Разработка процесса восстановления ступенчатого вала (стр. 4 из 5)
Обычно шлифование осуществляют внесколько приёмов: сначала кругами с крупными зернами, затем с мелкими. Количество переходов должно быть тем больше, чем грубее поверхность деталей, поступающих на обработку.
Заключительной операцией шлифования является обработка деталей кругами с наклеенной абразивной оболочкой, смазанными наждачными жировыми пастами, стеарином или техническим салом. Этот процесс называется матированием, так как поверхность при этом получается матовой.
Полирование осуществляют эластичными кругами, на рабочую поверхность которых нанесены микропорошки (М40, М28, М20, М10, М7) или полировочная паста. Состав полировочных паст разнообразен. Они содержат: в качестве абразивных материалов — окись железа (крокус), окись хрома, окись алюминия, венскую известь (обожженный доломит), наждак; связующие вещества—стеарин, парафин, олеиновую кислоту и др.
Очистку и полирование мелких деталей производят в барабанах или колоколах, которые изготовляют из стали или дерева. По форме они могут быть круглыми, шести- или восьмигранными. Для лучшего перемешивания деталей внутри барабана устанавливают специальные' ребра. Детали, подвергающиеся обработке, загружают в барабан, плотно закрывают крышку люка и включают электродвигатель. Перемешивающиеся детали трутся друг о друга и при этом их поверхности не только сглаживаются, но и очищаются от ржавчины и окалины. В барабанах и колоколах можно полировать также при помощи абразивных материалов (наждак, корунд, кварц, стекло). Более тонкой отделки поверхности мелких изделий можно достигнуть, заменив грубые абразивы стальными шариками (диаметром от 1 до 5 мм), опилками и др. Объем стальных шариков должен быть примерно вдвое больше объема деталей. Дли ускорения галтовки применяют жидкости; мыльную воду, растворы двууглекислого натрия, венскую известь с водой и др. Объем жидкости должен быть в два раза больше объема деталей и шариков. После полирования детали промывают в горячей воде.
Крацевание выполняют металлическими, щетками для удаления тонких окисных пленок, травильного шлама, остатков жировых загрязнений после обезжиривания, а также придания нанесенному на поверхность покрытию однородного оттенка и уменьшения пористости. Крацевальная щетка с диаметром стальной проволоки 0,15—0,20 мм применяется для обработки твердых металлов; для обработки мягких металлов применяют латунную проволоку диаметром 0,07—0,15 мм.
1.5 Составление технологического процесса восстановления детали
Автоматическая наплавка под флюсом
Автоматическая наплавка под флюсом особенно эффективна при восстановлении деталей с износом более 1,5—2,0 мм. В ремонтном производстве автоматической наплавкой продольными валиками восстанавливают плоские поверхности или шлицы валов и полуосей, валиками по винтовой линии — цилиндрические поверхности деталей.
Установка для наплавки состоит из наплавочной головки, механизма (станка) для перемещения головки и вращения детали и источника тока. Схема установки для автоматической наплавки изношенных цилиндрических деталей показана на рис. 3. Наплавочная головка закреплена на суппорте токарного станка, снабженного редуктором для изменения скорости вращения от 0,25 до 4,0 об/мин. Деталь крепится в патроне или центрах. Ток поступает к детали через меднографитовые щетки и кольцевую медную шину, установленную на патроне. Наплавку ведут при вращении детали и продольном перемещении суппорта (4— 15 мм/об) с наплавочной головкой, с перекрытием последующим валиком предыдущего на 1/3—1/2 его ширины.
Наплавка тонкостенных полых деталей дает положительные результаты при наложении валиков по винтовой линии с большим шагом. В этом случае наплавку ведут в два прохода, чтобы валики, наплавляемые во время второго прохода, укладывались между валиками, наплавленными в первый проход. 5 (рис. 4.), подаваемой из кассеты специальным механизмом. Электрическая дуга 6 горит между концом электрода 5 и деталью 9.
В зону горения дуги непрерывно подается гранулированный флюс; толщина насыпаемого слоя должна быть не менее 40 мм. За счет имеющегося тепла часть флюса плавится, образуя вокруг дуги защитную оболочку 3. Таким образом, дуга горит в жидкой среде расплавленного флюса в газовой оболочке, образуемой газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При этом основной металл интенсивно проплавляется и образует глубокий кратер. Кратер заполняется расплавленным присадочным металлом, вытесняемым дугой расплавленного основного металла. В результате при наплавке под флюсом объем жидкого металла во
много раз больше, чем при ручной наплавке. Соответственно больше и глубина проплавления основного металла.При перемещении дуги столб ее отклоняется, дуга плавит металл и вытесняет его. Значительная часть столба погружена в основной металл. Металл же электрода переносится дугой в виде капель и перемешивается с основным металлом в расплавленной ванне. Расплавленный флюс изолирует от воздуха не только столб дуги, но и всю зону наплавки. По мере перемещения дуги отвод теплоты возрастает и начинается кристаллизация ванны расплавленного металла. В результате значительного запаса теплоты шлак остается жидким до конца затвердевания ванны и непрепятствует удалению газов. По истечении некоторого времени шлаковый покров полностью затвердевает и наплавленный слой покрывается плотной шлаковой коркой.
После остывания наплавленного слоя шлаковая корка растрескивается и отпадает от него. Размельченную корку можно использовать повторно, добавив 25—40% свежего флюса.
Для предотвращения стекания металла электродную проволоку смещают с зенита детали в сторону (в пределах 2—30 мм), противоположную направлению ее вращения, так чтобы шлак не затекал в сварочную ванну и флюс не ссыпался.
Благодаря флюсовой защите и малому вылету электрода (15— 25 мм), плотность тока при автоматической наплавке можно повысить до 150—200 А/мм2, что позволяет увеличить производительность в 4—6 раз по сравнению с ручной электродуговой наплавкой, Кроме того, в результате рационального использования тепла при автоматической наплавке под слоем флюса значительно сокращается расход электроэнергии. Если при ручной наплавке качественным электродом расходуется 6—7 квт-ч электроэнергии на наплавку \ кг металла, то при автоматической наплавке расходуется около 3 квт-ч.
На формирование наплавленного валика оказывает влияние напряжение дуги, величина тока и диаметр электрода. При увеличении напряжения глубина проплавления несколько уменьшается, так как увеличивается длина дуги и ее столб становится более подвижным. Ширина сварной ванны и, соответственно, наплавленного валика при этом несколько возрастает, а глубина уменьшается. Чрезмерное увеличение напряжения отрицательно влияет на процесс — ухудшается устойчивость дуги, растет расход флюса, вытекающего из зоны наплавки и уносящего жидкий металл.
Увеличение тока при постоянном напряжении вызывает рост объема жидкой ванны, вследствие увеличения количества расплавленной электродной проволоки и количества тепла, выделяемого на основном металле. Увеличивается также давление дуги, которое в свою очередь увеличивает глубину проплавления. В то же время уменьшение тока при наплавочных работах как правило, не может быть рекомендовано. Это ведет к снижению производительности труда и стабильности процесса, особенно при работе на переменном токе. Влияние тока и напряжения Uна глубину проплавления при наплавке под флюсом [107] показано на рис. 5
Устойчивое горение дуги, надлежащий химический состав, структура и механические свойства наплавленного металла обеспечивают правильный выбор флюса совместно с электродной проволокой.
По способу производства флюсы делятся на плавленые и неплавленые (керамические). Для восстановления изношенных деталей широкое распространение получили только плавленые, флюсы. По строению зерен они подразделяются на стекловидные и пемзовидные. На формирование наплавленного валика пемзовидный флюс оказывает более благоприятное влияние, так как способствует растеканию расплавленного металла. Но хрупкость пемзовидного флюса мешает возможности его многократного использования. В ремонтном производстве наибольшее применение находят высококремнистые марганцевые флюсы, реже — низкокремнистые. Высококремнистые флюсы используют в основном при наплавке деталей из углеродистых и низколегированных сталей. Эти флюсы легируют шов марганцем и кремнием и несколько окисляют углерод. Низкокремнистые марганцевые и безмарганцевые флюсы применяют при наплавке деталей из средне- и высоколегированных сталей. Они отличаются меньшей способностью окисления легирующих элементов и меньше легируют наплавленный металл кремнием. Для восстановления сильно изношенных деталей в ГОСНИТИ Л. Г. Лившицем и А. И. Ширяевым разработан металлосодержащий флюс. Исходными продуктами для его изготовления служит чугунная стружка и флюс марки АН348А. Стружку из перлитного чугуна (примерный состав: С 2,8-3,3%, Si2-3%, Мп 0,5-0,8%, S — не более 0,06% и Р не более 0,4%) прокаливают при температуре 350—400° С и просеивают через сито с ячейками от 0,25 до 1,6 мм. Флюс АН348А или его шлаковую корку размалывают до порошкообразного состояния (величина частиц должна быть не более 40 мкм). Отсеенную чугунную стружку смачивают жидким стеклом и смешивают с порошкообразным флюсом до по
лучения однородной зернистой массы. Затем эту массу протирают через сито с 50 отверстиями на 1 см2 прямо на металлический противень, подогретый до температуры 200—300° С. Сушку продолжают в течение 15—25 мин.