Технологические процессы электротермической наплавки порошковых покрытий на узлы трения

Повышение эффективности процессов получения антифрикционных и износостойких покрытий на стальных поверхностях деталей и инструмента, работающих в узлах трения, является актуальной задачей для порошковой металлургии и сварочного производства, решить которую можно с помощью технологий электротермической наплавки, включающих в себя индукционную центробежную и электроконтактную наплавку.

С  учетом этого, на основе проведенных с Институтом порошковой металлургии совместных исследований в Объединенном институте машиностроения разработаны технические процессы, включающие в себя:

• систему контроля и регулирования технологических режимов, характеристики которых приведены в таблице;
• составы порошковой шихты на основе бронзы и самофлюсующихся сплавов систем Ni-Cr-B‑Si и Fe-Cr-B‑Si, а также технологические режимы индукционной центробежной и электроконтактной наплавки порошковых антифрикционных и износостойких материалов на стальные поверхности.

Достоинством разработанных технологических процессов является то, что их можно осуществлять с использованием установок индукционного нагрева и машин контактной сварки.

Областями применения разработанных технологий и оборудования для электротермической наплавки порошковых материалов являются изготовление, восстановление и упрочнение покрытиями стальных деталей автотракторной, строительной, сельскохозяйственной, мелиоративной, буровой техники, железнодорожного транспорта, оборудования нефтехимической, перерабатывающей и станкостроительной промышленности.

Разработанные технологические процессы электротермической наплавки порошковых материалов обеспечивают следующие технико-экономические преимущества:

• увеличение срока службы деталей;
• восстановление первоначальной геометрии поверхностей детали и инструмента;
• получение деталей и инструмента с заданными физико-механическими свойствами рабочих поверхностей;
• отсутствие операций предварительной и окончательной термообработки;
• возможность осуществления модернизации имеющихся технологических установок для электротермической наплавки порошковых материалов и обес­печение тем самым высокой окупаемости и низкой себестоимости получаемой продукции;
• экономия высоколегированных и цветных сплавов;
• экологическая чистота в условиях производства при внедрении разработанных технологических процессов.

Основу разработанных технологий электротермической наплавки порошковых материалов составляют:

• индукционная и электроконтактная наплавка и сварка;
• разработанные методики и устройства для контроля и регулирования технологических режимов центробежной и индукционной, а также электроконтактной наплавки и сварки металлов, обеспечивающие при необходимости возможность регистрации скорости вращения, температуры, усадки, силы электрического тока и давления воздуха в приводе сжатия электродов.

Исходным сырьем в разработанных технологиях служат порошки, стружка, гранулы, обрезки, прутки, отходы различных металлов и сплавов на основе меди, железа, никеля, вольфрама, например, БрОФ10–1, БрОЦС5–5-5, БрАЖ9–4, БрОС1–22, ПМС‑1, ПР-Х4 Г2 Р4 С2F, ПГ-СР1, ПГ-СР2, ПГ-СР3, ПГ-СР4, ПГ-УС25, ПГ‑10 Н‑01, ПГ‑10 Н‑02 и другие антифрикционные, износостойкие и коррозионностойкие материалы.

Разработанные технологии могут использоваться для получения (рис. 1 а, б) подшипников скольжения, гильзовых втулок, втулок правильно-отрезных станков для правки арматурной проволоки, вкладышей подшипников скольжения насосов рефрижераторных установок, износостойких деталей для термопласт­автоматов, червячных колес, гаек вентилей, колец синхронизаторов, грузовых и ходовых гаек станочного оборудования, букс, ступиц, зубчатых колес, плашек и фильер, толкателей клапанов, пальцев, лопаток и скребков бетономешалок, рабочих органов почвообрабатывающих машин, электродов для контактной сварки, электрических контактов, алмазных правильных карандашей и заточных кругов, фильтрующих элементов.

По материалам Ю. Н. Гафо – ведущего научного сотрудника, И. А. Сосновского – старшего научного сотрудника,

А. В. Сосновского – научного сотрудника, «Объединенный институт машиностроения»; О. О. Кузнечика – научного сотрудника «Института порошковой металлургии».