Способы восстановления деталей повышение долговечности

Перспективные способы восстановления деталей машин

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 15.02.2021 2021-02-15

Статья просмотрена: 103 раза

Библиографическое описание:

Перспективные способы восстановления деталей машин / В. А. Севостьянов, Д. В. Третьяков, Д. А. Рожков [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 7 (349). — С. 29-30. — URL: https://moluch.ru/archive/349/78559/ (дата обращения: 19.11.2021).

В статье авторы рассказывают о перспективных способах упрочнения и восстановления деталей машин, состоящих из алюминиевых сплавов.

Ключевые слова: ремонт, восстановление, алюминиевые сплавы, долговечность.

Важнейшей задачей, стоящей перед транспортным и агропромышленным комплексами, является обеспечение высокой надежности узлов и агрегатов транспортных и технологических машин и оборудования.

В условиях старения автотранспортного парка, многократного удорожания машин и запасных частей проблема технического оснащения промышленного и сельскохозяйственного производства не может быть решена только за счет увеличения поступления новой техники. Большая роль в этом отводится эффективному использованию имеющегося парка машин, постоянному поддерживанию его готовности за счет технического обслуживания, а также развитию и совершенствованию технологических процессов их ремонта.

Важнейшим резервом в повышении технической готовности является обеспечение предприятий автотранспортного и агропромышленного комплексов запасными частями за счет восстановления изношенных деталей. В современных транспортных и сельскохозяйственных машинах все шире применяются детали из алюминиевых сплавав, которые обладают высокими тепло и электропроводностью, стойкостью против коррозии и хорошими технологическими свойствами, но имеют невысокую износостойкость. В связи с этим восстановление деталей машин, изготовленных из алюминиевых сплавов, является очень актуальным в последние годы. Однако, применяемые в настоящее технологические процессы восстановления деталей не всегда удовлетворяют современным требованиям.

Научные исследования и опыт ремонтных предприятий показали, что в последние годы наметилась тенденция использования упрочняющих технологий, которые позволяют повысить износостойкость деталей и соединений в несколько раз.

Одним из перспективных способов повышения долговечности деталей машин является их поверхностное упрочнение микродуговым оксидированием (МДО). Этот способ позволяет получать покрытия, характеризующиеся высокими эксплуатационными свойствами (коррозионной и износостойкостью). Повышение коррозионной и износостойкости при восстановлении деталей увеличивает ресурс машин и является перспективным направлением развития ремонтного производства.

В настоящее время в ремонтном производстве применяют следующие способы восстановления деталей машин из алюминиевых сплавов: аргоновая наплавка, наплавка намораживанием, восстановление полимерными композициями, газодинамическое напыление, микродуговое оксидирование.

Аргонодуговая наплавка

Наплавка — процесс плавления металла и нанесения его на обрабатываемую поверхность, эффективность достигается за счет установления межатомных связей между восстанавливаемой поверхностью и наплавляемым материалом. В восстановлении алюминиевых деталей машин применяют наплавку неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона.

Наплавка намораживанием

Широкое применение в восстановлении алюминиевых деталей получил метод наплавки намораживанием. Обрабатываемую деталь погружают в кокиль с расплавом алюминиевого сплава и предают колебаниям в горизонтальной плоскости одновременно с качательными движениями. Под действием низкой температуры детали постепенно кристаллизуются на поверхность восстанавливаемого образца.

Восстановление композиционными материалами

Сущность восстановления привалочной плоскости ГБЦ композиционными материалами заключается в нанесении на плоскости полимерных композиций с последующей термообработкой. Данный метод позволяет восстанавливать детали многократно. Основным недостатком способа является низкая коррозионная стойкость покрытия.

Газодинамическое напыление

Данный процесс включает в себя нагрев сжатого газа и последующую подачу его в сопло, в следствии чего формируется сверхзвуковой воздушный поток, и подачу в этот поток порошкового материала.

Плазменная металлизация

В процессе плазменной металлизации расплавление присадочного материала, диспергазация и разгон частиц, осуществляется благодаря тепловым и динамическим свойствам плазменной струи. В поток нагретого газа вводится присадочный материал. В следствии чего образованные частицы напыляются на поверхность обрабатываемой детали. В следствии высокой адгезии напыленного слоя к основному, которая обеспечивается благодаря высокой термической активации, мы получаем прочные химические связи на обрабатываемой детали.

Электродуговая металлизация

Данный способ представляет собой процесс, при котором металл расплавляется дугой и затем струей сжатого воздуха наносится на обрабатываемую деталь. При использовании электродов из разных материалов, есть возможность получить покрытие из необходимого нам сплава.

Микродуговое оксидирование

Методика МДО заключается в электрохимическом окислении анода в электролите, и дальнейшее восстановление восстанавливаемого образца путем сложной диффузии ионов через оксид.

1. Батищев А. Н., Севостьянов А. Л., Фебряков А. В. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов, упрочненных микродуговым оксидированием. — Научный вестник «Вестник МГАУ» — М.: Выпуск № 1/ 2003.
2. Акимов Г. В. Основы учения о коррозии и защите металлов.—URSS, 2021.
3. Бартельс, Н. А. Металлография и термическая обработка металлов — М.: Государственное научно-техническое издательство, 1932.
4. Вереина, Л. И. Фрезеровщик. Оборудование и технологическая оснастка — М.: Academia, 2008.

Источник

Способы восстановления деталей повышение долговечности

Лекция №4. Восстановление деталей и повышение их прочности.

1. Методы восстановления деталей при ремонте.

Износ деталей связан с изменением геометрической формы и номинальных размеров. В большинстве случаев такие детали могут быть восстановлены.

Восстанавливают тремя основными способами:

1. Способ индивидуальной подгонки: заключается в том, что из двух сопряженных деталей одна деталь подвергается механической обработке, другая заменяется на новую, или на ее поверхности наращивается слой метала, который обрабатывается потом под размеры первой части. Метод дорогостоящий и применятся в редких случаях.

2. Способ стандрт. ремонтир. размеров: предусматривает механическую обработку дорогостоящие детали под определенный установленный размер. При этом более дешевая деталь изготавливается заново под этот же установленный размер, а затем без подгонки устанавливается в сопряжении. В данном способе существуют несколько ремонтных размеров. Последний ремонтный размер устанавливают из расчета прочности дорогой детали.

3. Способ восстановления первоначальных размеров: метод позволяет восстанавливать первоначальные размеры без замены самих деталей. Достигается это следующими способами:

— наращивание метала электролитическим способом;
— наплавление метала газопламенными или электродуговыми аппаратами;

— пластической деформацией материалов деталей.

2. Ремонт деталей своркой, пайкой, наплавкой.

Ремонт сваркой.

Сварка – главным качеством при восстановлении деталей сваркой является то, чтобы шов и около шовная зона были по своим свойствам не ниже свойств основного материала.

Подготовка к сварке.

Зону шва тщательно обрабатывают, защищая от коррозии и других загрязнений. На кромках в местах, где должен располагаться шов, снимают фаску.

Низкоуглеродистые стали можно сваривать газовой и электродуговой сваркой.

Среднеуглеродистые стали – сваривают преимущественно электродуговой сваркой.

Марганцовистые и низколегированные стали – свариваются по особой технологии с применением специальных покрытий электродных материалов.

Сварка чугунная – в основном чугун сваривают с предварительным подогревом деталей.

Сварка алюминия и его сплавов – электродуговым способом в среде защитных газов (аргон)

Ремонт наплавкой.

1) твердым сплавом;
2) металлизация – на поверхность изношенных деталей наплавляется тонким слоем расплавленный метал при помощи аппарата метализатора. С помощью металлизации до 10 и более слоев подряд, общей толщиной до 10мм. После металлизации деталь можно подвергать механической обработке.

Ремонт напайкой.

Используется в основном при восстановлении или ремонте тонкостенных деталей, деталей из разнородных материалов, устранение дефектов сварных швов и сборке схем электрооборудования.

— механическая очистка поверхности;

— нагрев места пайки до температуры плавления припая;
— удаление окислов и различных других химических включений;
— введение припоя;

— остывание и обработка шва.

Припой в зависимости от технических требования используется:

Перед пайкой удаляется оксидная пленка любым заостренным элементом (хим. обработкой)

Если алюминий надо припаять к меди, стали или их сплавам, то алюминий предварительно обрабатывают чистым цинком. Затем швы обрабатываются и промываются горячей, а затем холодной водой.

Источник

Способы восстановления деталей

Любой механизм изнашивается как в процессе эксплуатации, так и без неё – примером служит коррозионный износ. Для восстановления его исправности и работоспособности проводят комплекс операций, называемый ремонтом. Сегодня существуют разные способы восстановления деталей. Металлообработка — один из способов решения.

Виды способов восстановления изношенных деталей

Выделяют две группы основных способов восстановления изношенных деталей:
1. Слесарно-механический (индивидуальной подгонки);
2. Восстановление первоначальных размеров или устранения дефектов без замены поврежденных деталей методами:

• наплавки и сварки;
• пластического деформирования;
• нанесения металлических и неметаллических покрытий;
• пайкой.

Слесарно-механический способ восстановления

Особенностью данного способа является восстановление формы и взаимного расположения поверхностей без воссоздания первоначальных размеров.
Поставленные цели достигаются двумя путями:

• обработкой обеих сопрягаемых деталей;
• обработкой одной (как правило, более дорогой и сложной) детали;
• взамен второй устанавливается серийно произведённая ремонтная или новая.

Например, при механическом способе восстановлении деталей автомобильного двигателя блок цилиндров и коленчатый вал обрабатываются до ближайшего ремонтного размера, а сопряженные – поршни, поршневые кольца, вкладыши – заменяются на новые. Ремонтные размеры устанавливает завод-изготовитель. Он же, как правило, выпускает сменные изделия.

При слесарно-механическом способе восстановления деталей выделяют такие операции:

• шлифовальные работы (машинное и ручное);
• шабровка по плите и калибрам;
• опиловка;
• притирка;
• доводка.

Восстановление способом наплавки и сваркой

Восстановление деталей сваркой и наплавкой относится к самым распространённым методам.

При наплавке последовательно выполняются следующие операции.
Обработка изношенной поверхности, целью которой является удаление пограничного слоя наплавленного металла из зоны обработки.
Наплавка поверхности с припуском, достаточным для дальнейшей обработки.
Обработка наплавленной поверхности в соответствии с требованием чертежа.

Виды наплавки цилиндрических поверхностей

В случаях, когда износ механизма превышает нормы, установленные заводом изготовителем, может использоваться другой вариант.
Удаление повреждённой части механическим путем.
Изготовление нового изделия и приваривание его на место удалённого.
Термическая обработка (при необходимости).
Окончательная механическая обработка.

Сварка широко используется при ремонте корпусных деталей, в которых образовались трещины. Технологический процесс включает в себя несколько операций:

• Определение направления трещины.
• Засверливание металла на расстоянии 6 – 10 мм от видимого конца трещины.
• Выборка трещины механическим путем с одновременной разделкой под сварку.
• Заварка трещины с небольшим превышением над поверхностью основного металла.
• Обработка поверхности наплавленного металла заподлицо с основным металлом.
• Проверка геометрических параметров.
• Обработка сопрягаемых поверхностей (при необходимости).

Подготовка трещины к заварке:

• зачистка трещины;
• засверливание концов.

Пластическое деформирование восстанавливаемых деталей

Восстановление деталей способом пластического деформирования заключается в воссоздании их формы и размеров за счёт перераспределения металла под воздействием нагрузки, приложенной в определенном месте и в определенном направлении.

Изделия из низкоуглеродистых сталей (менее 0,3% углерода) и цветные сплавы реставрируют без подогрева. Средне- и высокоуглеродистые стали подогревают до температуры, определяемой по формуле:
Тнагрева=(0,70,9)Тплавления

Основные виды пластического деформирования:

• осадка или осаживание – изменение диаметра цилиндрического изделия путем приложения к торцам осевой нагрузки;
• раздача и обжатие – воссоздание соответственно наружного и внутреннего рабочего диаметра полого тела вращения за счет увеличения (уменьшения) внутреннего нерабочего диаметра;
• вытяжка – увеличение длины изделия за счет местного сужения его поперечного сечения;
• накатка – обработка поверхностей с помощью зубчатого ролика;
• правка – воссоздание формы и устранение изгиба и скручивания (может производиться под прессом путем создания местного поверхностного наклепа и с помощью местного нагрева);
• электромеханический способ восстановления деталей, применяемый, как правило, для обработки тел вращения, включает две операции:
  создание на поверхности микрорельефа в виде спиральной линии;
  выглаживание до заданного размера посредством деформирующей пластины.

Электрохимические способы реставрации деталей

Для восстановления деталей путём нанесения металлических покрытий применяется гальванический способ, с помощью которого наносят:

Хромовые и никелевые покрытия имеют толщину 0,25 – 0,3 мм, железные 2 – 3 мм и более. Железнение по своим параметрам приближается к наплавке, однако, обеспечивает относительно невысокую твёрдость. Существуют гладкие или пористые покрытия, применяемые для подвижных и неподвижных соединений.

Покрытие неметаллами

Сущность данного способа состоит:

• в нанесении на предварительно очищенную и обезжиренную поверхность слоя двухкомпонентной полимерной композиции;
• в фиксации с помощью вспомогательных приспособлений (при необходимости).

По сравнение с гальванизацией, нанесение неметаллических покрытий имеет ряд преимуществ:

• простота, отсутствие необходимости в предварительной механической обработке ремонтируемой поверхности;
• возможность нанесения толстого (10 – 15 мм) слоя полимера.

Вместе с тем, подобные покрытия заметно уступают металлам в износостойкости и долговечности.

Пайка изношенных деталей

Используется в основном при восстановлении или ремонте тонкостенных изделий, изготовленных из разнородных материалов, для устранения дефектов сварных швов и сборке схем электрооборудования.
Порядок технологических операций при пайке:

• Зачистка поверхности.
• Обработка флюсом.
• Пайка.

При всём разнообразии способов восстановления деталей стоит учесть, какие металлические конструкции будут подвергаться восстановлению. Исходя из этого выбор варианта осуществляется на основании комплекса задач, которые необходимо решить в конкретном случае. Это экономические параметры, распространенность или уникальность восстанавливаемого изделия, наличие оборудования и материалов, и, в итоге, целесообразность проведения ремонта.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

Источник