 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
няются применением способа газофлюсовой наплавки с использованием газообразного флюса БМ-1.
Газообразная форма флюсующего агента (борный ангидрид) обеспечивает активную защиту и раскисление основного и наплавленного металлов, а также улучшает термодинамические условия смачивания. Как показали исследования, процесс нормально протекает при температуре нагрева основного металла до 720° С. При этом обеспечивается прочность сцепления наплавленного металла с чугуном, равная прочности латуни. Снижение рабочей температуры процесса уменьшает до минимума растворение железа в латуни.
Механизм образования металлических связей при наплавке кремнистой латуни на сталь и чугун имеет свои особенности. Наличие кремния обеспечивает защиту цинка от испарения («бездымный процесс»), но обусловливает образование хрупкой прослойки на границе оплавления. Возникновение прослойки связано с диффузией атомов кремния в основной металл. Установлено, что прослойка в основном представляет собой упорядоченный твердый раствор а-железа на основе соединения Fe3Si со средним содержанием кремния более 11%. Микротвердость прослойки достигает HV20 440—600.
Изучение кинетики образования диффузионной прослойки выявило, что ее толщина растет с повышением содержания кремния в присадочном металле, длительности контакта твердо-жидких фаз (рис. 101) и температуры подогрева основного металла. Наличие хрупкой диффузионной прослойки обусловливает низкое сцепление наплавленного металла — кремнистой латуни со сталью. Улучшение свойств прослойки или подавление ее образования достигается уменьшением содержания кремния, либо легированием латуни каким-либо элементом, задерживающим диффузионный процесс на границе сплавления ее с черным металлом. Так, например, снижение содержания Si в латуни до 0,16% не исключает образования прослойки, но она настолько мала, что не снижает показателя прочности сцепления латуни с основой (в среднем 33 кгс/мм2).
Дополнительное легирование кремнистой латуни (с 0,25— 0,3% Si) никелем способствует торможению диффузионного процесса и полностью приостанавливает его при содержании 6% Ni. С увеличением содержания Ni до этого предела растет прочность сцепления наплавленного слоя со сталью. Диффузионный слой, образуемый в результате диффузии Si и Ni в основной металл, представляет собой твердый раствор этих элементов в а-железе. Никель способствует уменьшению содержания углерода в граничном слое зерна, благодаря чему повышаются механические свойства а-железа.
Для получения плотных и прочных биметаллических соединений при наплавке цветных металлов на сталь или чугун разработаны отечественные марки специальных кремнистых латуней,
например Л К 62-02, в которой содержание кремния снижено до 0,2%, и ЛKH 56-03-6, содержащей 0,3% Si и 6% Ni. Последний сплав рекомендуется для наплавки на ответственные конструкции, работающие как при статических, так и при динамических нагрузках.
Наплавка латуней осуществляется с применением флюсов. Составы и требования к флюсам остаются те же, что и при сварке латуни. Для наплавки простых латуней лучшие результаты дает газообразный флюс (БМ-1), а для кремнистых латуней возможно применение порошкообразных флюсов (например, 20% буры и 80% борной кислоты).
Наплавка может производиться с применением в качестве горючего газа ацетилена, пропан-бутана и природного газа. При газофлюсовой наплавке применяется преимущественно ацетилен. Использование в этом случае газов-заменителей возможно только при наплавке кремнистных латуней с дополнительным флюсованием основного металла пастой.
Газопламенная наплавка латуни на черные металлы используется для создания уплотнительных поверхностей деталей, применяемых в арматуростроении, судостроении и других областях промышленности.
Наплавка черных металлов. Газопламенная наплавка с использованием этих материалов применяется главным образом для повышения износостойкости деталей, изготовленных из различных марок сталей и чугунов. В качестве наплавочных материалов 
используются твердые сплавы, легированные стали и чугун. Твердые сплавы применяются для восстановления изношенных поверхностей деталей, работающих в тяжелых условиях износа (штампы, кулачки, проушины, валики, пуансоны и т. д.), а легированные стали и чугуны — для наплавки деталей, износ которых происходит в менее тяжелых условиях. Номенклатура и виды наплавочных материалов из черных металлов чрезвычайно разнообразны. Наряду с проволокой из легированных сталей применяются наплавочные материалы в виде литых прутков, паст, трубчатых стержней и порошков. Широкое применение находят стеллиты (В2К, ВЗК), сормайты (№ 1, 2) и др.
Получение биметаллических соединений при использовании указанных материалов не вызывает особых технологических трудностей в случае наплавки на углеродистые стали, содержащие до 0,6% С, а также на хромоникелевые и ванадиевые стали. При наплавке на высокоуглеродистые, хромомолибденовые и низколегированные конструкционные стали, склонные к трещинообразованию, необходимо применять предварительный подогрев деталей и медленное охлаждение их после наплавки во избежание появления трещин. Это требование относится также и к наплавке на серый чугун. На чугун других сортов газопламенная наплавка, как правило, не производится.
Газопламенная наплавка прутками, стержнями и проволочными материалами производится с применением флюсов, в качестве которых используются бура или более сложные составы. Так например, для наплавки стеллитов на легированную сталь обычно используют флюс, содержащий 20% прокаленной буры, 68% борной кислоты и 12% плавикового шпата, а для наплавки сормайтов — флюс, состоящий из 50% буры, 47% углекислой соды и 3% кремнезема.
Наплавку производят чаще всего ацетилено-кислородным пламенем, по составу слегка науглероживающим (в = 0,96), во избежание окисления элементов наплавляемого слоя. Возможно использование в качестве горючего также и пропан-бутановой смеси, природного газа или керосина для наплавки сормайта и других твердых сплавов. Отметим, что применение заменителей ацетилена для целей газопламенной наплавки является особенностью отечественной сварочной техники. За рубежом они не используются.
Способы газопламенной наплавки с использованием наплавочных материалов в виде прутков, стержней и проволоки являются в известной мере традиционными. Они давно применяются в промышленности, достаточно подробно описаны в справочной литературе и по технике исполнения мало отличаются от электродуговых методов.
Наряду с этими способами за последние годы в России и за рубежом получил значительное развитие перспективный процесс газопорошковой наплавки, при котором наплавочный мате
риал в виде порошкового сплава подается через газокислородное пламя в место наплавки. В результате нагрева пламенем частицы порошка достигают поверхности детали в высокопластичном или расплавленном состоянии и после затвердевания образуют слой наплавленного металла, пригодный для восстановления и упрочнения деталей машин. Преимуществами процесса по сравнению с традиционными методами наплавки являются возможность получения слоев малой толщины (0,1—0,2 мм); отсутствие необходимости применения флюсов при использовании самофлюсующихся порошковых сплавов, содержащих добавки бора и других элементов; простота и мобильность используемого оборудования; возможность механизации процесса и т. д.
Газокислородное пламя с порошковыми частицами представляет собой аэродинамическую двухфазную неизотермическую систему, характеристики которой определяют закономерность движения и теплообмена дисперсного материала с пламенем и подложкой. Тепловое состояние частиц порошка при наплавке существенно влияет на механические и металлургические свойства покрытия, а также на производительность процесса. Достаточно благоприятные температурно-временные условия нагрева, расплавления и затвердевания наносимых порошков достигается при удалении мундштука горелки от подложки на расстояние до 50 мм и использовании частиц размером до 150—200 мкм (при среднем размере не более 80—90 мкм).
При наплавке порошка с более крупными средними размерами частиц мундштука горелки необходимо удалять на большее расстояние, что приводит к снижению производительности процесса, если не применять источники дополнительного предварительного подогрева подложки. Скорость полета частиц в пламени подчиняется закономерностям движения в свободных газовых струях и не превышает в среднем 15 м/с. Коэффициент теплоотдачи пламени к частице достигает 0,5 кал/см2-с°С для частиц размером 50 мкм.
Возможно аналитическое описание зависимости температуры частиц от важнейших параметров переноса их в двух зонах — ядре и факеле ацетилено-кислородного пламени. Температура частиц размером 300—40 мкм составляет соответственно 400—2000° С. Таким образом, показана возможность расплавления частиц в пламени до соприкосновения их с поверхностью наплавляемой детали, что определяется длительностью полета и размерами частиц.
Необходимым условием образования прочных металлических связей при газопорошковой наплавке без дополнительного оплавления порошкового сплава является достижение расплавленной частицей поверхности детали, предварительно нагретой до температуры «отпотевания». При этом снижаются потери порошка и создаются благоприятные условия для физико-химического взаимодействия составляющих наплавочного сплава с основным
| 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ