающего при нанесе­нии покрытия - связующее сублимирует в процессе нагрева при темпера­туре 400 °С без какого-либо отложения на подложку. Прочность и эла­стичность гибких шнуров позволяет пользоваться ими так же, как и прово­локой и наносить покрытия с помощью газопламенных аппаратов прово­лочного типа. Метод газопламенного напыления отличается экономично­стью, простотой аппаратурного оформления и надежностью оборудования для нанесения покрытий, что позволяет использовать его там, где требует­ся соблюдение непрерывности и стабильности технологического процесса. В цеховых условиях процесс газопламенного напыления может быть меха­низирован или автоматизирован. Кроме того, небольшая масса и мобиль­ность ручных аппаратов позволяет использовать их для обработки крупно­габаритных деталей и металлоконструкций в полевых условиях.

Технология изготовления гибких шнуровых материалов позволяет получать в составе шнуров практически любые сочетания различных по­рошковых материалов, отличающихся по гранулометрическому составу. Стабильная подача шнурового материала в высокотемпературную зону газового потока по оси струи, аналогично достигаемой при распылении стержней и проволок, а также правильный подбор состава компонентов порошковых смесей и размера частиц порошков гарантирует расплавление всех составляющих порошкового наполнителя шнура, в том числе и кера­мики. Это обеспечивает получение следующих преимуществ по сравнению с традиционными методами газотермического напыления и наплавки:

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

- повышение коэффициента использования напыляемого материала;

- повышение прочности сцепления покрытий с основой при напы­лении (адгезия);

- повышение прочности сцепления напыленных частиц между собой (когезия);

- повышенная скорость распыляемых частиц в газовом потоке по­зволяет наносить покрытия с пониженной пористостью, достигаемой при использовании газопламенного порошкового напыления;

- катушечная намотка гибкого шнура позволяет автоматизировать операцию напыления.

При использовании ГШМ достигается высокая производительность и экономичность напыления и наплавки. Этот факт подтверждается воз­растающим в мире спросом на шнуровые материалы, особенно на мате­риалы из оксидной керамики и карбида вольфрама.

Технологический процесс производства деталей с покрытиями, по­лучаемыми с помощью шнуровых материалов, включает операции пред­варительной мойки, обезжиривания, абразивно-струйной обработки заго­товок, газопламенного напыления, сплавления покрытий (при использо­вании гибких шнуровых материалов на основе самофлюсующихся спла­вов системы Ni(Co)-Cr-B-Si) и последующей размерной обработки дета­лей. Операция газопламенного напыления может быть заменена на опе­рации газопламенной, плазменной или электродуговой неплавящимся электродом наплавки. При этом можно использовать стандартное про­мышленное оборудование. Принципиальная схема установки для газо­пламенного напыления "СП Техникорд" представлена на рис. 14.15. В настоящее время разработано несколько серий шнуровых материалов:

- "Сфекорд-Экзо" на основе сплавов металлов с экзотермическим эффектом, благодаря чему разогрев основного металла не превышает 250 °С;

- "Сфекорд-Керамика" на основе оксидов алюминия, титана, хрома, циркония и др., позволяющих получать покрытия широкого спектра при­менения во всех отраслях промышленности;

- "Сфекорд-Рок-Дюр" на основе самофлюсующихся сплавов систе­мы Ni(Co)-Cr-B-Si и их смесей с карбидом вольфрама для создания за­щитных покрытий, обладающих высоким сопротивлением абразивному изнашиванию, стойкостью против коррозии и окисления в сочетании с отличными антифрикционными свойствами при нормальных и повышен­ных температурах;

- "Сфекорд-HR" на основе самофлюсующихся сплавов с карбидом вольфрама для износостойких наплавок.

СУЩНОСТЬ И ТЕХНИКА ОСОБЫХ СПОСОБОВ НАПЛАВКИ 545

Рис. 14.15. Схема установки "ТЕХНИКОРД ТОП-ЖЕТ/2" для газопламенного напыления:

/ - пистолет-распылитель; 2 - стойка для катушек и пульта; 3 - пульт управления; 4 - блок подготовки воздуха; 5,10,13- регуляторы

расхода соответственно воздуха, кислорода и горючего газа;

6,8,11 - регуляторы давления соответственно воздуха, кислорода и

горючего газа; 7, 9,12 - манометры соответственно

сжатого воздуха, кислорода и горючего газа;

14,15 - штуцеры входа соответственно горючего газа и кислорода;

16,17,18- штуцеры выхода соответственно горючего газа,

кислорода и воздуха; 19- пламягасители;

20, 21,22 - шланги соответственно горючего газа, кислорода и сжатого воздуха;

23 - баллон для горючего газа; 24 - редуктор горючего газа;

25 - кислородный баллон; 26 - кислородный редуктор

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ НАПЛАВКИ СЛОЕВ

Контрольные вопросы

1. Назначение и области применения наплавки.

2. Сущность основных способов наплавки.

3. Основные вопросы, решаемые при выполнении наплавки.

4. Методы легирования при наплавке.

5. Виды наплавочных материалов.

6. Влияние способов и режимов наплавки на формирование наплав­ленного слоя.

7. Особые способы наплавки: вибродуговая, лежачим электродом и др.

8. Использование гибких шнуров для газотермического напыления и наплавки.

Глава 15

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ