Проектування дільниці по відновленню кулачків розподільчого валу автомобіля ЗІЛ–130 (стр. 4 из 8)
Активація напилюваної поверхні значно підсилюється при утворенні в поверхневому шарі структурних дефектів. При цьому не тільки зростає енергія атомів, але і збільшується швидкість їхньої дифузії в процесі хімічної взаємодії.
Підготовку поверхні треба проводити з таким розрахунки, щоб поряд з очищенням здійснювався і процес її активації. Вибір способу підготовки залежить від матеріалу напилюваного виробу і його конструкції Необхідно враховувати у виробі наявність тонкостінних елементів, У цьому випадку активні зрушені деформації в поверхневих шарах приведуть до викривлення геометрії виробу.Знежирення напилюваних виробів
Знежирення має на меті видалення різного роду жирових забруднень. Разом з попереднім і наступним промиваннями видаляється більшість різних забруднень, хімічно не зв'язаних з поверхнею виробу. Знежиренню піддають практично всі напилюванні вироби. Обробку ведуть у ваннах чи застосовують місцеве знежирення, за допомогою протирання дрантям чи бавовняними серветками.
Рекомендуються багато складів ванн і режимів обробки. Зокрема:
1)35 -40г/л тринатрійфосфату;
2) 40 -45г/л кальцинованої соди.Температура ванни 75 -85°С; час знежирення 20 -25хв. Потім промивають гарячою І холодною проточною водою з наступним сушінням стисненим повітрям, підігрітим до температури 50°С.
Широке поширення одержало знежирення у ваннах з органічними розчинниками, наприклад, "Ломбид - 315" та ін. Для місцевого знежирення застосовують більш сильні розчинники: бензин, уайт - спірит, ацетон тощо.
Очищення напилюваних поверхонь від хімічних сполук
Застосовують різні способи очищення: абразивне - струминне; травлення; впливом ультразвуку; тліючими і дуговими розрядами; НВЧ- полем та
1) Абразивно - струминне очищення. Належить до найбільш розповсюдженого методу підготовки поверхні при газотермічних способах напилення. Обробку поверхні проводять струменем стиснутого повітря з абразивними частинками в захисних камерах. Процес здійснюють як виучку, так і механізовано. Як абразивні частинки використовують електрокорунд, карбід кремнію, дріб чавуну (ДЧК) і сталеву (ДСК) та ін. Стиснене повітря має бути добре очищене. Розмір абразивних частинок складає 0,3 -1,5мм. Тиск повітря вибирають у межах 0,4 -0,7МІІа; дистанцію обробки - у межах 0,08 –0,15м; кут зустрічі 60 -90°; витрата абразивних частинок 300 —500кг/год. Контроль поверхні здійснюють по еталонних зразках. На адгезійну міцність особливо впливає марка дробу і розмір частинок.
Вилежування після обробки має бути мінімальним. Час релаксації для кожного матеріалу різний. Тому в ряді виробничих інструкцій термін вилежування складає не більм 2 -5год.
Абразивно -струменева обробка вносить істотні зміни в поверхневі шари напилюваної деталі. Відбувається насичення їх структурними дефектами. Поверхня набуває аномальних фізико - хімічних властивостей. При цьому різко зростає швидкість дифузії поверхневих атомів і їхня енергія.
2) Травлення, хімічне й електричне полірування. При цих способах підготовки розкриваються енергетичне стабільні елементи поверхні у вигляді терас, граней та ін. Додаткові порушення кристалічних ґраток незначні чи взагалі відсутні. Усе це не сприяє активації поверхні при її очищенні.
Склади ванн і режими вибирають виходячи з властивостей матеріалу напилюваного виробу, Ці способи в основному застосовують при підготовці виробів малого розміру та наявності тонкостінних елементів.
3) Очищення поверхні електричними газовими розрядами. Особливо широко таке очищення застосовують при вакуумних конденсаційних методах напилення. У більшості установок цього типу передбачені пристрої для попереднього очищення поверхні напилювання тліючим високовольтним розрядом.
В останній час отримують велике розповсюдження способи плазмового напилювання з герметичних камерах при нормальному і зниженому тиску плазмоутворюючого газу.
Завдяки цьому з'являється можливість остаточного очищення поверхні виробів газовими електричними розрядами. Очищення тліючим розрядом проводять при невисокому розрідженні (100 - 0,1 Па) із застосуванням важких бомбардуючих іонів аргону. Прискорені іони здатні зміщати атоми в кристалічних ґратках чи вибивати їх. Для цього потрібна енергія іонів, що перевищує граничні значення. Величина її залежить від теплофізичних властивостей матеріалу виробу, що очищується:ЕПа>Н,
де ЕП -порогова енергія бомбардуючих іонів; а -коефіцієнт, що визначає максимальну енергію, яку іон може передати атому; Н -теплота возгонки матеріалу.
Для більшості матеріалів Н=1,4 -1,8еВ/атом.Доля енергії, що передається електронами ядру визначається із виразу
∆Е=(4Еm)/M, де
Е -кінетична енергія електронів; m, М -маси електронів і атомного ядра.
Обробка поверхні прискореними іонами не тільки очищуй поверхню, але й значною мірою її активує. У поверхневих шарах з'являються вакансії і дислокації. Для очищення тліючими розрядами використовують режими процесу: Ір=30 -60мА; Up=l,5 -3,ОкВ; час очищення 5 -25с. Поряд із тліючими для очищення поверхні можуть бути використані і дугові розряди. І в цьому випадку на поверхні спостерігаються ерозійні процеси. Дослідження і практика показують, що для очищення поверхні найбільш доцільно використовувати дуговий розряд в імпульсному режимі горіння. Цим значною мірою попереджується перегрів оброблюваного виробу і поліпшується якість підготовки. Орієнтовно режими дугового очищення імпульсними розрядами складають: Ір=10 –З0А; Up=15 -20B; t=10 -15с.
Піскострумна обробкa
Поверхню напилюваного виробу піддають піскоструминній обробці. Така підготовка:
-по-перше, очищує поверхню і виводить її зі стану термодинамічної рівноваги із середовищем, звільнюючи міжатомні зв'язки поверхневих атомів, тобто хімічно активує підкладку, але активність підкладки швидко падає через
хімічну адсорбцію газів з атмосфери й окислювання.-по-друге, піскоструминна обробка робить поверхню підкладки шорсткуватою, що збільшує контактну температуру під напилюваними частинками на виступах шорсткості і відповідно підвищує сумарну площу ділянок приварювання.
-по-третє, шорсткувата поверхня має велику площу порівняно з гладкою, що також сприяє збільшенню міцності зчеплення.
Для підвищення абразивної міцності покриття напилювану поверхню піддають абразивне-струминній обробці. При нанесенні покриття на робочі поверхні шипів хрестовини карданного валу, що підвертається корозії, в якості абразиву можна використати крошку білого чавуну Д4К1 або Д4К1,5, також можна рекомендувати електрокорунд зерністю З0 -100мкм ТУ=036-297-76 абразивну обробку треба проводити не раніше ніж за 4 години до напилення. Також можна застосувати піскоструминну обробку для даного виробу.
Напилені покриття мають підвищену шорсткість поверхні і деяку нерівномірність по товщині. Тому більшість виробів з напиленими покриттями піддають остаточній механічній обробці. При цьому мають на меті таке: придання виробу остаточних розмірів і доведення поверхні покриття до необхідного класу чистоти. Механічна обробка напилених покриттів є відповідальною і важкою операцією, оскільки внаслідок неправильного її проведення покриття може прийти в непридатність. Тому при виборі методу напилення, матеріалу покриття і технології необхідно враховувати характер подальшої механічної обробки. Висота нерівностей напиленої поверхні в основному визначається зернистістю напилюваного порошку: дрібний порошок дає менш шорсткувату поверхню, великий -більш грубу.
Основними видами механічної обробки напилених покриттів є різання, шліфування, фрезерування і полірування.
Обробку різанням можна проводити для металевих покриттів, що мають високу міцність зчеплення і достатню товщину. Це можуть бути як м'які, так і тверді покриття. Обробку таких матеріалів можна вести різцями з швидкорізальної сталі, твердосплавними, а також мінералокерамічними і з надтвердих матеріалів (ельбор, гексаніт, алмаз). Однак при точінні тонких покриттів (приблизно 0,3 -0,5мм) може статися їхнє розтріскування, відшаровування і руйнування. Швидкість різання вибирають експериментальне для різних покриттів, і вона становить 15 - 100м/хв при подачі 0,05 -0,15мм/об.
Тверді і зносостійкі напилені покриття, в тому числі композиційні, звичайне обробляють шліфуванням. Можна проводити як мокре, так і сухе шліфування напилених виробів.
Отримане покриття на випускному клапані будемо обробляти на шліфувальному верстаті.
При шліфуванні покриття використовуватимемо охолоджування (мокре шліфування). Для того, щоб після шліфування отримати хорошу поверхню, виключити утворення тріщин і викришувань, необхідно правильно вибрати круг і режим шліфування,
Після закінчення шліфування поверхня покриття, отриманого газополуменевим напилюванням, повинна мати матовий блиск і містити дрібні пори. Дужі блискуча поверхня, на якій відсутні пори, вказує на неправильне шліфування та ймовірне її засалювання.
Для шліфування покриття, отриманого напилюванням порошкової суміші СНГН-55 з послідуючим оплавленням, можна використати круги з карбіду кремнію зеленого (64С) на бакелітовій або керамічній зв'язці (наприклад, 64С25СМ16К). Допустимо шліфування абразивними кругами з сілого (24А) І хромистого (34А) електрокорундів. Швидкість шліфувального круга вибирають в межах 15 -40м/с при глибині різання до 0,015 -С,030мм.