Восстановление пром вала автомобиля ЗИЛ - 130 (стр. 5 из 6)
Жаростойкие покрытия
Жаростойкие покрытия образуют плотную оксидную пленку, которая защищает покрытие и подложку от окисления. Оксиды алюминия, хрома, кремния имеют плотное строение и высокую прочность сцепления. Жаростойкими являются
сплавы в системах Ni-Al, Ni-Cr, Ni-Cr-Al, Ni-Co-Cr-Al-X, MoSi2 и др.
Теплозащитные покрытия (ТЗП) должны иметь низкое значение коэффициента теплопроводности l и высокую температуру плавления.Наиболее подходящим материалом для ТЗП является оксид циркония ТЗП лопаток турбины ГТД должно иметь l менее 2,5 Вт/(м•К). ГТП из ZrO2 имеет пористость 15±5%, при которой l < 0,8 Вт/(м•К).
В качестве теплозащиты в зависимости от материала подложки и условий применения следует выбирать керамические материалы с заданной пористостью. Для лопаток турбины ГТД предпочтительнее кубическая структура оксида циркония и оксида иттрия или церия.
Коррозионно-стойкие покрытия
Коррозионные разрушения металлов обусловлены химическими и электрохимическими процессами, происходящими на поверхности металла при взаимодействии со средой. Различают коррозию атмосферную, в морской воде, грунтовую, в агрессивных средах (кислотную, щелочную и т.д.), высокотемпературную газовую (сульфидную, сульфидно-оксидную и т.д.). По характеру поражения различают питтинговую (язвенную), когда на поверхности образуются язвы и полости, фреттинг-коррозию (износ в условиях малых перемещений, когда поверхности не выходят из зоны контакта и продукты износа и коррозии не имеют возможности выхода из зоны образования), коррозию под напряжением (коррозионное растрескивание), коррозионное расслаивание и др.
Для защиты от атмосферной, морской, подземной коррозии стальных конструкций, трубопроводов, судов и т.д. широко применяют металлы-протекторы, имеющие более отрицательный потенциал, чем железо (анодные покрытия) - Zn, Al. В качестве защитных покрытий катодного типа применяют коррозионно-стойкие металлы - Pb, Cr, Cu, Ti. Главное требование к катодным покрытиям - это их сплошность, исключающая попадание жидкости (электролита) между подложкой и покрытием. В этом случае будет разрушаться подложка, т.е. защищаемый металл. Такие коррозионно-стойкие покрытия могут быть изолирующими, что обеспечивается их плотностью и химическим составом.
Высокотемпературная коррозия связана с образованием легкоплавких сульфидов (и других соединений) с никелем и железом, которые растворяют металл подложки при сравнительно невысоких температурах. Кобальт и хром химически более устойчивы и применяются для защиты лопаток турбины ГТД.
В ряде случаев покрытия служат для восстановления формы детали (профиль лопатки турбины ГТД). В качестве материала используют жаростойкие сплавы
Электропроводные электроизоляционные покрытия
Электропроводные (медь), электроизоляционные (оксид алюминия, алюмомагнезиальная шпинель), нейтронно-поглощающие (гафний и оксид гафния) покрытия выполняют роль проводников, изоляторов, защитных экранов в ядерных установках, являясь также конструкционными покрытиями.
Уплотнительные покрытия
Уплотнительные покрытия (УП) применяются взамен вставок из уплотнительных материалов в ГТД. Назначение УП - уменьшить зазор между статором и ротором газогенератора (компрессор и турбина). Особенностью УП является их податливость (кромка лопатки или лабиринт легко врезаются в слой УП, которое, однако, достаточно прочно, чтобы выдерживать напор газового потока при повышенных температурах.) В качестве твердой смазки в УП используют графит и нитрид бора. В качестве матрицы с увеличением рабочей температуры - алюминий, никель, алюминид никеля, оксид циркония.
Декоративные покрытия
Декоративные покрытия (бронзовые покрытия на силуминовых скульптурах) также можно считать конструкционными, так как они позволяют экономить более дорогие медные сплавы подобно тому, как бронзовый цилиндр гидросистемы шасси был заменен деталью из алюминиевого сплава с покрытием из бронзы, нанесенным на внутреннюю поверхность цилиндра. Такая замена позволила снизить массу узла шасси на 4 кг. Восстановление скульптурной группы "Квадрига" на фронтоне Большого театра производилось напылением медной проволокой способами ГП и ЭДМ. Толщина стенки скульптуры составляла изначально 4 мм, на момент восстановления - 2 мм. Толщина стенки была доведена до начальной.
7. Подготовка поверхности
Поверхность изделия быть тщательно очищена от загрязнений маслом, окислами, продуктами коррозии, влаги, пыли и пр., сохраняться в таком очищенном виде. Для получения хорошего сцепления наносимого слоя металла с основным поверхности детали придают шероховатость путем пескоструйной обработки или нанесения канавок обдиркой на токарном станке. Для твердых закаленных и цементованных детален, применяют специальную подготовку поверхности, наплавляя на нее тонкий слой электродного металла с применением одновременно воздушного дутья.
На подготовленную поверхность детали, свободную от следов ржавчины и загрязнений, наплавляют проволоку. Для этого помещая деталь на требуемом расстоянии наплавляют металл, тонким слоем требуемой толщины, равномерно перемещая наплавочную головку по поверхности, подвергаемой наплавке. Детали, имеющие форму тел вращения, наплавляют на токарных станках, в суппорте которых крепится наплавочная головка.
Наплавкой исправляют следующие участки: наружные и внутренние поверхности под прессовую и скользящую посадку; такие же поверхности, работающие на трение со смазкой; плоскости разъема; поверхности, работающие на безударное сжатие или не испытывающие значительных напряжений на гранях, имеющие дефекты механической обработки. Восстанавливать можно только те детали, которые не утратили своей прочности вследствие износа и других дефектов. На наружные поверхности покрытие можно наносить слоем 0,5-10 мм и более, в зависимости от требований к процессу покрытия. Детали, работающие на износ в условиях жидкостного трения, следует наплавлять высокоуглеродистой стальной проволокой.. Для антифрикционных покрытий применяют следующие сочетания металлов:75% стали и 25% меди; 75% стали и 25% латуни; 50% стали и 50% алюминия; 70% стали и 30% алюминия; 50% алюминия и 50% свинца. Для придания деталям жаростойкости их покрывают алюминием (алитируют) и подвергают последующей термообработке, в результате чего алюминий диффундирует в сталь, образуя на ее поверхности тонкий жаростойкий слой железоалюминиевого сплава.
8. Технологическая часть
Составление технологического маршрута восстановления корпуса редуктора лебедки.
Операция 005 "Мойка"
1.Очистить поверхность детали от грязи и коррозии.
Операция 010 "Контрольная"
1.Контролировать размер
Операция 015 "Напыление"
1.Установить и снять деталь.
2.Напылить поверхность шейки вала
Операция 020 "Шлифовальная"
1.Установить и снять деталь.
2.Шлифовать шлицевую поверхность в размер.
Операция 025 "Контрольная"
1.Контролировать размер.
Операция 030 "Фрезерная"
1.Устанвить и снять деталь.
2.Фрезеровать новые шпоночные пазы.
Операция 035 "Контрольная"
1.Контролировать размер.
Описание технологического процесса восстановления вала
Операция 005 "Мойка"
Данная операция осуществляется очисткой детали от грязи. При этом используются различные материалы, а также вода. Применяется ванна с водой, щетка, ветошь.
Операция 010 "Контрольная"
Выполняется проверка размера с целью выявления величины износа, а также на конусность и овальность. Применяется нутромер.
Операция 015 "Напыление"
Проводится напыление поверхность. Деталь закрепляется в патроне и центре. Величину износа принимаем 0,1 мм.
Операция 020 " Шлифовальная "
Выполняется шлифование поверхности шеек вала. Деталь закрепляется в патроне и центре.
Операция 025 "Контрольная"
Производится проверка диаметра шеек вала контрольным приспособлением.
Операция 030 "Фрезерная"
Выполняется фрезерование шпоночных пазов. Деталь закрепляется в тисках с призматическими губками.
Операция 035 "Контрольная"
Производится проверка соответствия размеров и расположения поверхностей.
Формулы и значения коэффициентов для расчета режимов резания взяты из источника
Операция 015 “Напыление”
1.Толщина напыленного слоя
припуск на механическую обработку принимаем h=0.6мм.
2.Диаметр проволоки.
D=3мм
3.Скорость перемещения детали 10м/мин.
4.Подача S0=1-5 мм
5.Скорость подачи проволоки Vпр=0,9-4,5 м/мин.
Принимаем Vпр=2,5 м/мин
6.Рабочее давление газов:
-сжатого воздуха 3-5 кгс/м3
-кислорода 2-5 кгс/м3
-ацетилена от 0,04 кгс/м3
-пропан-бутан 0,04-0,3 кгс/м3
7.Расход сжатого воздуха 0,7 м3/мин
8.Основное время
Операция 020 " Токарная "
Расточить отверстие 58,00 мм
Инструмент: резец ВК – 6
Оборудование: токарно – винторезный модели 1К62
1. Глубина резания t, мм ( поперечная подача Sпоп,мм)
Sпоп=0,018 мм
2.Продольная подача Sпр=В*β, мм/об
β-Расчётный коэффициент β=0,4
Sпр=42*0,4=16,8 мм/об
3. Частота вращения детали
3.1 Расчётная скорость вращения