Способ восстановления деталей Советский патент 1988 года по МПК B23K9/04 

Л С

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, включа1ощий обработку изношенных поверхностей.и последующее нанесение покрытия, отличающийся тем, что, с целью повьппения ресурса работы наплавляемых деталей, обработку изношенных поверхностей производят с учетом толщины некачественного слоя покрытия, которую определяют заранее, а снимаемый слой материала отсчитывают от номинального размера поверхности в тело детали.

со

О5 О

I -5/5 т G I

(

.J Изобретение относится к области восстановления изношенных и поврежденных 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 мерее качественного материала покрываемой поверхности. При указанных способах образования покрытий слой покрытия, содержащий наибольшее количество присадочного 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 поверхности, находится в пределах 0,2-1,0 мм. Изобретение может быть использовано в машиностроении, при изготовлении деталей с биметаллическими рабочими поверхностями указанными способами. Слой покрытия, прилегающий к пркрываемой 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, сцепление его с поверхностью и т.д., будем называть некачественным слоем. Известен способ восстановления из ношенных и поврежденных поверхностей деталей. По известному способу изношенные и поврежденные поверхности пе ред нанесением покрытия обрабатывают если величина износа меньше 0,1 мм на 0,15-0,20 мм на сторону, наносят покрытия и обрабатывают его до получения поверхности номинального размера 1. По известному способу поверхности до нанесения покрытия обрабатывают только при условии, если величина из носа и повреждения поверхности меньше 0,1 мм, причем величина обработки строго регламентирована от 0,15 до 0,20 мм на сторону. Если толщина некачественного слоя покрытия, прилегающая к покрываемой поверхности, будет равна или больше 0,20 мм, рабочая поверхность после восстановления детали будет расположена в некачественном слое, наиболее качественный слой покрытия будет удален в процессе обработки. Известньй сдособ не гарантирует получение рабочей поверхности в наиболее качественном слое покрытия и толщину этого слоя, равную предельному износу поверхности на сторону, оговоренную технической документацией на ремонт машины. Создание на поверхности детали качественного слоя покрытия, равного предельному износу на сторону, оговоренному технической документацией на ремонт машины,позволяет наиболее полно, использовать особые эксплуатационные свойства материала покрытия (износостойкость, коррозионностой- кость, жаропрочность, кавитационностойкость и т.д.). Причем ресурс такой поверхности будет наибольшим. Известен способ восстановления изношенных и поврежденных поверхностей деталей путем нанесения покрытий. Согласно ему црношенные и поврежденные поверхности обрабатывают до устранения следов износа или повреждения, наносят покрытие и обрабатывают покрытую поверхность до номинального размера. По этому способу все изношенные и поврежденные поверхности (независимо от величины износа) обрабатьгаают . только до размера, обеспечивающего устранение 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. 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 готовук 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 испытаНИИ обрабатывают до следующего меньшей толщины заданного слоя, производят его испытания и т.д. По полученным данным рассчитывают ресурс поверхности или сопряжения поверхнрстей (наработку до выбраковки) при заданных слоях покрытия. Вначале рассчитывают стоимость изг отовления покрытой рабочей поверхности для каждого заданного слоя. Делят 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 тот которьй обеспечивает наименьшие :удельные затраты на изготовление по верхности. Слой покрытия, расположенньй между качественным слоем и покрываемой Поверхностью, имекщий худший технико экономический показатель по сравнению с качественньш слоем, не должен выходить на рабочую поверхность в процессе эксплуатации детали и его считают некачй твенным. Расстояние от покрываемой поверхности до поверхности качественного слоя составляет толщину слоя покрытия Z, выход которого на

С учетом указанных факторов снимаемый слой материала будет несколько больше суммы . Поэтому снимаемьй слой марабочую поверхность в процессе эксплуатации детали не допустим. Способ восстановления изношенной поверхйостй осуществляют следующим образом. Например, требуется восстановить номинальный размер изношенной посадочной поверхности вала под подшипник. Вал изготовлен из стали 40, Гост-1050-74. Восстанавливаемая поверхность термически не обработана. На посадочную поверхность наносят покрытие наплавкой. Наплавляют поверхность наплавочной проволокой марки Нп ЗОХГСА Гост 10543-75 в среде защитного газа (углекислого газа). Наплавку производят на механизированной наплавочной установке. По технической документации на ремонт машины предельньй износ восстанавливаемой поверхности на сторону равен 0,05 мм. По экспериментальным данным некачественный слой покрытия, прилеганнций к покрьшаемой поверхности, при наплавке выбранной наплавочной проволокой и выбранным способом составляет 0,25-0,5 мм. Принимаем Z цр 0,35 мм. Находим толщину слоя материала, снимаемую с поверхности на сторону перед наплавкой Zp 0 Zn3 ZHC, . После подстановки в это уравнение численных значений, составляющих, находим Zo 0,40 мм. Перед наплавкой на токарновинторезном станке, отсчитав ot номинального размера восстанавливаемой поверхности в тело детали, снимают слой материала, равный 0,40 мм. С учетом припуска на последующую механическую обработку наплавляют на обработанную посадочную поверхность слой материала толщиной 1,5 + 0,5 мм на сторону. Затем обрабатывают наплавленную поверхность на номинальньш размер. Приведенньй расчет толщины снимаемого слоя является приближенным, так как не учтен слой материала, необходимый для компенсации смещения обрабатьшаемой поверхности относительно поверхностей базирования и погрешностей установки детали отно(ительно обрабатывающего инструмента.

Слой покрытия на восстановленной поверхности получают равным или близким к фактическому износу или повреждению поверхности на сторону.

Если фактический износ поверхности меньше некачественного слоя покрытия, прилегающего к покрываемой поверхности, рабочая поверхность восстановленной детали всегда будет расположена в некачественном слое покрытия.

Анализ предельных износов поверхностей деталей показьшает, что предельные износы 50% деталей не превышают 0,1 мм, а около 20% деталей имеют предельный износ поверхностей от 0,1 ДО 0,2 мм,

Следовательно, предельные износы поверхностей, по которым выбраковьшают детали при ремонте машин, и предписанная глубина обработки поверхностей на сторону перед нанесением покрытия, преимущественно меньше толщины некачественного слоя наплавленного покрытия, прилегающего к покрываемой поверхности.

Известный способ обладает следующими недостатками:

не обеспечивает использование в полной мере эксплуатационных свойств материала покрытия,

наиболее качественный слой покры, тия удаляют в процессе обработки покрытой поверхности,

восстановленную рабочую поверхность располагают преимущественно в менее качественном.слое покрытия, который прилегает к покрьшаемой поверхности,

получают значительную вариацию размеров поверхностей перед нанесением покрытия.

Основная причина недостатков известного способа состоит в том, что восстанавливаемой поверхности перед нанесением покрытия придают размер без зачета строения и свойств покрытия по толщине, без учета влияния покрытой поверхности на ресурс сопряженной и экономической целесообразности восстановления.

Целью настоящего изобретения является разработка способа восстановле-С ния изношенных и поврежденных поверхностей деталей, который обеспечит на иболее Полное использование особых эксплуатационных свойств материала покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе восстановле- ния, включающем обработку поверхности перед нанесением покрытия, нанесение покрытия и обработку покрытой поверхности на номинальный размер, при обработке поверхности перед нанесением покрытия с поверхности снимают 0 слой материала,равный или больще суммы предельного износа или повреждения; поверхности на сторону, оговоренного технической документацией на ремонт машины,и толщины некачественного слоя 5 покрьггия, прилегающего к покрьшаемой поверхности, а снимаемый слой материала отсчитывают от номинального размера поверхности в тело детали .

2(, Еуэ2ц(., 0 где ZQ - толщина слоя материала на

сторону, снимаемая перед нанесением покрытия с изношенной или поврежденной поверхности деталиZ.- предельный износ или повреж5дение поверхности на сторону, оговоренные технической документацией на ремонт мащины

Zfjc - толщина некачественного слоя

0 покрытия, прилегающая к покрываемой поверхности. Составлякмвде, входящие в указанное соотношение5определяют следующим образом. По технической документации на

S ремонт машины находят предельный износ поверхности на сторону Z. Толщину некачественного слоя покрытия ., прилегающего к покрываемой поверхности, находят по нормативным

0 таблицам или экспериментально.

Экспериментально толщину некачественного слоя покрытия, прилегающего к покрываемой поверхности , в общем, случае йаходят следующим образом.

5 Изготавливают образец элементарной покрываемой поверхности или в качест;ве образца используют непосредственно деталь. До нанесения покрытия поверхность обрабатьгаают на размер, который

0 обеспечивает получение слоя покрытия .на поверхности после обработки, равного наибольшему предельному износу поверхности на сторону, оговоренному технической документацией на ремонт

5 машины. Выбирают способ нанесения покрытия и режимы, обеспечивакщие минимально-необходимую глубину расплавления покрьшаемой поверхности. Onge. 77316598

териала согласно способу определяется обеспечивает полное использование соотношением 20 % Z «g + ZHC . эксплуатационных свойств присадочного

Предложенный, способ обеспечивает уменьшает вариацию размеров покрыследующие технико-экономические прей- 5 ваемых поверхностей, что обеспечивамущества:ет возможность обработки покрытых поувеличивает ресурс биметаллических верхностей на автоматических стан- рабочих поверхностей и сопряжений, ках и линиях.

материала,