Восстановление деталей газотермическим напылением

Газотермическим напылением (ГТН) или металлизацией напылением называют процесс нанесения покрытий, основанный на нагреве материала до жидкого состояния и распыления его на предварительно подготовленную поверхность восстанавливаемой детали с помощью газовой струи. В ремонтном производстве используются различные виды ГТН, характеристика которых представлена в табл. 3.20.

Таблица 3.20.

Характеристика видов газотермического напыления

Металли-зация	Металли-заторы	Присадочный материал	Преимущества	Недостатки
Газопла-менная	Ручные: МГИ-2, МГИ-5	Электродная проволока ди-аметром 1,5-2,5 мм (для МГИ-2) и 5-6 мм (для МГИ-5)	Малое окисле-ние металла и малое выгора-ние легирую-щих элемен-тов	Сложность ус-тановки, низ-кая производи-тельность
Дуговая	Станоч-ныеЭМ-6, ЭМ-12, МЭС-1; ручные: ЭМ-3, ЭМ-9, РЭМ-3А, ЭМ-10	Электродная проволока диа-метром 1-2 мм	Достаточно высокая про-изводительно-сть и простота установки	Повышенное окисление ме-талла и выго-рание легирую-щих элементов
Высоко-частотная	МВЧ-1, МВЧ-2	Электродная проволока диа-метром 3-6 мм	Малое выгора-ние легирую-щих элементов, покрытие од-нородное и прочное, высо-кая производи-тельность	Сложность оборудования

Продолжение табл. 3.20.

Плазмен-ная	Универ-сальные плазмен-ные уста-новки: УПУ-3, УПМ-4 и др.	Порошковые сплавы: ПГ-ХН80СР2, КХБ и др.	Возможность получения по-крытия из ту-гоплавких и изностойких материалов, в том числе из твердых спла-вов	Дефицитность присадочных материалов, относительно высокая стои-мость

В соответствии с заданными эксплуатационными требованиями на восстановление деталей методами ГТН, применяются проволока из сталей, сплавов (табл. 3.21) и порошки (табл. 3.22).

Таблица 3.21.

Рекомендуемые материалы проволоки для различных технологических операций ГТН

Операции	Материал проволоки	Рекомендуемый вид ГТН
Восстановление по-верхностей под не-подвижные посадки	Стали: 08, 10, 15, 20	Электродуговое и др.
Получение износо-стойкости покрытий	Стали: 45,У7,У7А,У8, У8А, У10; проволока марок: Нп-40, Нп-30ХГСА, Нп-30Х13	Плазменное, высокочастотное
Металлизация дета-лей, работающих при высоких темпе-ратурах	Хромированные стали типа Х15Н60	Высокочастотное, плазменное
Восстановление подшипников скольжения	Антифрикционные сплавы, состав, %(массовая доля): алюминия 50, свинца 50; стали 75, меди 25; стали 75, латуни 25	Любое, кроме вы-сокочастотного
Нанесение анти-фрикционных пок-рытий	Латунь ЛС59-1, прутковая тянутая, мягкая	Газовое, электро-дуговое

Продолжение табл. 3.21.

Заделка трещин, раковин и нанесение антикоррозионных покрытий в чугун-ных деталях	Цинк Ц1, Ц2	Газопламенное, электродуговое
Заделка трещин в деталях из алюми-ниевых сплавов	Сплавы АД, АМц, АМг	Газопламенное, электродуговое

Таблица 3.22.

Характеристика и назначение порошков для ГТН

Метод нанесе-ния	Марка порошка	Основа	Твердо-сть покры-тия, НRС	Характе-ристика покрытия	Область применения
Самофлюсующие порошки для газопламенного напыления
Газопла-менное напыле-ние с последу-ющим оплавле-нием	ПГ-12Н-01 ПГ-12Н-02 ПС-12НВК-01	Никель Никель Порош-ковая смесь	36, 5-45,5 46,5 -53	Износо-стойкое коррози-онностой-кое пок-рытие с высокой адгезией	Для восста-новления дета-лей типа “вал”, рабо-тающих при знакоперемен-ных нагрузках, при ударных нагрузках, аб-разивном из-нашивании и при воздейст-вии высоких температур

Продолжение табл. 3.22.

Порошковые материалы для газопламенного напыления
Газопла- менное напыле-ние без последу-ющего оплавле-ния	ПТ-19Н-01 ПТ-НА-01 ПГ-19М-01 ПГ-19Н-01	Никель Никель Медь Железо	30-41,5 - 65-72НRВ 74-72НRВ	Износо-стойкое, коррози-онностой-кое пок- рытие с невысокой адгезией и пористой структу-рой	Для восста-новления и уп-рочнения по-садочных мест деталей типа “вал”, не под-вергающихся в процессе экс-плуатации ударным и сильным зна-копеременным нагрузкам

Примечание: 1. Гранулометрический состав порошка 40-100 мкм.

2. Рекомендуемый газ - баллонный и генераторный

ацетилен.

Качество металлических покрытий, нанесенных на поверхности восстанавливаемых деталей методами ТН, зависит от таких параметров, как: температуры в зоне плавления; скорости подачи электродной проволоки или расхода порошка; давления сжатого воздуха; расстояния от сопла металлизатора до восстанавливаемой поверхности; скорости перемещения частиц металла, что влияет на их степень окисления. Ориентировочные значения этих параметров даны в табл. 3.23.

Таблица 3.23.

Значения показателей технологических параметров ГТН

Параметр	Газопла-менное	Элект-родуго-вое	Высокочастот-ное	Плазменное
Температура в зоне плавления, 0С	2200-2500		По температу-ре плавления металла	7000-15000
Скорость пода-чи проволоки, м/с	0,01-0,1	0,01-0,8	0,007-0,018	Тугоплавких материалов: 0,01-0,7

Продолжение табл. 3.23.

Давление сжа-того воздуха, МПа	0,3-0,4	0,4-0,6	0,3-0,4	0,4-0,8
Расстояние от сопла до дета-ли, мм	120-400	100-300	75-220	120-250
Скорость пере-мещения час-тиц, м/с
Производитель-ность, кг/ч	2,8-16	3,5-18	6-10	3-12
к.п.д., %				60-80
Окисление, вы-горание элемен-тов	Малое	Значи-тельное	Незначитель-ное	Незначитель-ное

Качество сцепления напыляемого металла зависит от способа подготовки восстанавливаемой поверхности (табл. 3.24).

Таблица 3.24.

Характеристика способов подготовки восстанавливаемых поверхностей под напыление

Способ подготовки	Пре-дел вынос-лив., МПа	Эффект. коэффиц. концент-рац. напряже-ний	Проч-ность сцепле-ния, МПа
Обработка дробью		0,78	104,0
Накатка (прямая, косая, перекрестная)		0,82	100,0
Обдувка песком		0,91	34,5
Шлифование		1,00	-
Нанесение треугольной нарезки с последующей обработкой дробью		1,02	190,0
Электроискровая обработка на переменном токе		1,29	110,0

Продолжение табл. 3.24.

Нанесение нарезки: круглой круглой с прикаткой вершин треугольной треугольной с прикаткой вершин		1,29 1,33 1,33 1,48	167,0 144,0 188,0 156,0
Электродуговая обработка		1,48	25,0
Нарезка кольцевых канавок		1,52	140,0
Нарезка кольцевых канавок с прикаткой вершин		1,64	113,0