Спосіб напилювання газотермічного порошкового покриття

Спосіб напилювання газотермічного порошкового покриття, що включає газотермічне напилю 3 сті, обробляють голкофрезою (7) з радіально закріпленим металевим ворсом, яка обертається електродвигуном. За допомогою газополуменевого пальника (1, де 2 - ацетилен, 3 - кисень, 4 - напилюємий порошек) утворюється спрямований потік дисперсних часток порошкового матеріалу (5), що напилюється, і забезпечується їх перенос на поверхню деталі (6), яка обертається, для формування покриття (8). Газополуменеве порошкове напилювання на поверхню циліндричної деталі вироблять з одночасною обробкою шарів, що формуються, голкофрезою, яка обертається. Голкофреза розташовується на діаметрально протилежній стороні деталі стосовно пальника. Така комбінована технологія дозволяє підвищити адгезійну і когезійну міцність покриття, завдяки пошаровій релаксації напруг за рахунок пластичної деформації шарів, які наносяться. Також голкофрезерування виводить оброблювану поверхню зі стану термодінамічної рівноваги із середовищем, звільняючи міжатомні зв'язки поверхневих атомів, що забезпечує полегшення контактних процесів на межі розділення між шарами, підвищує сумарну площу приварювання, що сприяє збільшенню міцності зчеплення. Приклад виконання: Спосіб використовували при відновленні шийки вала коробки зміни передач, що виготовляється зі сталі 45. Для одержання покриття застосовували порошок самофлюсуючого сплаву системи Ni-Cr-B-Si (порошок марки ПГ12Н-01). Нанесення покриття здійснювали на установці, що містить спеціальний механізм для обертання виробу зі швидкістю 50об/хв (лінійна швидкість обертання поверхні напилювання 30см/хв), механізм для регульованого обертання голкофрези на валу електродвигуна, газополуменевий пістолет для порошкового напилювання на суміші кисень-ацетилен. З метою встановлення впливу режимів голкофрезерування і параметрів голкофрези на міцність зчеплення порошкового покриття з основою проведені дослідження при наступних параметрах газополуменового напилювання: Рацетил-0,12МПа, витрата ацетилену - 0,71,2м3/год, Ркислорода-0,55-0,6МПа, витрата кисню - 1,41,9м3/год, Кисп. порошку-0,81, гранулометричний склад 7090мкм, дистанція напилювання - 180мм, продуктивність напилювання 4-5кг. Для підготовки поверхні деталі під напилювання і обробки напилюємих шарів у процесі напилювання застосовувалася циліндрична голкофреза з високої (70-80%) щільністю набиття ворсу. Голки виготовлені зі сталевого пружинного дроту зі вмістом вуглецю не більше 0,7% (сталь 65Г) і міцністю ≈2ГПа. Вибір діаметра голок залежить від необхідної шорсткості поверхні й становить 0,8мм для одержання шорсткості Ra=9,5-10мкм. Грунтуючись на попередніх дослідженнях, вибирається голкофреза dн=150мм і шириною робочої поверхні b=26мм, робоча довжина голок становила l=50мм. 44694 4 Технологічні можливості процесу голкофрезерування дозволили одержати необхідну шорсткість поверхні при швидкості обертання голкофрези 100-200об/хв (лінійна швидкість 47-94см/хв). Швидкість обертання голкофрези при напилюванні змінювали від 400 до 2000об/хв (лінійна швидкість склала 188-942см/хв відповідно). Оцінку міцності зчеплення покриття з основою виробляли шляхом випробування на зріз. Результати досліджень показали, що міцність зчеплення отриманого газополуменевого покриття, із самофлюсуючого сплаву системи Ni-Cr-B-Si (порошок марки ПГ-12Н-01), зросла у порівнянні з покриттям, нанесеним без голкофрезерування, з 19МПа до 27,5МПа (при товщині покриття 1,5мм), пористість покриттів зменшилася з 15 до 9% відповідно. Причому зі збільшенням обертів голкофрези міцність зчеплення зростає (таблиця 1). Зносостійкість покриття оцінювалася по зміні розміру діаметра напиленого зразка (Æ 52мм). Зносостійкість покриття, отриманого по запропонованій технології при швидкості обертання голкофрези – 2000об/хв, підвищилася у порівнянні з покриттями, напиленими за традиційною технологією, з 0,08 до 0,045мкм. Отже, на основі проведених досліджень можна зробити висновок, що комбінування методу газополуменевого напилювання з голкофрезеруванням і використанням голкофрезерування для попередньої обробки поверхні приводить до підвищення якості газоплуменевих покриттів - підвищенню міцності зчеплення покриття з основою, зменшенню пористості покриттів і збільшенню їхньої зносостійкості. Здійснення способу, що заявляється, газополуменевого порошкового напилювання забезпечує формування покриттів з більше високими фізикомеханічними характеристиками, чим за відомою технологією. Застосування голкофрезерування - для обробки поверхні, що підлягає напилюванню, при обертанні голкофрези 100-200об/хв (лінійна швидкість 47-94см/хв) забезпечує шорсткість Ra=9,5-10мкм (при дрібоструменевій - Ra=1011мкм), - у процесі формування покриття, при обертах голкофрези 2000об/хв (лінійна швидкість 942см/хв), підвищується міцність зчеплення на 45% і зносостійкість металевих покриттів на 43,7%, пористість газополуменевих покриттів знизилася на 38%. Джерела інформації: 1. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А, Сидоренко С.Л., Ардатовская Е.Н. Газотермические покрытия из порошкових материалов. Справочник. - Київ.: Наукова думка, 1987. c.9-12, 44-45, 47-48. 2. Русев Г.М., Овсянников В.В., Кисельов С.М., Галюк Н.Ф. Технология восстановления и упрочнения наружных и внутренних поверхностей тел вращения и плоских поверхностей плазменным напылением. // Автоматическая сварка. 2000.№12. с.61-62. 5 44694 6 Таблиця 1 Параметри обертання голкофрези n, об/хв 400 1000 2000 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міцність зчеплення s, МПа Загальна пористість, % 24 26 27,5 14 12 9 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601