Восстановление деталей наплавкой твердыми сплавами
На РУП «Гомсельмаш» в течение ряда лет ножи кормоуборочных комбайнов КПК-3000 изготавливались из стали 65Г с упрочнением режущих кромок индукционной наплавкой шихтой на основе, следующего состава: порошковый сплав ПГ-С27М (ГОСТ 21448-75), производство НПО «ТУЛАЧЕРМЕТ» (Россия) – 78%; борная кислота В (ГОСТ 18704-78) – 16,72%; борат кальция (МРТУ 6-08-305-74) – 1,7%; криолит КП (ГОСТ 10561-80) - 2,2%; силикакальций СК 10 (ГОСТ4762-71) – 1,32%. Перед наплавкой компоненты просеивали через сито с ячейкой 0,4 мм и смешивали в смесителе в течение 13 мин, а поверхность ножа со стороны наплавки обрабатывали в дробемете 345М в течение 30 мин. Наплавка ножей слоем шихты толщиной 0,3-0,5 мм производилась на станке автоматической индукционной наплавки 9197-000.00 с использованием индуктора 17-292-31-0, при температуре 1100°С. Скорость наплавки составляла 0,53 м/мин, что в пересчете на деталь длинной 0,25 м составляет около 30 секунд. При этом твердость наплавленного слоя составляет не менее 55HRC.
Однако срок службы деталей с таким покрытием не обеспечивает необходимый ресурс работы, что может быть связано с необходимостью частой заточки ножей в процессе работы.
Анализ методов упрочнения подобных деталей зарубежными фирмами показал, что фирма Lund (Германия) неподвижный нож кормоуборочного комбайна наплавляет сплавом на основе железа, содержащим: V-10,2 %; Cr-5,2 %; Mn-0,8 %; Si-0,3 %; C-2 %. Содержание в нем легирующих карбидообразующих элементов - ванадия и хрома, позволяет получить при наплавке твердый и износостойкий слой покрытия, с микротвердостью 705-725 кгс/мм2 [1].
Исследования покрытий из самофлюсующихся сплавов, нанесенных газопламенным напылением с последующим оплавлением, показали, что сопротивление абразивному изнашиванию покрытий из сплавов системы Ni-Cr-B-Si - в 5 раз выше, чем стали, содержащей 0,6 % С [2]. В результате анализа механизма абразивного изнашивания покрытий из никелевых самофлюсующихся сплавов установлено наличие зоны микропластичности, ярко выраженной в пластическом течении в тончайших приповерхностных слоях, ориентированном в направлении перемещения абразива. При этом в процессе изнашивания, происходит уменьшение количества мелких пор, их «залечивание». Повышению износостойкости покрытий способствует пластичная никелевая основа сплава, которая заволакивает мельчайшие дефекты и преграждает путь возникающим при изнашивании трещинам, создает естественные барьеры на пути дислокаций [3].
Микротвердость покрытия, полученного индукционной наплавкой шихты на основе сплава ПГ-С27М - равна 850 кгс/мм2, а покрытий, газопламенным напылением с последующим оплавлением самофлюсующегося никелевого сплава – 874 – 904 кгс/мм2, что выше, чем покрытия фирмы Lund. На основании результатов исследований была разработана технология упрочнения лап сеялок газопламенным напылением с последующим оплавлением самофлюсующегося никелевого сплава ПГ-10Н-01, которая внедрена на созданном в РУП «Лидагропроммаш» участке, оснащенном необходимым оборудованием и аппаратурой. Разработанный технологический процесс обеспечил такт выпуска деталей с покрытием, равный 25-30с, при толщине слоя – 0,8-1,2 мм [4]. С использованием созданной технологии на предприятии упрочнено более 10 тысяч деталей, которые установлены на сеялки и успешно прошли испытания в различные хозяйства республики Беларусь, Казахстана, Алтая и России, и показали увеличение срока службы изделий более чем в 3 раза.
В течение многих лет газопламенные покрытия фирмы Метко (США) из механических смесей самофлюсующихся твердых сплавов с карбидом вольфрама успешно используются для защиты от износа и коррозии деталей различных функционального назначения [5]. Порошки содержат высококачественный синтезированный карбид вольфрама смешанный с самофлюсующимся сплавом. В оплавленном покрытии частицы карбида связаны с матричным материалом, который сам обладает прекрасной износостойкостью. Покрытия имеют низкий коэффициент термического расширения, и рекомендуются для нанесения на материалы с низким коэффициентом термического расширения.
С 1983 года Торезский завод начал выпуск 14 марок порошков по лицензиям, швейцарской фирмы «Кастолин + Эутектик» (ТУ 48-4206-156—82). Один из порошков - марки ПС-12НВК-01, является механической смесью, состоящей из самофлюсующегося никелевого сплава ПГ-10Н-01 с 35 % WC , предназначен для газопламенного напыления с последующим оплавлением покрытий на детали, работающие в условиях интенсивного абразивного износа [6]. В последние годы увеличился спрос на газопламенные покрытия из самофлюсующихся никелевых сплавав, как в нашей стране, так и за ее пределами. ТЦ «СП ТЕХНИКОРД» (Россия) впервые осуществил производство механических смесей порошков самофлюсующихся сплавов с карбидом вольфрама «губчатого» строения, что позволяет получить более износостойкие покрытия.