Изготовления детали с функциональным 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Изготовления детали с функциональным



ПОКРЫТИЕМ

 

Цель работы: реализация требований к знаниям и умениям, какими должны овладеть студенты, относительно выбора типовой технологии подготовки поверхности под нанесение покрытия и разработки маршрутной технологии подготовки детали под напыление.

Совокупность всех действий людей и орудия производства, необходимые на определенном предприятии для изготовления или восстановления изделий называются производственным процессом.

Общая схема производственного процесса деталей с газотермическим покрытием показан на рис.1.

Часть производственного процесса, которая вмещает в себя действия по изменению и следующему определению состояния объекта производства - называется технологическим процессом.Законченная часть технологического процесса, которая выполняется на одном рабочем месте - называется технологической операцией.

 

Рисунок 1 - Схема производственного процесса деталей

с газотермическим покрытием

Технологические операции называются по виду работы, которая выполняется. Например, напыление, наплавка, дробеструйная обработка и другая обработка.

Технологическая операция состоит из таких элементов: установление, переход (технологический и вспомогательный), ход (рабочий и вспомогательный), позиция.

Технологический процесс, который выполняется по документации, в которой содержание операции указывается без обозначения переходов и режимов обработки называется маршрутным технологическим процессом.

Маршрутный технологический процесс задается соответствующим технологическим документом — маршрутной картой, которая содержит описание технологического процесса изготовления или восстановления изделия, включая контроль и перемещение по всем операциям разных видов в технологической последовательности с наведением данных об оборудовании, оснащении, материальных и трудовых нормативах.

Типовой маршрутный технологический процесс изготовления детали с функциональным покрытием в общем случае предусматривает наличие следующих операций:

- отбор деталей, которые отвечают технологическим требованиям;

- механическая обработка поверхности;

- обезжиривание поверхности;

- изоляция поверхности, которая не напыляется;

- активация и формирование шероховатости напыляемой поверхности;

- предварительный подогрев;

- нанесение подслоя;

- напыление покрытия;

- изъятие масок и изолирующих элементов;

- термообработка (оплавление) покрытий;

- контроль качества покрытия;

- механическая обработка;

- контроль качества изделия.

При входном контроле конструкции и назначении покрытий следует учитывать технические требования к поверхности детали, выполнения которых обеспечивает высокие служебные характеристики напыляемого слоя. Детали, конструкции, изделия, которые не отвечают требованиям входного контроля согласно технологическим требованиям к поверхности, (табл.1) должны пройти предварительную механическую обработку.

 

Таблица 1 - Форма поверхности деталей, которая предлагается для

напыляемых изделий.

Неправильно Правильно

 

При входном контроле напыляемой детали необходимо учитывать, чтобы конфигурация напыляемой поверхности гарантировала нанесение покрытия под углом 60-900 (в отдельных случаях не меньше 30°) между осью струи и поверхностью.

Напылять поверхность в выемках и глубоких отверстиях разрешается при условии, что соотношение ширины или диаметра отверстия к его глубине было бы не меньше двух. В случае напыления внутренней поверхности сквозного отверстия отношения его длины к диаметру тоже должно быть не меньше двух. На напыляемых поверхностях не должно быть заусениц, сварочных капель, наплывов пайки, прожогов, остатков флюса, раковин и т.д.

Механическая обработка поверхности детали, конструкций и изделий выполняется на серийном металлообрабатывающем оборудовании.

Операцию обезжиривания проводят для удаления грязи, смазочного масла, жировых пятен, которые не могут быть удалены на следующих этапах подготовки, а их наличие существенно препятствует сцеплению материала покрытия с поверхностью детали, конструкцией или изделием.

Для обеспечения надежного сцепления основа подлежит обработке, в результате которой удаляется оксидная пленка, формируется шероховатая развитая и активированная поверхность. Непосредственно перед процессом напыления покрытий допускается проводить предварительный подогрев активированной детали, конструкции или изделия с целью дополнительной активации поверхности.

При подготовке поверхности детали, конструкции, изделия перед нанесением покрытия с резко отличными от основы физико-механическими свойствами применяют предварительное нанесение подслоя материала с промежуточным значением коэффициента термического расширения и высокой прочностью сцепления.

Наличие (отсутствие) той или иной операции в процессе подготовки деталей, конструкций или изделий определяется при подборе деталей согласно технологическим требованиям к подготавливаемой поверхности.

 

 

Обезжиривание поверхности

Общее обезжиривание поверхности детали, конструкции или изделия осуществляется органическими растворителями, моющими средствами, кислотными растворителями и разными эмульсиями (табл. 2). Для обезжиривания поверхности перед газотермическим напылением рекомендуется использовать моющие средства (табл. 3), поскольку органические растворители токсичные и имеют ограниченное применение.

 

Таблица.2 - Органические растворители

Характер загрязнения Метал детали Растворитель Режим обработки
Т, 0С Продолжительность, мин..
погружения выдержки в парах растворителя
Рабочие и консервационные масла Все металлы, кроме титана Тетрахлорэтилен (токсичный)   не меньше 0,5 0,5....5,0
Все металлы кроме и их сплавов Трихлорэтилен (токсичный)   не меньше 0,5 0,5....5,0
Полировочные и шлифовальные пасты Все металы кроме все полированные покрытия Тетрахлорэтилен, катионат -10 мас. конц 1...3 кг/м3   не меньше 0,5 0,5....5,0
Все металлы кроме и их сплавов, все полированные покрытия кроме серебра, меди и медных сплавов Трихлорэтилен, стабилизированый, катионат-10 мас конц 1...3 кг/м3   не меньше 0,5 0,5...5,0

 

Таблица 3 - Моющие средства

Характер загрязнения Металл детали Массовая концентрация раствора, кг/м3 Режим обработки
Технические моющие средства Натрий жидкий Три натрий фасфот Сода кальцинированная Ситанол Температура 0С Продолжительность, мин..
Типа ТМС-31 Лабомид, или деталин, или „Импульс
Полировочные и шлифовальные пасты Все металлы, сплавы и полированные покрытия 60-30 - - - - - 70-80 5-10
Все металлы, сплавы и покрытия - 20-30 - - - - 60-80 3-10
Робочие консервационные пасты и другие жировые загрязнения Стали разных марок - - 5-15 15-35 15-35 3-5 30-60 3-20
Алюминий и его сплавы - - 8-12 20-50 - - 40-70 3-10
Все металлы, сплавы и покрытия кроме полированных и алюминия и его сплавов - - - 15-35 15-35 3-5 60-80 5-20
Смазочно охлаждающие жидкости Все металлы и сплавы - - - - 10-15 3-5 60-80 1-5

 

В технически обусловленных случаях допускается проводить обезжиривание с помощью щеток и другого протирочного материала, смоченного бензином - растворителем, спиртом или ацетоном.

Детали из пористых материалов (например, полученных методами порошковой металлургии) или чугунных отливок, которые продолжительное время находились в смазочной среде, после поверхностного обезжиривания, могут подвергаться отжигу, при температуре 260-530°С на протяжении 2-3 часов в муфельных или шахтных печах для удаления масла с пор.

Крупногабаритные детали сложной формы могут подвергаться газопламенному отжигу. Обезжиривание поверхности рекомендуется проводить на специальном серийном оборудовании для мытья. Способ активации и образования шероховатости подготавливаемой поверхности зависит от материала и толщины стенки детали, конструкции изделия, толщины слоя покрытия, конфигурации поверхности, условий эксплуатации.

Подготовку поверхности деталей, конструкции или изделия с толщиной стенки меньше 0,5 мм целесообразно проводить травлением. В технически обоснованных случаях допускается проводить активацию поверхности таких деталей или изделий плазменно-абразивной обработкой электрокорундом мелкой фракции или, при давлении сжатого воздуха 0,1-0,3 МПа,с использованием приспособлений, которые предупреждают деформацию и коробление деталей, конструкций и изделий.

При толщине стенки больше 0,5 мм активацию следует осуществлять абразивно-плазменной обработкой.

Подготовку деталей цилиндрической формы, которые работают при повышенных механических нагрузках (в особенности срезающих) допускается проводить механической обработкой. Подготовку основы механической обработкой (нарезания „рваной резьбы") рекомендуется проводить в случае твердости поверхности не больше НRС 40.

При восстановлении деталей, конструкций или изделий с поверхностной твердостью больше НRС 40, механическую обработку можно проводить после предварительного отжига, если последний допускается.

При проведении абразивно - струйной подготовки поверхности основы следует учитывать материал детали, конструкции или изделия (твердость, вязкость), условия эксплуатации их с покрытием.

В качестве абразива рекомендуется использовать шлиф-зерно электро-корунда нормального марок 12А, 13А, 14А, 15А по ОСТ 2МТ 793-80 и ОСТ 2МТ 715-78 зернистостью 63Н, 63П, при поверхностной твердости до НRС 40 и 80П, 80Н, 100П по ГОСТ 3647-89 в случае твердости больше НRС 40.

Для активации поверхности с твердостью не больше НRС 40 разрешается использовать металлическую дробь ДСК (ДКЧ) № 01, 02, 03, 04, 05, 08, 15 зернистостью 0,5-1,5 мм ГОСТ 11964-81.

Не рекомендуется применять металлический абразив при подготовке деталей, конструкций или изделий из меди, медных сплавов и других материалов с большой вязкостью при нанесении жароустойчивых и коррозионноустойчивых покрытий.

Рекомендованные режимы абразивно-струйной обработки разных материалов приведены в табл. 4.

Шероховатость поверхности деталей, конструкций или изделий после абразивно-струйной обработки должна составлять в зависимости от материала основы и назначения покрытия.

Поверхность детали, конструкции, изделия не подлежащих обработке, должна быть защищена от действия абразивных частиц экранами из металла или абразивно-устойчивого материала (например, резины, фторопласта и др.).

При подготовке деталей, конструкций, изделий с твердостью поверхности больше НRС 50, если их невозможно подготовить с помощью абразивно-струйной или механической обработки, разрешается активировать зону напыления электроискровой обработкой.

Обработку необходимо осуществлять электродами из никеля и его сплавов в случае стальной основы и алюминия и его сплавов при подготовке деталей, конструкций и изделий из алюминия.

Подготовку поверхности деталей, конструкций, изделий рекомендуется проводить на серийном специализированном оборудовании, представленном в табл. 5.

С целью термической активации обезжиренной шероховатой поверхности деталей непосредственно перед нанесением покрытия разрешается проводить предварительный подогрев.

Предварительный подогрев в окислительной среде (воздухе) ограничивается температурами 50-180°С в зависимости от материала основы (табл. 6).

 

 

Таблица 5 - Характеристики установок электроискрового легирования с

ручными вибраторами

Параметры Марка установки
ЭФИ-46 ЭФИ-54 ЭФИ-80 ЭФИ-25М ЭФИ-23М ЭФИ-25Ф ЭФИ-81 ЭФИ-79 ЭФИ-78
Напряжение питания, В     220-380     220-380      
Мощность, кВа 0,5 1,5 0,25 1,6 1,0 2,5 0,25 1,5 0,5
Рабочее напряжение А 2,5 2,5 -       -    
Высота неровностей профиля 2-20   2-80   10-30 15-30 10-40 5-40 10-80
Габаритные размеры, мм 411х268х305 561х360х308 490х210х500 420х490х750 555х350х365 590х530х200 250х300х300 560х350х370 -
Масса, кг 27,5                

 

Примечание. При необходимости получения шероховатости подготовленной поверхности электроискровую обработку следует проводить на установках грубого легирования ИСА-2, ИАС-3, созданных ЦНИИТмашем (г. Москва)

Таблица 6 - Температура предварительного подогрева

Материал основы Допустимая температура нагрева, 0С
Сталь  
Медь и ее сплавы  
Никель и его сплавы  
Титан и его сплавы  
Алюминий и его сплавы  

 

Предварительный подогрев до более высоких температур разрешается проводить в камерах с контролируемой атмосферой или в динамическом вакууме. Напыление подслоя предлагается в случае нанесения покрытия, которое имеет отличные от материала детали коэффициенты термического расширения и детали работают в условиях циклической нагрузки.

При выборе материала для подслоя следует учитывать граничные рабочие температуры эксплуатации в окислительной среде, которые приведены в табл. 7.

 

Таблица 7 - Граничные рабочие температуры эксплуатации деталей с

покрытием

Материал подслоя (марка порошка) ГОСТ, ТУ Ориентировочные граничные температуры эксплуатации покрытий, 0С
МПЧ (молибден) ТУ 48-19-69-80  
ПХ20Н80 ГОСТ 13084-67  
ПН85Ю15 ТУ14-1-3282-81  
ПН70Ю30 ТУ14-1-3282-81  
ПТ-НА-01 ТУ48-19-383-84  
ПТ-105Н ТУ14-1-3926-81  
ПТ88Н12 ТУ14-1-3926-81  
ПТ65Ю35 ТУ14-1-3926-81  
ПРХ18Н9 ТУ14-1-3540-83  
ПН55Т45 ТУ14-1-3282-81  

 

При выборе материала следует учитывать допустимые сочетания материалов подслоя, основы и покрытия для предотвращения возникновения контактной коррозии. Подслой необходимо наносить на предварительно обезжиренную, активированную, шероховатую поверхность детали. Толщина подслоя должна быть не более 0,05-0,15 мм.

В табл. 8. приведены коэффициенты термического расширения некоторых материалов в литом и напыленном состоянии в разных интервалах температур.

 

Таблица 8 - Коэффициенты термического расширения

металлов, покрытий и литых материалов



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-09-13; просмотров: 197; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.81.4 (0.038 с.)