Способ восстановления деталей

Изобретение относится к области восстановления изношенных и повреж" денных деталей машин нанесением покрытий, способами, сопровождающимися образованием неоднородного по толщине слоя покрытия, преимущественно к способам, сопровождающимся образованием менее качественного слоя покрытия в зоне покрываемой поверхности. К этим способам, например. относится наплавка, электроконтактная приварка материала и т,д., то есть способы нанесения покрытий, сопровождающиеся расплавлением и неравномерным"перемешиванием более качественного (более износостойкого, коррозионностойкого, жаропрочного, кислотостойкого и т.д.) наносимого материала и меиее качественного материала покрываемой по верхности. При указанных способах об" разования покрытий. слой покрытия, содержащий наибольшее количество приссадочного материала, расположен в покрытии на некотором расстоянии от покрываемой поверхности.Например при однослойной наплавке, в зависимости от режима наплавки толщина менее качественного слоя, прилегающего к покрываемой поверхнос-ЗО ти, находится в пределах 0,2-1,0 мм.Изобретение может быть использовано в машиностроении, при изготовлении деталей с биметаллическими рабочими поверхностями указанными способами,35Слой покрытия, прилегающий к покрываемой поверхности, в котором уменьшается проявление особых свойств материала покрытия по сравнению с удаленными слоями, или при котором становятся меньше допустимого значения другие эксплуатационные характеристики биметаллической поверхности, например, прочность покрытия, сцепле- . ние его с поверхностью и т.д будем 45 называть некачественным слоем.Известен способ восстановления изношенных и поврежденных поверхностей деталей. По известному способу изношенные и поврежденные поверхности пе 50 ред нанесением покрытия обрабатывают, если величина износа меньше О, 1 мм на О, 15-0,20 мм на сторону, наносят покрытия и обрабатывают его до получения поверхности номинального разе 55 мера 1.По известному способу поверхности до нанесения покрытия обрабатывают только при условии, если величина износа и повреждения поверхности мень"ше О, 1 мм, причем величина обработкистрого регламентирована от О, 15 до0,20 мм на сторону, Если толщина не-.качественного слоя покрытия, прилегающая к покрываемой поверхности, бу.дет равна или больше 0,20 мм, рабочаяповерхность после восстановления детали будет расположена в некачественном слое, наиболее качественный слойпокрытия будет удален в процессе обработки.Известный способ не гарантируетполучение рабочей поверхности в наиболее качественном слое покрытия итолщину этого слоя, равную предельному износу поверхности на сторону,оговоренную технической документацй"ей на ремонт машины,Создание на поверхности детали качественного слоя покрытия, равногопредельному износу на сторону, оговоренному технической документациейна ремонт машины, позволяет наиболееполно использовать особые эксплуатационные свойства материала покрытия(износостойкость, коррозионностойкость, жаропрочность, кавитационностойкость и т.д.). Причем ресурс та-кой поверхности будет наибольшим,Известен способ восстановления иэ/ношенных и поврежденных поверхностейдеталей путем нанесечия покрытий, Согласно ему изношенные и поврежденныеповерхности обрабатывают до устранения следов износа или повреждения,наносят покрытие и обрабатывают покрытую поверхность до номинальногоразмераПо этому способу все изношенныеи поврежденные поверхности (независимо от величины износа) обрабатываюттолько до размера, обеспечивающегоустранение следов износа или повреждения поверхности на сторону. По этому способу режим обработки изношенных и поврежденных поверхностей перед нанесением покрытия (припуск на обработку) устанавливают только с учетом фактического износа или повреждения поверхности на сторону. Поэтому получают разницу размера поверхности, подготовленной до нанесения покрытия, и ее номинального размера, равную или близкую к величине наибольшего фактического износа на сторону.5 73 деляют эксплуатационные свойства покрытия по всей толщине до покрываемой поверхности. Для этого задаются рядом слоев покрытия.Наибольшая заданная толщина покрытия должна быть равна наибольшей толщине слоя, который удается получить после удаления неровностей поверхности покрытия, создания шероховатости и геометрической формы рабочей поверхности в соответствии с техническими требованиями чертежа на готовую деталь. Для каждой заданной толщины слоя покрытия экспериментальным пу,тем находят ресурс поверхности и сопряжения поверхностей.Например, скорость изнашивания поверхности покрытия и сопрягаемой с нею поверхности в условии трения скольжения определяют на машинах трения.Определение эксплуатационных свойств начинают с наибольшей толщины слоя покрытия, который после испытаний обрабатывают до следующего меньшей толщины заданного слоя, производят его испытания и т.д.По полученным данным рассчитывают . ресурс поверхности или сопряжения поверхностей наработку до выбракоВки) при заданных слоях покрытия.Вначале рассчитывают стоимость изГотовления покрытой рабочей поверхности для каждого заданного слоя. Де" лят стоимость изготовления заданной толщины слоя покрытия на ресурс его поверхности и сопряжения поверхностей до выбраковки. В результате получают удельные затраты на изготовление покрытой рабочей поверхности для каждого заданного слоя, т.е. находят технико-экономические показатели (критерии) качества поверхностей; За качественный слой покрытия принимают точ который обеспечивает наименьшие : удельные затраты на изготовление по-, верхности.Слой покрытия, расположенный между качественным слоем и покрываемой поверхностью, имеющий худший техникоэкономический показатель по сравнению с качественным слоем, не должен выходить на рабочую поверхность в процессе эксплуатации детали и его считают некачИЬтвенным, Расстояние от покрываемой поверхности до поверхности качественного слоя составляет толщину слоя покрытия Е, выход которого на 1659 6 рабочую поверхность в процессе эксплуатации детали не допустим.Способ восстановления изношеннойповерхности осуществляют следующимобразом. Например, требуется восста-.новить номинальный размер изношеннойпосадочной поверхности вала под подшипник. Вал изготовлен иэ стали 40,Гост-74. Восстанавливаемая поверхность термически не обработана.На посадочную поверхность наносят покрытие наплавкой. Наплавляют поверхность наплавочной проволокой маркиНп ЗОХГСА Гост 10543-75 в среде защитного газа (углекислого газа). Наплавку производят на механизированнойнаплавоцной установке,По технической документации на ремонт машины предельный износ восстанавливаемой поверхности на сторонуравен Ерз = 0,05 мм, По экспериментальным данным некачественный слойпокрытия, прилегающий к покрываемойповерхности, при наплавке выбраннойнаплавочной проволокой и выбраннымспособом составляет 0,25-0,5 мм. Принимаем 2 с = 0,35 мм.Находим толщину слоя материала,снимаемую с поверхности на сторонуперед наплавкой ЕЕо = Еиз + Енс,После подстановки в это уравнение 5 10 15 25 Перед наплавкой на токарновинторезном станке, отсчитав от номинального размера восстанавливаемой поверхности в тело детали, снимают слойматериала, равный 0,40 мм, С учетомприпуска на последующую механическуюобработку наплавляют на обработаннуюпосадочную поверхность слой материалатолщиной 1,5 + 0,5 мм на сторону, Затем обрабатывают наплавленную поверхность на номинальный размер. 40 45 Приведенный расчет толщины снимаемого слоя является приближенным, так как не учтен слой материала, необходимый для компенсации смещения обрабатываемой поверхности относительно поверхностей базирования и погрешностей установки детали отноСительно обрабатывающего инструмента. С учетом указанных факторов снимаемый слой материала будет несколько больше суммы. Поэтому снимаемый слой ма 50 55 численных значений. составляющих находим Ео = 0,40 мм.35з 731659 4Слой покрьггия на восстановленной Поставленная цель достигается тем, поверхности получают равным или близ- что в известном способе восстановлеким к фактическому износу или повреж-, .ния, включающем обработку поверхности дению поверхности на сторону. перед нанесением покрытия, нанесениеЕсли фактический износ поверхности покрьггия и обработку покрытой поменьше некачественного слоя кокрытия, верхности на номинальный размер, при прилегающего к покрываемой.поверхнос- обработке поверхности перед нанесети, рабочая поверхность восстановлен" нием покрытия с поверхности снимают ной детали всегда будет расположена 1 О слой материала равный или больше сумв некачественном слое покрытия. мыпредельного износа или повреждения.Анализ предельных износов поверх- поверхности на сторону, оговоренного костей деталей показывает, что пре- технической документацией на ремонт дельные износы 507. деталей не превы- машины и толщины некачественного слоя шают О, 1 мм, а около 207. деталей име покрытия, прилегающего к покрываемой ют предельный износ поверхностей от поверхности, а снимаемый слой матери,1 до 0,2 мм. ала отсчитывают от номинального разСледовательно, предельные износы мера поверхности в тело детали. поверхностей, по которым выбраковыва- + ют детали пРи Ремонте машин, и пРед О где Ев - толщина слоЯ матеРиала на писанная глубина обработки поверхнос- сторону, снимаемая перед натей на сторону перед нанесением по- несением покрытия с изношенкрытия, преимущественно меньше толщи- ной или поврежденной поверхны некачественного слоя наплавленно- , ности детали; го покрытия, прилегающего к покрывае Е . - предельньпЪ износ или поврежмой поверхности. дение поверхности на стороИзвестный способ обладает следую- ну, оговоренные технической щими недостатками: документацией на ремонт ма"не обеспечивает использование в шины; полной мере эксплуатационных свойств З 0 2 , - толщина некачественного слоя материала покрьггия, покрытия, прилегающая к понаиболее качественный слой покры" крываемой поверхности. , тия удаляют в процессе обработки по- Составляющие, входящие в указанное крытой поверхности, соотношениеопределяют следующим обвосстановленную рабочую поверх- разом, По технической документации ка35ность располагают преимущественно в ремонт машины находят предельный изменее качественном. слое покрытия, ко- нос поверхности на сторону Е. Толторый прилегает к покрываемой повеРх- щину некачественного слоя покрытия2 с, прилегающего к покрываемой пополучают значительную вариацию 4 верхкости, находят по нормативным размеров поверхностей перед нанесе- таблицам ипи экспериментально. нием покрытия. Экспериментально толщину некачестОсновная причина недостатков из- венного слоя покрытия, прилегающего вестного способа состоит в том, что к покрываемой поверхности Е и в обсстанавливаемой поверхности перед 45 щем. случае находят следующим образом. нанесением покрытия придают размеР Изготавливают образец элементарной без учета строения и свойств покры- покрываемой поверхности или в качесттия по толщине, без учета влияния по- ;ве образца используют непосредственно крытой поверхности на ресурс сопря- цеталь. До нанесения покрытия поверхженной и экономической целесообразно- кость обрабатывают на размер, который сти восстановления.50обеспечивает получение слоя покрыти,на поверхности после обработки, равцелью настоящего .изобретения явля= ного наибольшему предельному износу ется разработка способа восстановле : поверхности на сторону, оговоренному ния изношенных и пои поврежденных поверх- : технической документацией на ремонт55костей деталей, которь о е пый обеспечит на машины. Выбирают способ нанесения поиболее полное использование особыхкрытия и режимы, обеспечивающие миэксплуатационных свойых свойств материала нимально-необходимую глубину расплавления покрываемой поверхности. Опрепокрытия..ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 4407 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4г 7 73териала согласно способу определяетсясоотношением Е 1 Ъ 2 ню + ЕнсПредложенный способ обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:увеличивает ресурс биметаллических рабочих поверхностей и сопряжений,обеспечивает полное использование эксплуатационных свойств присадочного материала,уменьшает вариацию размеров покрываемых поверхностей, что обеспечивает воэможность обработки покрытых поверхностей на автоматическихстанках и линиях.