164
«Молодой учёный»
.
№ 7 (111)
.
Апрель, 2016 г.
Технические науки
Электроконтактная приварка материалов
при восстановлении и упрочнении деталей
Рустамова Машхура Умаровна, ассистент
Бухарский инженерно-технологический институт (Узбекистан)
В
статье рассматривается метод восстановления
и упрочнения деталей, эдектроконтактной приваркой
материалов.
Ключевые слова:
обработка деталей, машиностроение,
перлито-феррит, эвтектика, ворсстановление деталей,
электроконтактная приварка
Электроконтактная приварка (ЭКП) является одним
из эффективных способов восстановления и упрочнения
изношенных поверхностей деталей. Формирование по-
крытия и соединение его с деталью можно осуществлять
без расплавления, основного и привариваемого мате-
риалов, то есть в твердой фазе. В результате этого ЭКП
имеет ряд преимуществ в сравнении с электродуговыми
способами наплавки и газотермическим напылением.
Среди них незначительная зона термического влияния, от-
сутствие мощного светового излучения и газовыделений,
минимальные потери привариваемого материала в ре-
зультате разбрызгивания
и выгорания легирующих эле-
ментов, сохранение первоначальных свойств материала
детали при высокой прочности соединения получаемого
покрытия с деталью при высокой производительности
и низкой энергоемкости процесса [1–2].
В качества материалов для нанесения покрытия ЭКП
можно использовать порошковые (однокомпонентные
порошки, порошковые смеси, спеченные из порошков
ленты), компактные (стальные ленты и проволоки) и ком-
бинированные материалы (порошковые ленты и прово-
локи, состоящие из металлической оболочки и порошко-
вого наполнителя) [3].
Формирование покрытия при ЭКП и соединение его
с металлом детали осуществляется
при прохождении им-
пульса тока в течение его длительности и действии усилия
сжатия, приложенного к роликовым электродам. Совокуп-
ность этих параметров определяет температуру, интенсив-
ность и величину пластической деформации соединяемых
материалов. При оптимальном сочетании этих параметров
прочность соединения покрытия с деталью достигает зна-
чений, соизмеримых с прочностью одного из соединяемых
металлов. При этом разрушение таких соединений про-
исходит не по зоне соединения, а по основному или при-
варенному металлу. Металлографические исследования
показали, что при ЭКП компактных
или порошковых ма-
териалов на детали из низкоуглеродистой стали основной
металл как в зоне термомеханического воздействия, так
и в исходном состоянии имеет перлито-ферритную струк-
туру с меньшим размером зерна вблизи зоны соединения,
чем у исходной структуры. При ЭКП таких же материалов
на детали из стали 45 основной металл имеет перлитофер-
ритную структуру, а вблизи зоны соединения структуру
мартенсита, на детали из чугуна СЧ15 перлитоферритную
структуру с включениями графита, а вблизи зоны соеди-
нения покрытия с деталью образуется лидебуритная эв-
тектика, имеющая структуру бейнита.
Для исследованных сочетаний
соединяемых материалов
протяженность зоны термомеханического воздействия,
определенная на основе испытаний на микротвердость
и металлографических исследований, колеблется от 0,15
до 0,6 мм. Экспериментально установлено [4], что цикли-
ческая прочность деталей из стали 45 с покрытием из ком-
пактного материала (проволока или металлическая лента),
в зависимости от условий осуществления ЭКП, снижается,
приблизительно, на 14…25
%. Циклическая прочность
таких же деталей с покрытиями из порошковых матери-
алов, полученными ЭКП при оптимальных параметрах ре-
жима, практически, не снижается
по сравнению с образ-
цами без покрытий, а ударная вязкость после нанесения
покрытий снижается не более, чем на 14…20 %. При этом
износостойкость покрытий в зависимости от используемых
порошковых материалов может быть значительно выше
износостойкости основного материала. Установлено также,
что покрытия из исследованных порошков практически
не подвергаются коррозии, а коррозионная стойкость самой
зоны соединения не хуже коррозионной стойкости одного
из соединяемых материалов. Показано,
что оптимальными
способами подготовки поверхности детали к ЭКП являются
такие, которые позволяют получать на ней микрорельеф
высотой 35…500 мкм. Показана также возможность ЭКП
в три и пять слоев. При этом толщина покрытия увеличи-
вается соответственно во столько же раз для компактного
материала и в 2,0 и 2,7 раза для порошкового материала.
Отмечено, что количество нанесенных слоев не влияет
на прочность соединения покрытия с деталью. Плотность
покрытия из порошкового материала по длине приварен-
ного слоя, практически, не снижается. Исследовано вли-
яние гранулометрического состава
порошка на прочность
соединения покрытия с деталью и плотность самого по-
крытия. Установлено, что увеличение размера частиц по-
рошка от 20 до 250 мкм не оказывает существенного вли-
яния на плотность покрытия и прочность соединения его
с деталью. Отмечено, что при ЭКП среда аргона является
наиболее предпочтительной, так как в этом случае соеди-
нения имеют самые высокие значения прочности и сопро-
тивления ударному срезу. При этом отмечено [2], что ЭКП
проволоки или порошковых материалов на стальные
или чугунные детали можно осуществлять в атмосфере
или с применением воды.
Восстановление и упрочнение
деталей из легко окис-
ляемых металлов следует осуществлять в защитной среде
