Металды плазмалық бүрку. Плазмалық бүрку технологиясы және процесі. Полимерлі жабындарды қолдану. жіктеу әдістері

Газ жалынымен бүркумен және электр доғасымен металдандырумен салыстырғанда плазмалық бүркудің бірқатар артықшылықтары бар:

• әр түрлі негізгі материалдарға (металдар, керамика, графит, пластмасса және т.
• Плазмалық алаулар кең ауқымда плазманың энергетикалық сипаттамаларын реттеуге мүмкіндік береді, бұл технология талаптарымен анықталған қасиеттері бар жабындарды өндіруді жеңілдетеді;
• плазмалық алауларда инертті газдар мен оттегісіз қоспаларды қолдану шашылатын материалдың және бөлшектің бетінің тотығуын азайтуға көмектеседі;
• Плазмалық бүрку арқылы алынған жабындар физикалық-механикалық қасиеттері жағынан газ жалынымен және доғалық бүрку әдістерімен алынған жабындардан жоғары.

Қолданылатын толтырғыш материал түріне қарай плазмалық-доғалы бүрку: ұнтақты бүрку және сыммен бүрку ( күріш. 3.12).

Технологиялық процесс

Ұнтақты тозаңдатқыштар қасиеттері мен бөлшектерінің өлшеміне байланысты толтырғыш материалды бере алады ( күріш. 3.13):

• плазмалық алаудың шығысындағы плазмалық ағынға тікелей;
• плазмалық факелдің саптамасына бұрышта, иондалған газ ағынына қарай;
• плазмалық алау саптамасының ішінде анодтық аймаққа немесе плазмалық доғаның преанодтық аймағына.

Ұнтақты плазмалық ағынға беру жоғары қуатты плазмалық алауларда қолданылады. Мұндай жабдықтау схемасы плазмалық ағынның пайда болуына әсер етпейді, ал плазмалық алаулар плазмалық ағынның жылуы ұнтақты қыздыруға жеткілікті болатындай шамадан тыс қуатпен сипатталады.

Анодқа дейінгі аймаққа ұнтақты беру жылу беру тұрғысынан ең тиімді болып табылады, бірақ саптамадағы бөлшектердің қызып кетуімен және саптаманың балқытылған бөлшектермен бітелуімен байланысты, бұл үшін жоғары талаптарды қою қажеттілігіне әкеледі. ұнтақ берудің біркелкілігі.

Ұнтақты бөлшектердің қыздыру тиімділігін бірдей режим параметрлерінде плазмалық ағынның ыстық аймағының көлденең қимасы бойынша ұнтақты біркелкі бөлу арқылы арттыруға болады. Бұған ұнтақты плазмалық ағынға бір саңылау арқылы емес, мысалы, 120° бұрышта орналасқан үш тесік арқылы енгізуге мүмкіндік беретін плазмалық шамдардың конструкциясы ықпал етеді. Бұл жағдайда ұнтақты қыздырудың тиімділігі 2-ден 30% -ға дейін өзгереді.

Күріш. 3.12. Плазмалық бүрку схемасы:
а - ұнтақ; б - сым. 1 - плазмалық газды беру; 2 - плазмалық алаудың катоды; 3 - катодты дене; 4 - оқшаулағыш; 5 - анодтық корпус; 6 - ұнтақ беру құрылғысы (а-сурет) немесе сым беру құрылғысы (б-сурет); 7 - ұнтақты тасымалдайтын газды жеткізу; 8 - плазмалық ағын; 9 - қуат көзі.

Күріш. 3.13. Плазмалық алауға ұнтақ беру схемалары:
1 - плазмалық ағынға; 2 - плазмалық ағынға бұрышта; 3 - саптамаға.

Қолдану

Тозуға төзімді жабындарды бүрку үшін 200 микроннан аспайтын түйіршіктелген ұнтақтар қолданылады. Бұл жағдайда ұнтақ бөлшектерінің дисперсиясы 50 мкм-ден аспайтын өлшемдік айырмашылықпен тар шектерде болуы керек. Бөлшектердің мөлшерінің айтарлықтай айырмашылығымен олардың біркелкі қыздырылуын қамтамасыз ету мүмкін емес. Бұл плазмалық ағынның жоғары температурасына қарамастан, ірі ұнтақтың плазмалық ағында болған қысқа уақыт ішінде (10 -4 -10 -2 с) еріп үлгермейтіндігімен, ұсақ ұнтақтың жартылай булануымен түсіндіріледі. , ал оның негізгі массасы аз кинетикалық энергияға байланысты плазмалық ағынмен оның орталық аймағына жетпей шетке итеріледі. Ұнтақты тозуға төзімді никельді және темір негізіндегі қорытпалармен бүрку арқылы бөлшектерді қалпына келтіру кезінде ең ұтымдысы - бөлшектерінің мөлшері 40-100 мкм болатын ұнтақты түйіршіктеу.

Бүрку кезінде, әдетте, сфералық ұнтақ бөлшектері пайдаланылады, өйткені олар ең жоғары ағындылыққа ие. Плазмалық алаудың оңтайлы жұмыс режимі бөлшектердің ең көп саны балқытылған күйдегі бөліктің астарына (негізіне) жететін режимді қарастыру керек. Сондықтан ұнтақ бөлшектерін жоғары тиімді қыздыру және тасымалдау үшін плазмалық алаудың конструкциясы жеткілікті қуаттағы плазмалық ағынды алуды қамтамасыз етуі керек. Қазіргі уақытта ауада, аммиакта, пропанда, сутегіде, динамикалық вакуумда, суда жұмыс істейтін қуаттылығы 160-200 кВт-қа дейінгі қондырғылар әзірленді. Арнайы саптамаларды қолдану екі фазалы ағын ағынының дыбыстан жоғары ағынын алуға мүмкіндік берді, бұл өз кезегінде тығыз жабынды қамтамасыз етті. Плазма ағыны плазмалық факелден 1000-2000 м/с жылдамдықпен ағып, ұнтақ бөлшектеріне 50-200 м/с жылдамдық береді.

Жоғары қуатты плазмалық шашыратқыштың (50-80 кВт) саптамалық аппаратының (катод-анод) ресурсының ұлғаюы анодтық нүктелік аймақтағы мыс саптамасының эрозияға төзімділігінің төмендігінен кедергі болды. Саптаманың беріктігін арттыру үшін вольфрамды кірістірулер әзірленді, мыс саптамаға жылу мыс қабығымен тиімді түрде жойылатын және салқындатқыш сумен жойылатындай етіп басылды. Қазіргі уақытта өндірісте шығарылатын плазмалық бүрку қондырғылары 350-400 А ток күші кезінде 25-30 кВт қуат тұтынатын плазмалық алаулармен жабдықталған.

Екінші жағынан, шағын бөліктерге (беттерге), мысалы, стоматологиядағы тәждерге, ұшақ өнеркәсібіндегі GTE қалақтарының қаптамалық сөрелеріне, 2 кВт-қа дейінгі қуатта 15-20 А токта жұмыс істейтін микроплазмалық оттықтарға жабындарды жағу үшін. әзірленді.

Бөлшектерді қыздырудың тиімділігі және олардың ұшу жылдамдығы қолданылатын газ түріне байланысты: екі атомды газдар (азот, сутегі), сондай-ақ ауа және олардың аргонмен қоспалары бұл параметрлерді арттырады.

Технологиялық процессбөлшектерді плазмалық бүрку арқылы қалпына келтіру келесі операцияларды қамтиды: ұнтақты дайындау, бөлшектердің беттерін, бүрку және шашыратылған жабындарды өңдеу. Бөлшектің бетін бүркуге дайындау өте маңызды, өйткені ұнтақ бөлшектерінің бөлшектердің бетіне жабысу күші көбінесе оның сапасына байланысты. Өңдеу алдында қалпына келтірілетін бетті майсыздандыру керек. Бүркуге жататын бетке іргелес аумақтар арнайы экранмен қорғалған. Қаптамаларды атқылаудан кейін бірден шашырату керек, өйткені 2 сағаттан кейін оның белсенділігі өңделген беттегі оксидті қабықтың ұлғаюына байланысты төмендейді.

Қаптаманың негізге адгезиясының беріктігін арттыру үшін плазмалық бүрку процесі кейіннен қайта ағынмен жүзеге асырылады. Қайта ағу операциясы жабу процесін аяқтайды. Балқыту бүрку сияқты плазмалық алаумен, сығылған доғаның бірдей қуатында, плазмалық факелдің шүмегі 50-70 мм қашықтықта бөлікке жақындай отырып жүзеге асырылады. Қайта ағыннан кейін шаршауға төзімділік 20-25% артады. Қайта ағызғаннан кейін адгезия күші 400 МПа жетеді. Балқытылған және негізгі металдардың араласу аймағы 0,01-0,05 мм.

Күріш. 3.14. Плазмалық бүріккіш үлгілері:
a - жолақ; b - сым («сым-анод»).

Кемшіліктер

Қайта ағу кезінде плазмалық қыздырудың маңызды кемшілігі - жоғары температураға және айтарлықтай энергия концентрациясына ие плазмалық ағын бөліктің бетін жеткіліксіз қыздырған кезде жабынның бетін өте тез қыздырады және осылайша көбінесе оның құлауына әкеледі. балқытылған жабын. Сонымен қатар, нәтижесінде жоғары жылдамдықПлазмалық ағынның шығуы және шашылатын бетке айтарлықтай қысым да жабын қабатының бұзылуына әкелуі мүмкін. Диаметрі 50 мм-ден аспайтын ұсақ бөлшектер үшін кейіннен қайта ағынмен плазмалық бүрку ұсынылады.

Толтырғыш материал ретінде сымды пайдаланған кезде плазмалық алауды қосудың екі схемасын қолдануға болады: ток өткізетін саптамамен ( күріш. 3.14, а) немесе ток өткізетін сыммен ( күріш. 3.14b).

Ток өткізгіш сыммен – анодпен сымды шашырату схемасын өткен ғасырдың 50-жылдарының аяғында В.В.Кудинов жасаған. Содан кейін бұрын-соңды болмаған өнімділікті - 12 кВт қуатта 15 кг / сағ вольфрамды алуға болады. Плазмалық бүркуде сыммен бірге штангалар қолданылады. Жылу мыс қабығымен тиімді түрде жойылып, салқындатқыш сумен жойылатындай етіп. Қазіргі уақытта өнеркәсіп өндіретін плазмалық бүрку қондырғылары 350-400 А ток күші кезінде тұтынылатын қуаты 25-30 кВт болатын плазмалық алаулармен жабдықталған. Екінші жағынан, шағын бөлшектерді (беттерді), мысалы, крондарды жабу үшін. стоматология, ұшақ өнеркәсібіндегі GTE қалақтарының қаптамалық сөрелері, 2 кВт-қа дейінгі қуатта 15-20 А токта жұмыс істейтін микроплазмалық қыздырғыштар әзірленді.

Сізді келесі мақалалар қызықтыруы мүмкін:

Плазмалық бүркужылыту үшін де, металл бөлшектерін тасымалдау үшін де плазмалық ағын энергиясын пайдалануға негізделген. Плазма ағыны плазма түзетін газды электр доғасы арқылы үрлеу және мыс сумен салқындатылған саптаманың қабырғаларын сығу арқылы алынады.
Плазмалық жабындар келесі қасиеттерге ие: ыстыққа төзімділік, жылу және эрозияға төзімділік, жылу және электр оқшаулау, ұстамаға қарсы, коррозияға төзімділік, кавитациядан қорғау, жартылай өткізгіштік, магниттік және т.б.

Плазмалық жабындарды қолдану: ракеталық, авиациялық және ғарыштық технология, машина жасау, энергетика (соның ішінде ядролық), металлургия, химия, мұнай және көмір өнеркәсібі, көлік, электроника, радио және прибор жасау, материалтану, құрылыс, машиналарды жөндеу және бөлшектерді қалпына келтіру.

Егер сым материалдарымен жалынмен бүрку құны бірлік ретінде қабылданса, онда ұнтақтарды плазмалық және жалынмен бүрку құны сәйкесінше 1,9 және 1,6, ал электр доғасы - 0,85 болады.

Плазмалық ағын плазмалық факелде алынады, оның негізгі бөліктері (3.34-сурет) электрод-катод/, сумен салқындатылған мыс саптама-анод 4, болат корпус 2, су беруге арналған құрылғылар 3, ұнтақ 5 және газ. 6. Корпустың катодпен немесе анодпен әрекеттесетін, бір-бірінен оқшауланған бөліктері.
Ұнтақ материал тасымалдаушы газдың көмегімен қоректендіргіш арқылы беріледі. Плазма газымен ұнтақты енгізуге болады.
Шашыратылатын материал (ұнтақ, сым, сым немесе олардың комбинациясы) плазмалық факелдің саптамасына анодтық нүктеден төмен, плазмалық доға бағанасына немесе плазмалық ағынға енгізіледі.

Ағынның жоғары температурасы мен жылдамдығы балқу температурасына шектеусіз, қыздыру кезінде диссоциацияланбайтын кез келген материалдардан жабынды бүркуге мүмкіндік береді. Плазмалық бүрку металдар мен қорытпалардан, оксидтерден, карбидтерден, боридтерден, нитридтерден және композиттік материалдардан жабындарды шығарады.

Қаптамалардың қажетті физикалық-механикалық қасиеттері плазманың жоғары температурасымен және оның ағып кету жылдамдығымен, инертті плазма түзетін газдарды қолданумен және металл плазмасының қалыптасуы үшін аэродинамикалық жағдайларды бақылау мүмкіндігімен түсіндіріледі. ағын.
Бөлшек материалында құрылымдық өзгерістер жоқ, тығыз және қатты төменгі қабаттарды кеуекті және жұмсақ үстіңгі қабаттармен үйлестіре отырып, отқа төзімді материалдарды және әртүрлі материалдардан көп қабатты жабындарды қолдануға болады (жабындардың түсуін жақсарту үшін), жабындардың тозуға төзімділігі жоғары, процесті толық автоматтандыруға қол жеткізуге болады.

Сым арқылы легірлеу кезінде жабынды жоғары көміртекті немесе легирленген сыммен балқытылған ағынның астында жүзеге асырады. Бұл допингтің жоғары дәлдігі мен тұрақтылығын қамтамасыз етеді. химиялық құрамыжабын тереңдігі бойынша шөгілген металл.

Шөгілген металды флюс арқылы легирлеу керамикалық флюс қабатының астындағы төмен көміртекті сыммен қаптау арқылы орындалады. Қаптамалардың жоғары қаттылығы олардың кейінгісін жоққа шығарады термиялық өңдеу. Бірақ бұл легирлеу әдісі химиялық құрамы бойынша тұндырылған металдың үлкен біркелкі еместігіне және жабындық режимді қатаң сақтау қажеттілігіне байланысты кең қолданыс таба алмады.

Сым және флюс арқылы бір уақытта легирлеудің аралас әдісі ең көп қолданылады.

Қуат көзі ретінде VS-300, VDU-504, VS-600, VDG-301 түзеткіштері және ақырын батырылатын немесе қатты қатайтатын ПСГ-500 түрлендіргіштері. сыртқы сипаттамасы. Бөлшектердің ротаторларының рөлінде арнайы қондырғылар қолданылады (УД-133, УД-140, УД-143, УД-144, УД-209, УД-233, УД-299, УД-302, УД-651, ОКС). -11200, OKS- 11236, OKS-11238, OKS-14408, OKS-27432, 011-1-00 RD) немесе тоқтатылған токарлық өңдеу немесе фрезерлік станоктар. Сымды беру үшін А-580М, ОКС-1252М, А-765, А-1197 бастары қолданылады.

Негізгі технологиялық параметрлертөсеу: электрод материалының және ағынының құрамы, доға кернеуі U, ток күші / және полярлығы, тұндыру жылдамдығы vH және электрод материалының берілу vn, тұндыру қадамы S, электродтың зениттен ауытқуы e, диаметрі d3 және электродтың шығуы. Цилиндрлік бөліктердің ағынды қабатының астындағы жабынның шамамен режимдері Кестеде келтірілген. 3.52.

Флюс қабатының астындағы жабынның келесі сорттары бар.

Ұшақтарды қалпына келтіру үшін төмен көміртекті немесе легирленген болаттан жасалған жатқан электродпен (стержен немесе пластина) төсеу қолданылады. Флюстің бір бөлігі қалпына келтірілетін бетке (қалыңдығы 3 ... 5 мм) құйылады, ал бір бөлігі электродқа құйылады (флюс қабатының қалыңдығы 10 ... 15 мм жетеді). Флюс қоспалары қолданылады. Бір жерде электрод доғаны бастау үшін бөлікке қосылады, ол жану кезінде көлденең бағытта айналады. Токтың тығыздығы 6…9 А/мм кернеуі 35…45 В. Процесті орындау үшін OKS-11240 GosNITI қондырғысы бар.

Өнімділіктің жоғарылауы және жабындағы легірлеуші ​​элементтердің жоғары болуы үлкен аумақта айтарлықтай тозу бар бөлшектерге көп электродты су астындағы доғалық төсеммен қамтамасыз етіледі (3.23-сурет). Дайындама мен оған ең жақын электрод арасында адасқан доға жанады.

Флюс астындағы ұнтақ қабатына (қалыңдығы 6…9 мм) орнату процестің өнімділігін арттырады және қажетті құрамдағы қалың жабындарды өндіруді қамтамасыз етеді.
Флюсті қабаты бар механикаландырылған қатты қаптауды қолдану саласы көміртекті және төмен легирленген болаттан жасалған бөлшектерді (диаметрі 50 мм-ден астам) қалпына келтіруге дейін жетеді, олар қалыңдығы > 2 мм. жоғары талаптароның физикалық және механикалық қасиеттеріне байланысты. Білік журналдары, роликтер мен роликтердің беттері, жақтау бағыттағыштары және басқа элементтер дәнекерленген.

Су астындағы доғалы механикаландырылған жабынның келесі артықшылықтары бар:

Жоғары термиялық ПӘК есебінен электр қуатын тұтынуды бір уақытта 2 есеге азайтумен қолмен электр доғасымен төсеумен салыстырғанда еңбек өнімділігін 6...8 есеге арттыру;

Қажетті легирленген элементтермен қанықтыру есебінен тұндырылған металдың жоғары сапасы және ұтымды ұйымдастыружылу процестері;

Қалыңдығы > 2 мм/п жабындарды алу мүмкіндігі.

Материалдарды бүрку кезінде плазма түзетін газдар ретінде аргон, гелий, азот, сутегі және олардың қоспалары қолданылады (3.68-кесте). Плазма түзетін газдардың құрамында оттегі жоқ, сондықтан олар материалды және шашылатын бетті тотықтырмайды.

Гелий мен сутегі олардың таза түрінде экономикалық себептерге байланысты, сондай-ақ электродқа деструктивті әсерге байланысты іс жүзінде қолданылмайды.

Азот пен аргон жиі пайдаланылады, бірақ Ar + N және Ar + H2 сияқты газ қоспалары ең жақсы өнімділікке ие. Плазма түзетін газдың түрі қажетті температураға, жылу мөлшеріне және ағынның жылдамдығына, оның шашылатын материалға және қалпына келтірілетін бетке инерттілік дәрежесіне байланысты таңдалады. Бір атомды газдармен салыстырғанда екі және көп атомды газдардың плазмасында бірдей температурада жылу көбірек болатынын ескеру керек, өйткені оның энтальпиясы атомдардың жылулық қозғалысымен, ионданумен және диссоциациялану энергиясымен анықталады. .

Ұнтақты немесе шнурлы материалдарды бүрку кезінде плазмалық алаудың электродтарына электр кернеуі беріледі. Сым материалдарын бүрку кезінде оттық электродтарына кернеу беріледі, сонымен қатар оны шашатын материалға да қолдануға болады, яғни. сым ток өткізгіш болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін. Шашыратылатын бөлік жүктеме тізбегіне кірмейді.

Плазмалық бүркуге арналған ұнтақтар көлік құбырларында бітелуді тудырмауы керек, бірақ плазмалық ағынға біркелкі берілуі және газ ағынымен еркін қозғалуы керек. Бұл талаптарды диаметрі 20 ... 100 микрон болатын сфералық ұнтақ бөлшектері қанағаттандырады.

электр дәнекерлеу институтында. Е.О. Украина Ұлттық ғылым академиясының Патоны флюс-өзекті сымдарды сер. AMOTECH. болат қабықтан және ұнтақ толтырғыштан тұрады. Бұл материалдар жалын, электр доғасы және плазмалық бүрку арқылы тозуға және коррозияға төзімді жабындарды жағуға арналған. Материалдардың ерекшелігі шашатын жабындардың құрылымын аморфизациялау мүмкіндігі болып табылады. Қаптамалардың құрылымында аморфты компоненттің болуы жақсартылған қызмет көрсету қасиеттерінің кешенін қамтамасыз етеді (тозуға және коррозияға төзімділік, негізмен байланыс беріктігі).

Бүріккіш материалдың бөлшектерін тотығудан, декарбуризациядан және азоттаудан қорғау үшін плазмалық ағынның қабығы тәрізді газ линзалары (инерттік газдың сақиналы ағыны) және бүрку процесі жүретін инертті ортасы бар арнайы камералар қолданылады. орын.

Бөлшектерді қалпына келтіру процесінде плазмалық бүркуді қолдану мысалдарын келтірейік.

Цилиндр блоктарының негізгі мойынтіректерін қалпына келтіру процесінің бірнеше сорттары игерілді. Әдістің алғашқы зерттеушілері жабынның біркелкі жұқа құрылымын қамтамасыз ету және оның негізмен байланысының беріктігін арттыру үшін қолданбалы материал ретінде төмен көміртекті болат сым Sv-08 ұсынды. Ұнтақты материалдар кейінірек ұсынылды. Құрама ұнтақтар мен қола ұнтақтары кең тарады. Қола ұнтақтары шойын бөліктерінің де, олардан жасалған бөлшектердің де беттеріне қолданылады алюминий қорытпасы. Алдымен термореактивті Al-Ni астарлы қабатын жағу керек.

Шойын цилиндр блоктарындағы негізгі мойынтіректерді қалпына келтіру кезінде композицияның 160 ... 200 мкм түйіршіктері бар арзанырақ ұнтақ қолданылады: Fe (негіз). 5% C және 1% AI. Қаптау режимі: плазмалық доға тогы 330 А, кернеу 70 В, плазмалық газ (азот) шығыны 25 л/мин, плазмалық факелдің саптамасының диаметрі 5,5 мм, плазмалық алау тербеліс жиілігі 83 мин', бөлік беру 320 мм/мин, ұнтақ шығыны 7 кг /сағ

Алюминий қорытпасының бөліктеріндегі тесіктердің бетіне плазмалық жабынды қолдану процесі мыналарды қамтиды:

1) ұнтақтарды 150..20 °С температурада 3 сағат кептіру;

2) саңылаулардың номиналды өлшемінен 1 мм асатын өлшемге дейін саңылауларды алдын ала бұрғылау;

3) қорғаныс экрандарын орнату;

4) шашылған беттерді ацетонмен майсыздандыру;

5) екі операцияда қаптау;

6) қорғаныс экрандарын алу;

7) алдын ала және соңғы бұрғылау;

8) жарқылды жою.

Бірінші операцияда PN-85Yu15 қосалқы қабаты, екіншісінде - PMS-N мыс ұнтағының негізгі қабаты қолданылады. Қаптау режимдері: ток күші 220…280 А, 0,35 МПа қысымда азот шығыны 20…25 л/мин. саптамадан дайындамаға дейінгі қашықтық 100…120 мм, қаптау уақыты 15 мин. Қаптау стендте қолданылады. Плазма түзетін жабдық PPN 160/600 қуат көзінен және UPU-ZD немесе UPU-8 қондырғысынан тұрады.

Цилиндр қақпақтарының жазықтықтарын силуминнен қаптау кезінде плазмалық бүрку қолданылады. Технология тозған бетті алдын ала фрезерлеуді, жабуды және кейіннен өңдеуді қамтиды. Қаптау материалы ретінде алюминий ұнтағы және 40...48% Fe қолданылады. Қаптау режимі: ток күші 280 А, саптамадан бөлікке дейінгі қашықтық 90 мм. плазма газының шығыны (азот) 72 л/мин.

Процестің өзіндік құнын төмендету және оның өнімділігін арттыру үшін диаметрі 2 мм Св-АК5 сымынан ұшақтарды электр доғалық тұндыру процесі енгізілді. VGD-301 ток көзін және EM-12 металлизаторын қолданыңыз. Бүрку режимдері: ток 300 А, кернеу 28…32 В, шашатын ауа қысымы 0,4…0,6 МПа, саптамадан бөлікке дейінгі қашықтық 80…100 мм. Қалыңдығы 5 мм болатын жабын 8 ... 10 минут ішінде қолданылады.

Алюминий қорытпасынан жасалған поршеньдерді қалпына келтіру кезінде PR-Br қола ұнтағынан плазмалық жабын қолданылады. АЖНМц 8,5-4-5-1,5 (8,5% AI, 4% Fe, 4,8% Ni. 1,4% Mn, қалғаны Cu). Олар UPU-8 қондырғысын пайдаланады. Қолдану режимі: ток 380 А, саптамадан бөлікке дейінгі қашықтық 120 мм. плазмалық газ - аргон мен азот қоспасы.

Беріктігі жоғары шойыннан жасалған иінді біліктерді қалпына келтіру кезінде ұнтақтардың құрамынан ПН-85Ю15 материалынан жасалған термореактивті төсемге дейін плазмалық жабын қолданылады. Композицияның құрамы: 50% PGSR, 30% PZh4 және 20% PN85Yu15.

Процесс режимдері: I = 400 А, саптамадан дайындамаға дейінгі қашықтық 150 мм. азот шығыны 25 л/мин. КСРО өнертабысы бойынша No 1737017 авторлық куәлігіне сәйкес, оның мақсаты жабындардың жабысқақ және жабысқақ беріктігін арттыру болып табылады, қолданылатын материалдың құрамында (мамырда.%): Ni-Cr өздігінен ағынды қорытпасы бар. -B-Si 25 ... 50 жүйесі, темір ұнтағы 30 ... 50 және никель - алюминий ұнтағы 20...25.

Микроплазмалық бүрку шашылатын материалдың жоғалуын азайту мақсатында өлшемдері 5 ... 10 мм бөлшектердің учаскелерін қалпына келтіруде қолданылады. Төмен қуаттылық (2 ... 2,5 кВт-қа дейін) плазмалық алаулар пайдаланылады, ток күші 10 ... 60 А квази-ламинарлық плазмалық ағынды генерациялайды. Плазма түзетін және қорғаныс газы ретінде аргон қолданылады. Микроплазмалық бүрку арқылы металл-плазмалық ағынның диаметрін 1…5 мм-ге дейін азайтуға болады. Процесс төмен шу деңгейімен (30…50 дБ) және пайдаланылған газдардың аз мөлшерімен сипатталады, бұл жұмыс камерасын пайдаланбай үй ішінде бүркуге мүмкіндік береді. MPN-001 микроплазмалық бүрку қондырғысы жасалды.

Плазмалық бүркудің технологиялық режимдері мыналармен анықталады: материалдың түрі мен дисперсиясы, плазмалық ағынның тогы және оның кернеуі, плазмалық газдың түрі мен ағынының жылдамдығы, плазмалық факелдің саптамасының диаметрі және одан қашықтығы. шашатын бетке саптаманы.

Материал бөлшектерінің дисперстілігі, плазмалық ағынның тогы және плазма түзетін газдың шығыны бөлшектердің қызу температурасын және олардың қозғалыс жылдамдығын, демек, жабынның тығыздығы мен құрылымын анықтайды.

Қаптау қасиеттерінің үлкен біркелкілігі бөлікке қатысты плазмалық алаудың қозғалыс жылдамдығының жоғарылауында және қабат қалыңдығының аз болуымен қамтамасыз етіледі. Бұл жылдамдық материалды пайдалануға аз әсер етеді және процестің өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді.

Саптамадан қалпына келтірілетін бетке дейінгі қашықтық плазмалық газдың түріне, шашылатын материалдың қасиеттеріне байланысты және 120...250 мм (әдетте 120...150 мм) шегінде өзгереді. Бөлшектердің ағынының осі мен қалпына келтірілетін бет арасындағы бұрыш 90 ° жақындауы керек.

Плазма ағынының жылу мөлшерінің, осы ағындағы бөлшектердің тұру уақытының және олардың жылдамдығының оңтайлы үйлесуі жоғары физикалық және механикалық қасиеттері бар жабындарды өндіруді қамтамасыз етеді.

Плазмалық жабындардың қасиеттері балқытылған кезде айтарлықтай жақсарады. Бұл жағдайда материалдың ең төмен балқитын бөлігі балқытады, алайда қыздыру температурасы металдарды оксидтерден азайтатын және шлактарды түзетін боросиликаттарды балқыту үшін жеткілікті болуы керек.

Балқытылған материалдар келесі талаптарға сай болуы керек: қорытпаның балқитын компонентінің балқу температурасы 1000 ... 1100 ° C аспауы керек. қыздырылған күйдегі қорытпа дайындаманың бетін жақсы сулануы және өздігінен ағу қасиетіне ие болуы керек. Мұндай қасиеттерге балқу температурасы 980...1050 °C болатын никель негізіндегі ұнтақ материалдар және құрамында флюсациялық элементтер: бор және кремний бар. Қаптаманың жеткіліксіз қыздыру температурасы бетінде металл тамшыларының пайда болуына әкеледі. Қаптаманың бір бөлігінің сұйық күйі диффузиялық процестердің қарқынды ағымына ықпал етеді, ал бөліктің материалы қатты күйде қалады.

Қайта ағу нәтижесінде жабынның негізге қосылу беріктігі айтарлықтай артады, жабысу беріктігі артады, кеуектілігі жойылады, тозуға төзімділігі жақсарады.

Балқытылған жабындардың өңдеуге қабілеттілігі монолиттіге жақын ыстыққа төзімді болаттаржәне ұқсас химиялық құрамы бар қорытпалар.
Жабындар балқытады: газ оттығымен (оттегі-ацетиленді жалынмен), термиялық пеште, индуктормен (жоғары жиілікті токтармен), электронды немесе лазерлік сәулемен, плазмалық оттықпен (плазмалық ағынмен), үлкен ток.

Газ оттығымен қайта ағу - қайта ағынның сапасын визуалды бақылаудың ең қарапайым тәсілі. Әдістің кемшіліктері бөлшекті бір жақты қыздыру болып табылады, бұл деформацияға әкелуі мүмкін және массивтік бөлшектерді өңдеу кезінде жоғары еңбек сыйымдылығы.

Пештің қайта ағуы бөліктің бүкіл көлемін жылытуды қамтамасыз етеді, сондықтан жарықтар ықтималдығы төмендейді. Дегенмен, жабынмен байланысты бөліктің аймақтары шкаламен жабылған, олардың физикалық және механикалық қасиеттері нашарлайды. Теріс әсер етуқорғаныш ортасы болған кезде оларды қыздыру кезінде жабындардың қасиеттеріне тотығу атмосферасы жоққа шығарылады.

Жақсы нәтиже бүкіл дайындаманың термиялық өңдеуін бұзбай жоғары өнімділікті қамтамасыз ететін индукциялық қайта ағынмен алынады. Тек жабын және оған жақын орналасқан негізгі металдың жұқа қабаты қыздыруға ұшырайды. Қыздырылған металдың қалыңдығы ток жиілігіне байланысты: соңғысының жоғарылауымен қалыңдығы азаяды. Жоғары қыздыру және салқындату жылдамдығы жабындағы жарықтарға әкелуі мүмкін.

Қаптамаларды электронды немесе лазер сәулесімен балқыту жабынмен және бөліктің өзегімен байланысты аймақтардың қасиеттерін іс жүзінде өзгертпейді. Құны жоғары болғандықтан, бұл әдістерді басқа әдістермен жабындарды еріту қиын болатын сыни қымбат бөлшектерді қалпына келтіруде қолдану керек.

PG-SR2 никель негізіндегі қорытпалардан балқытылған жабындар. PG-SRZ және PG-SR4 келесі қасиеттерге ие:

Қаттылығы 35…60 HRC олардың құрамындағы борға байланысты;

Тозуға төзімділігі шыңдалған болатпен 45 салыстырғанда 2...3 есе артты, бұл жабын құрылымында қатты кристалдардың (боридтер мен карбидтердің) болуымен түсіндіріледі;

Балқымаған жабындардың қосылу беріктігімен салыстырғанда жабынның негізмен байланысының беріктігі 8 ... 10 есе жоғарылады;

Шаршау күші 20...25%-ға артты.

Плазмалық жабындарды кейіннен қайта ағынмен қолдану аймағы ауыспалы және контактілі жүктемелер жағдайында жұмыс істейтін бөлшектердің беттерін қалпына келтіру болып табылады.

Балқытылған жабындардың көп фазалы құрылымы бар, оның құрамдас бөліктері боридтер, артық карбидтер және эвтектикалық болып табылады. Микроқұрылымның түрі (дисперсия, құрамдас бөліктердің түрі және саны) өздігінен ағынды қорытпаның химиялық құрамына, қыздыру уақыты мен температурасына байланысты.

Жүктелген интерфейстердегі бөлшектердің ең жақсы тозуға төзімділігі өздігінен жүретін қорытпалардан жасалған жабындармен қамтамасыз етіледі. Қаптаманың құрылымы негізінде біркелкі бөлінген бөлшектерінің мөлшері 1...10 мкм болатын дисперсті метал тәрізді фазалардың (ең алдымен борид немесе карбид) қосындылары бар жоғары легірленген қатты ерітінді болып табылады.

Металл және металл емес жабындарды (отқа төзімді, тозуға төзімді, коррозияға төзімді) плазмалық бүрку үшін келесі қондырғылар қолданылады: UN-115, UN-120, UPM-6. UPU-ZD. UPS-301. APR-403. UPRP-201.

Плазма алу үшін әртүрлі плазмалық алаулар қолданылады. Белгілі бір дизайнда жүзеге асырылатын қуат тығыздығының диапазоны мен деңгейі түрлендіру тиімділігін сипаттайды электр энергиясыдоғалар термиялық плазмалық ағынға, сондай-ақ технологиялық мүмкіндіктерплазмалық шам.

Технологиялық плазмалық алауды жасау міндеті әрқашан доғалық дәнекерлеу тогының, плазма газының шығыны мен құрамының кең ауқымды өзгерістерінде тұрақты ұзақ мерзімді жұмысты қамтамасыз ететін салыстырмалы түрде қарапайым, техникалық қызмет көрсететін конструкцияны құруға байланысты. қайталанатын параметрлері бар плазмалық ағынды генерациялау, бұл әртүрлі қасиеттері бар материалдарды тиімді өңдеуге мүмкіндік береді.

Бүрку тәжірибесінде әртүрлі материалдардың (металдар, қорытпалар, оксидтер, оттегісіз отқа төзімді қосылыстар) біртекті ұнтақтары да, композиттік, сонымен қатар осы материалдардың механикалық қоспалары қолданылады.

Ең көп таралған ұнтақ материалдар:

металдар - Ni, Al, Mo, Ti, Cr, Cu;

қорытпалар - легирленген болаттар, шойын, никель, мыс, кобальт, титан, соның ішінде өздігінен ағынды қорытпалар (Ni-Cr-B-Si, Ni-B-Si, Co-Ni-Cr-B-Si, Ni-Cu- B -Si);

Al, Ti, Cr, Zr және басқа металдардың оксидтері және олардың құрамы;

оттегісіз отқа төзімді қосылыстар және қатты қорытпалар- Cr, Ti, W және т.б карбидтер және олардың Co және Ni бар құрамдары;

композициялық қапталған ұнтақтар - Ni-графит, Ni-A l және т.б.;

композициялық конгломерацияланған ұнтақтар - Ni - Al, NiCrBSi - Al
және т.б.;

механикалық қоспалар - Cr 3 C 2 + NiCr, NiCrBSi + Cr 3 C 2 және т.б.

Термиялық бүрку технологиясында композициялық ұнтақтарды пайдаланған жағдайда келесі мақсаттар көзделеді:

компоненттердің өзара әрекеттесуінің экзотермиялық әсерін пайдалану (Ni - Al, Ni - Ti және т.б.);

жабын көлеміндегі компоненттердің біркелкі таралуы, мысалы, кермет (Ni - Al 2 0 3 және т.б.);

тозаңдату кезінде бөлшектердің негізгі материалын тотығудан немесе ыдыраудан қорғау (Co-WC, Ni-TiC және т.б.):

термиялық бүрку (Ni-графит және т.б.) кезінде дербес жабын түзбейтін материалдың қатысуымен жабынды қалыптастыру;

бөлшектердің орташа тығыздығын арттыру, жоғары энтальпиясы бар компоненттерді енгізу арқылы жабындарды қалыптастыру шарттарын жақсарту.

Бүрку үшін қолданылатын ұнтақтар бүрку процесінде ыдырамауы немесе сублимацияланбауы керек, бірақ балқу және қайнау температуралары арасында жеткілікті айырмашылық болуы керек (кемінде 200 ° C).

Әртүрлі плазмалық жабындарды алу үшін ұнтақ материалдарды таңдаған кезде келесі ережелерді ескеру қажет.

Қолданылатын ұнтақ материалдардың гранулометриялық құрамы өте маңызды, өйткені өнімділік пен пайдалану коэффициенті, сонымен қатар жабындардың қасиеттері оған байланысты. Ұнтақтың бөлшектерінің өлшемі жылу энергиясы көзінің сипаттамаларына, шашылатын материалдың термофизикалық қасиеттеріне және оның тығыздығына байланысты таңдалады.

Әдетте, ұсақ ұнтақты шашыратқанда, оның құрамында бөлшектердің қызуы және олардың жоғары температуралы плазма ағынымен әрекеттесуі нәтижесінде пайда болатын оксидтердің көп мөлшері болса да, тығызырақ жабын алынады. Шамадан тыс үлкен бөлшектердің жылынуға уақыты жоқ, сондықтан олар бетпен және олардың арасында жеткілікті күшті байланыс түзбейді немесе соқтығысқанда жай ғана секіреді. Әртүрлі диаметрлі бөлшектердің қоспасынан тұратын ұнтақты бүрку кезінде ұсақ бөлшектер олардың саптамаға түсетін жеріне тікелей жақын жерде еріп, саңылауды нығыздап, оқтын-оқтын шығып, бүріккіштің үстіне түсетін шөгінділер түзеді. үлкен тамшылар түріндегі жабын, оның сапасын нашарлатады. Сондықтан бүркуді бірдей фракциядағы ұнтақтармен жүргізген дұрыс, ал барлық ұнтақтар бүрку алдында дисперсияға (жіктелуге) ұшырауы керек.

Керамикалық материалдар үшін ұнтақтың оңтайлы бөлшектерінің мөлшері 50-70 мкм, ал металдар үшін - шамамен 100 микрон. Бүркуге арналған ұнтақтардың сфералық пішіні болуы керек. Олардың жақсы ағындылығы бар, бұл оларды плазмалық алауға тасымалдауды жеңілдетеді.

Барлық дерлік ұнтақтар гигроскопиялық және тотығуға қабілетті, сондықтан олар жабық ыдыстарда сақталады. Ашық ыдыста біраз уақыт болған ұнтақтар бүрку алдында 1,5-2 сағат бойы 120-130°С температурада 5-10 мм қабаты бар тот баспайтын болаттан жасалған кептіргіш пеште күйдіріледі.

Бүркуге арналған ұнтақ шашылатын бөліктердің жұмыс жағдайларын ескере отырып таңдалады.

Плазмалық-доғалық жабын әдісінің мүмкін ақаулары шашыраған қабаттың қабаттануы, жабынның жарылуы, жабын материалының үлкен тамшыларының пайда болуы, бетінде мыс тамшылары, сонымен қатар жабын қалыңдығының айырмашылығы (жоғарыда). рұқсат етілген).

Жабысқақ және жабысқақ беріктіктерді және басқа да сапалық сипаттамаларын арттыру үшін плазмалық жабындарды әртүрлі әдістермен қосымша өңдеуге ұшырайды: ток астында роликтермен илемдеу, шашыраған беттерді қақтан тазалау және негізге немесе алдыңғы қабатқа әлсіз жабысқан бөлшектерді жою. бүрку процесінің өзінде металл щеткалармен, ағынды абразивтік және ультрадыбыстық өңдеу және т.б.

Өздігінен ағынды легирленген жабындардың сапасын жақсартудың кең таралған әдістерінің бірі оларды балқыту болып табылады. Қайта ағынды, индукциялық немесе пеште қыздыру, балқытылған тұздарда немесе металдарда қыздыру үшін плазма, жалын, лазер және т.б. қолданылады.Көп жағдайда жоғары жиілікті токтары бар индукторларда қыздыруға артықшылық беріледі. Ni - Cr - B - Si - C жүйесінің шашылған жабындары бастапқы кеуектілікті азайту, қаттылық пен негізгі металға жабысу беріктігін арттыру үшін 920-1200 0 С балқытуға ұшырайды.

Плазмалық бүркудің технологиялық процесі алдын ала тазалаудан (кез келген белгілі әдіспен), белсендіруден (мысалы, абразивті ағынмен) және өнімді плазмалық факелге қатысты немесе керісінше жылжыту арқылы тікелей жабудан тұрады.

Лащенко Г.И. Плазманың қатаюы және шашырауы. – Қ.: Экотехнолог и Я, 2003 – 64 б.

Плазмалық бүрку

Плазмалық ағынды қолданатын жабындарды қолдану әдісі өзінің мүмкіндіктері бойынша оттегі-ацетиленді жалын мен доғалық дәнекерлеуді қолданатын металды тұндыру әдістерінен жоғары. Бұл әдістің басқаларға қарағанда артықшылығы балқу температурасына қарамастан отқа төзімді металдардан жасалған материалдарға көп қабатты жабындарды балқыту және жағу мүмкіндігінде, бұл барлық жөндеу өлшемдері бар бөлшектерді қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Қаптамаларды жоғары температурада бүркудің басқа әдістері сияқты, плазмалық бүрку тетіктің деформациясын және құрылымның өзгеруін тудырмайды. Плазмалық жабындардың тозуға төзімділігі 1,5...3 есе жоғары, ал үйкеліс коэффициенті шыңдалған болаттан 45 1,5...2 есе төмен.

Плазмалық ағын болаттан, алюминийден және оның қорытпаларынан және басқа материалдардан жасалған бұйымдарды толтырғыш сымды немесе металл ұнтақтарын балқыту арқылы қаптау және жабу үшін қолданылады. Плазма әртүрлі материалдарды кесу және бетін өңдеу, дәнекерлеу және термиялық өңдеу үшін қыздыру үшін қолданылады. Плазманы қалыптастыру және қорғау үшін бейтарап газдарды пайдалану - аргон, азот және олардың қоспалары - легирленген элементтердің минималды күйіп кетуін және бөлшектердің тотығуын қамтамасыз етеді. Плазмалық бүрку металл жабындарының қасиеттерін жақсартады, дегенмен оның кеңінен қолданылуы жабынның қалпына келтірілген бөліктің бетіне адгезиясының төмен беріктігімен және плазмалық шамдардың сенімділігімен, доғаның жоғары шуы мен жарықтығымен шектеледі. Плазма доғасы – температурасы 20 000 °C немесе одан да жоғары иондалған күйдегі атомдардың, иондардың, электрондардың және жарық кванттарының молекулаларынан тұратын жоғары қарқынды жылу көзі.

Плазмалық ағынның жарқыраған жарқыраған өзегі бар, оның ұзындығы саптама мен арнаның өлшеміне, газ құрамы мен шығынына, ток мәніне және доғаның ұзындығына байланысты 2...3-тен 40...50 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін.

Қондырғыны қоректендіру тізбегі екі көзден тұрады: олардың бірі плазмалық доғаны қоректендіруге арналған, ал екіншісі – негізгі доғаны ұстап тұруға арналған. Плазма түзуші газ баллоннан басқару пультінде орналасқан газ жабдығы арқылы беріледі. Толтырғыш ұнтағын беру үшін тасымалдаушы газ қолданылады. Газ жабдығы баллондардан, редукторлардан, шығын өлшегіштерден, араластырғыштан, сақтандырғыштардан және электромагниттік клапандардан тұрады.

Беткейлеу үшін екі доға бір уақытта жанатын плазмалық шамдарды қолданған жөн: біреуі плазма түзетін, екіншісі негізгі металды балқытуға және толтырғышты балқытуға қызмет етеді. Бүрку кезінде толтырғыш пен негізгі металдар саптамадағы саңылау арқылы өткен плазмалық ағынның бір бөлігімен қыздырылатын қыздырғыштар ұсынылады.

Нирезист және қола ұнтақтары антифрикционды жабындарды бүрку үшін қолданылады. ПГ-СРЗ, СНГН-50, тот баспайтын болаттан жасалған өздігінен жүретін қорытпалардың ұнтақтары тозуға төзімді жабындарды бүрку үшін, сондай-ақ біліктерді және мойынтіректердің отырғыштарын қалпына келтіру үшін қоспаларда қолданылады.

Интерметалдық ұнтақтар (металлдың металмен химиялық қосылысы) PN55T, PN85Yu15 жабындардың жабысу беріктігін арттыру үшін қосалқы қабат ретінде (0,05...0,1 мм) және жабынның жабысу беріктігін арттыру үшін ұнтақ қоспасының құрамдас бөлігі ретінде қолданылады. Плазмалық жабындар қабатының қалыңдығы 0,6 ... 0,8 мм-ге дейін жеткілікті жоғары жабысқақ беріктік мәндеріне ие.

ЗИЛ-130 қозғалтқышының иінді білігінің негізгі және шатундық журналдарын бүрку үшін ұнтақтардың қоспасын қолдануға болады - 15 ... 25% (салмақ бойынша) PN85Yu15 + 35 ... 40% PG-SRZ + 35 . .. 50% P2X13. Экономикалық себептерге байланысты негізгі компоненттері арзан ұнтақтар (ни-резист, тот баспайтын болат, қола) болып табылатын қоспалармен шашыратқан жөн. Олардың құрамына 10…15% ұнтақ PN85Yu15 енгізілген.

NPO Tulachermet шығарған PR-N70Yu30 және PR-N85Yu15 ұнтақтары көміртекті ұнтақтармен үйлесімде қосалқы қабат және негізгі жабын қабаты ретінде қызмет ете алады.

Плазмалық бүрку кезіндегі жабынның сапасы көп жағдайда оттық қуатына, газ ағынына, электр режиміне, ұнтақтың берілуіне, бүрку жағдайларына байланысты (жандықтың өнімнен қашықтығы, бүрку бұрышы әрбір нақты жағдай үшін эксперименталды түрде белгіленеді).

Күріш. 1. Плазмалық жабындарды орнату схемасы:
1 - негізгі ток көзі; 2 - қозу үшін ток көзі; 3 - плазмалық алау; 4 - дәнекерлеу ұнтағын тасымалдайтын газ баллоны; 5 - газ редукторы; 6 - диспенсер; 7 - плазмалық газы бар баллон; 8 - ротаметр; 9 - араластырғыш.

Күріш. 2. (а) және бүрку (б) үшін плазмалық алаулардың схемалары:
1 - вольфрам электроды (катод); 2 - оқшаулағыш тығыздағыш; 3 - саптама (анод); 4 - плазма; 5 - тұндырылған қабат; 6 - негізгі металл; 7 - дәнекерлеу ұнтағын беруге арналған арна; 8 - суды салқындату үшін арналар; 9 - шашыратылған қабат.

Тозуы 3 мм-ден аспайтын «білік» типті бөлшектерді (тісті беріліс біліктері, қуыс және тұтас біліктер мен осьтер, кардан кресттері және дифференциалдар) қалпына келтіру үшін OKS-11231-GOSNITI қондырғысы қатты жабынмен плазмалық төсеу арқылы қолданылады. легирленген материалдар.

Дәнекерленген бөлшектердің диаметрі мен ұзындығы сәйкесінше 20…100 және 100…800 мм. Қолданылатын ұнтақтар: сор-кене, алюминий ұнтағымен зарядталған ASDT; алюминиймен бірге US-25; алюминиймен T-590; PG-L101 алюминийі бар; газ - аргон, сығылған ауа. Қолданылатын металдың қаттылығы 66 HRC3 дейін. Станоктың габариттік өлшемдері 2225X1236X1815 мм.

ГОСНИТИ мәліметтері бойынша жыл сайынғы экономикалық әсерорнатуды жүзеге асырудан 9 мың рубльден астам болады.

OKS-11192-GOSNITI қондырғысында барлық маркалы дизельдік қозғалтқыштардың клапан дискілерінің фасалары PG-SR2 ұнтақ материалымен сәтті қалпына келтірілді. Оның өнімділігі ауысымына 80…100 клапан.

Жұмыстағы жоғары сенімділікті VSKHIZO-Z шағын өлшемді плазмалық алау көрсетті, ол түрлендірілген UMP-5-68 қондырғысымен бірге YaMZ-238NB, SMD-14 және A-41 иінді біліктерін қалпына келтіру үшін ұсынылады. келесі құрамдарды пайдаланатын қозғалтқыштар: сым Sv-08G2S-80 …85% + PG-SR4-15…20% ұнтақ (SMD-14 және A-41) және 15GSTYUTSA-75…80% сым + PG-SR4-20…25 % ұнтақ. Білік журналдарының қаттылығы бірінші жағдайда 46,5 ... 51,5 HRC3, екіншісінде - 56,5 ... 61 HRC3. Журналдар мен төсеніштердің тозуға төзімділігі иінді біліктің деңгейінде.

Металл жабынының өнімге жабысуының қажетті беріктігін қамтамасыз ету мәселесі, жаңа арзан материалдарды іздеу және тиімді жолдарыбөлшектердің тозған беттерін плазмалық бүрку алдында дайындау.

Біріншісін қосымша операцияны енгізу арқылы шешуге болады - шашыратылған жабынды балқыту, ол жабудан кейін бірден плазмалық немесе окси-ацетиленді алаумен, сондай-ақ жоғары жиілікті токтармен қыздыру арқылы орындалады. Қаптама ерігеннен кейін оның физикалық-механикалық қасиеттері жақсарады, ал адгезия беріктігі 10 есе немесе одан да көп артады.

Бөлшектерді осылай қалпына келтірудің технологиялық процесі өнімнің бетін қоспалардан және оксидтерден тазартуды (қажет болған жағдайда бөлшектің дұрыс геометриялық пішінін беру үшін алдын ала ұнтақтауды), оны майсыздандыруды және абразивті жаруды (қатайтуды тудырады, оксидті қабықты бұзады) қамтиды. , кедір-бұдырды арттырады), бөлшекті балқыту жабынымен бүрку, содан кейін өнімді өңдеу.

Абразивті жарылыс кезінде сығылған ауа қысымы - 0,4 ... 0,6 МПа, үрлеу қашықтығы 50 ... 90 мм, абразивті ағынның шабуыл бұрышы 75 ... 90 °. Өңдеу ұзақтығы абразивті (ақ электрокорунд 23А, 24А ұнтағы немесе 80 ... 125 мкм түйір өлшемі бар қара кремний карбиді 53С, 54С ГОСТ 1347-80, болат немесе шойын ДСК және ДЧК No 08К ату) байланысты. № 1.5К ГОСТ 11964-69), бөлшектің материалы және оның қаттылығы және өңделген бетінің ауданы. Дайындау мен бүрку арасындағы уақыт мүмкіндігінше қысқа және 1,5 сағаттан аспауы керек.

Плазмалық балқыту кезінде саптаманың шығуынан бөліктің бетіне дейінгі қашықтық 50 ... 60 мм шегінде азаяды.

Цилиндрлік бөлшектер үшін балқыту олардың 10 ... 20 мин-1 жиілігімен айналуы кезінде жүзеге асырылады.

Плазмалық бүркуге арналған ротор ретінде 011-1-01, 011-109 қондырғыларын немесе бұранда кесетін токарлық станокты пайдалануға болады.

Соңғы қабаттың қалыңдығын таңдағанда, жыпылықтау кезіндегі шөгуді (10...20%) және өңдеуге рұқсатты (әр жағына 0,2...0,3 мм) ескеру қажет.

Металл ұнтақтарымен шашыратылған плазмалық жабындар бұрандалы кесуде немесе өңделеді тегістеу машиналарыстандартты кескіш құралмен. Синтетикалық алмас дөңгелектермен тегістеу әсіресе тиімді.

Жүргізілген зерттеулер автотрактордың кез келген пішіндегі маңызды бөліктерін (пластиналар мен итергіш шыбықтар, пластиналар мен клапан бағандарының фасалары, иінді біліктер, су сорғыш роликтері) жабынды қайта ағынмен плазмалық бүрку арқылы қалпына келтіруге болатынын көрсетті, бұл ескеру қажет. осы бөліктерді қалпына келтірудің технологиялық процестерін әзірлеу кезінде мамандар.

Ауылшаруашылық машиналарының тозуға болатын жұмыс бөліктерін қалпына келтіруде плазмалық бүркуді қолдану орынды (бұл жағдайда карбид ұнтақтарын қолданған жөн). Оны жоғары температурада жұмыс істейтін бөлшектерге ыстыққа төзімді коррозияға қарсы жабындарды жағу үшін пайдалануға болады.

Сонымен қатар, бүріккіш жабындар мәселесі әлі толық шешілген жоқ. Мысалы, жабындардың қалыңдығын бүрку процесінде бақылау, шашылған жабындарды механикалық өңдеу. Қолданыстағы жоғары температуралы бүрку технологиясын және оны жүзеге асыруға арналған жабдықты одан әрі жетілдіру, бұл технологияның мүмкіндіктері мен артықшылықтарын терең және жан-жақты зерделеу және флюсті материалдарды қолдану бойынша ғылыми негізделген ұсыныстарды әзірлеу қажет. нақты бөліктерде.

КімгеСанат: - Жетілдірілген жөндеу әдістері

Плазмалық жабын әдісінде шашыратылған материал сұйық күйге дейін қызады және жоғары температуралы плазма ағыны арқылы өңделетін бетке беріледі. Бүркуге арналған материал шыбықтар, ұнтақтар немесе сымдар түрінде болады. Ұнтақ әдісі ең кең таралған.

Плазмалық бүрку әдісінің бірегейлігі плазмалық ағынның жоғары температурасында (50 мың градусқа дейін) және ағындағы бөлшектердің жоғары жылдамдығында (500 м/с дейін). Бүріккіш беттің жылытуы аз және 200 градустан аспайды.

Плазмалық бүрку өнімділігі 30...40 кВт плазмалық генераторлар үшін 3-20 кг/сағ және қуаттылығы 150...200 кВт жабдық үшін 50-80 кг/сағ.

Қаптаманың бөліктің бетіне жабысу күші бөлу үшін орта есеппен 10-55 МПа, ал кейбір жағдайларда 120 МПа дейін жетеді. Қаптаманың кеуектілігі 10...15% аралығында. Қаптаманың қалыңдығы әдетте 1 мм-ден аспайды, өйткені ол ұлғайған кезде шашыраған қабатта кернеулер пайда болады, оны бөліктің бетінен бөлуге тырысады.

Айналмалы металл щеткамен бір мезгілде бетті өңдеумен үйлесімде плазмалық-доғалы бүрку жабынның кеуектілігін 1-4%-ға дейін төмендетуге және бүркудің жалпы қалыңдығын 20 мм-ге дейін арттыруға мүмкіндік береді.

Плазма түзетін газдар – азот, гелий, аргон, сутегі, олардың қоспалары және ауаның метанмен, пропанмен немесе бутанмен қоспасы.

Плазмалық бүрку үшін сым, оның ішінде ұнтақ түрі, қара және түсті металдардан жасалған ұнтақтар, никель, молибден, хром, мыс, металл оксидтері, металл карбидтері және олардың никель мен кобальтпен құрамдары, металл қорытпалары, композициялық материалдар (никель-графит, никель) қолданылады. -алюминий және т.б.) және металдардың, қорытпалардың және карбидтердің механикалық қоспалары. Бүрку режимін реттеу отқа төзімді және төмен балқитын материалдарды қолдануға мүмкіндік береді.

Металдар мен бейметалдар (пластик, кірпіш, бетон, графит және т.б.) плазмалық бүрку үшін негіз бола алады. Кішкентай беттерге жабындарды қолдану үшін микроплазмалық бүрку әдісі қолданылады, бұл бүріккіш материалдың жоғалуын үнемдейді (шашу ені 1-3 мм).

Плазмалық алау мәліметтері

Шашыратылған жабындардың адгезиясын жоғарылату, тотығудан қорғау және кеуектілігін азайту үшін плазмалық бүрку әдісін қорғаныс ортасында (вакуумда, азот, азоттың аргон және сутегімен қоспасы) және арнайы саптамаларды қолдану арқылы қолданады. бүріккіш пен өңделген бет арасындағы аумақты жабатын. Плазмалық бүрку технологиясының перспективалы бағыты болып табылады дыбыстан жылдам бүрку.

Плазмалық бүрку процесі 3 негізгі кезеңді қамтиды:

1) Бетті дайындау.

2) Қасиеттерді жақсарту үшін бүрку және қосымша жабын өңдеу.

3) Өңдеу өлшемдеріне қол жеткізу үшін өңдеу.

Бүркуге жататын беттердің алдын ала өлшемдері бүріккіштің қалыңдығын және кейінгі өңдеуге рұқсатты ескере отырып анықталуы керек. Қаптаманың қабығын болдырмау үшін беттік өтулер өткір бұрыштарсыз тегіс болуы керек. Ойық енінің немесе тесік диаметрінің оның тереңдігіне қатынасы кемінде 2 болуы керек.

Бөлшектерді бүрку алдында мұқият тазалап, майсыздандыру керек. Майлы ойықтары немесе арналары бар жөндеу бөліктері пеште 200-340 градус температурада қыздырылуы керек. майды булану үшін 2-3 сағат бойы.

Әрі қарай, беті белсендіріледі - адгезияны қамтамасыз ету үшін оған белгілі бір кедір-бұдырлық береді. Іске қосу бөлікті қысылған ауамен абразивпен үрлеу немесе жыртылған жіпті кесу арқылы жүзеге асырылады.

Абразив ГОСТ 3647 бойынша 80 ... 150 түйір өлшемімен таңдалады немесе темір / болат оқтан жасалған DChK, ГОСТ 11964 бойынша DSK No 01 ... 05 қолданылады.

Металл соққысы ыстыққа төзімді, коррозияға төзімді болаттар мен түсті металдар мен қорытпаларды өңдеу үшін пайдаланылмайды, өйткені бұл олардың тотығуын тудыруы мүмкін.

Плазмалық бүрку үшін беттің кедір-бұдырлығы 10...60 Рз, беті күңгірт болуы керек.

Абразивті өңдеуге жатпайтын беттер экрандармен қорғалған. Ауа ағынының ауданы бүріккіш беттің номиналды өлшемінен 5+/-2 мм артық болуы керек.

Жіңішке бөлшектер өңдеу кезінде майысып қалмас үшін арматураға бекітіледі.

Абразивті жарылыс кезінде саптамадан дайындамаға дейінгі қашықтық 80 ... 200 мм болуы керек, қаттырақ материалдар үшін кішірек мәндер, жұмсақ материалдар үшін үлкенірек мәндер алынады. Осыдан кейін бөлшектер сығылған ауамен үрлеу арқылы шаңнан тазартылады.

Тазалау мен бүрку арасындағы уақыт аралығы 4 сағаттан аспауы керек, ал алюминийді және басқа да тез тотықтырғыш материалдарды бүрку кезінде - бір сағаттан аспауы керек.

Төңкеріс денелерінің пішіні бар бөлшектер үшін абразивті жарылыс орнына жыртылған жіпті кесу қолданылады. Жіп кесілген токарькәдімгі бұрандалы кескішпен, бөліктің осінен төмен ығысқан. Жіп бір өтуде суытпай кесіледі. Жіп қадамы 1 кестеге сәйкес таңдалады.

Плазмалық бүрку үшін бірдей фракцияның ұнтақтары қолданылуы керек, бөлшектердің пішіні шар тәрізді. Металлдар үшін оптималды бөлшектердің өлшемі шамамен 100 мкм, ал керамика үшін - 50...70 мкм. Егер ұнтақтар ағып тұрған контейнерлерде сақталса, олар пеште 1,5-2 сағат бойы 120 ... 130 градус температурада күйдірілуі керек.

Бөлшектің шашылмаған бөліктері асбест немесе металл экрандармен немесе жабындармен қорғалған.

Бүрку алдында бөлікті алдын ала қыздыру плазмалық алау арқылы 150 ... 180 градус температураға дейін жүзеге асырылады.

Өңдеу режимдері эмпирикалық жолмен анықталады. Плазмалық бүрку режимдерінің орташа мәндері келесідей:

1) Саптамадан бөлшекке дейінгі қашықтық 100...150 мм.

2) Ағынның жылдамдығы — 3...15 м/мин.

3) Бөлшектің айналу жылдамдығы 10 ... 15 м / мин.

4) Бүрку бұрышы - 60...90 градус.

Қаптаманың жалпы қалыңдығы тұндыру жолақтарын тұндыру нүктесінің диаметрінің 1/3 бөлігінде қабаттасу арқылы бірнеше циклде алынады.

Шөгілгеннен кейін бөлік плазмалық алаудан алынады, қорғаныс экрандары алынып, бөлме температурасына дейін салқындатылады.

1-сурет - плазмалық ұнтақты шашырату схемасы: 1 - плазмалық газбен жабдықтау, 2 - плазмалық факелдің катоды, 3 - катод корпусы, 4 - изолятор, 5 - анод корпусы, 6 - ұнтақты қоректендіргіш, 7 - ұнтақ тасымалдағыштың газ беруі, 8 - плазмалық доға, 9 - қуат көзі.

2-сурет - Сым арқылы плазмалық бүркудің принципиалды схемасы: 1 - плазмалық газбен жабдықтау, 2 - плазмалық факелдің катоды, 3 - катодты корпус, 4 - оқшаулағыш, 5 - анодтық корпус, 6 - сым беру механизмі, 7 - тұтас немесе флюсті сым, 8 - плазмалық доға, 9 - қуат көзі.

3-сурет – Плазмалық әдіспен шашылатын жабынның құрылымы

Бүріккіш жабындардың сапасын жақсарту үшін келесі әдістер қолданылады:

1) электр тогы астында роликтерде жүру;

2) металл щеткалармен бір мезгілде өңдеумен бүрку;

3) өздігінен ағатын қорытпалардан жабындарды балқыту. Қайта ағынды пештер, жоғары жиілікті ток, қыздырылған балқытылған тұздар мен металдар, плазмалық, лазерлік немесе газ-жалын әдістерімен жүзеге асырылады. Никель-хром-бор-кремний-көміртекті жабынның балқу температурасы 900..1200 градус.

Плазмалық бүркуден кейінгі бөлшектердің соңғы өлшемдерін сулы ерітінділермен және су-май эмульсияларымен салқындату арқылы бұрау және ұнтақтау арқылы алады. Тегістеу дөңгелектері керамикалық байланыста электрокорундтың E маркасынан таңдалады, түйіршік мөлшері 36 ... 46, қаттылығы CH. Тегістеу режимдері келесідей: доңғалақтың айналу жылдамдығы 25...30 м/с, доңғалақ берілісі 5...10 мм/айн, дайындаманың айналу жылдамдығы 10...20 м/мин, дайындаманың берілуі 0,015...0,03 мм/ dv.h.

Әрі қарай өнім қорытынды бақылау, шашылатын бөліктің бетінде жарықтар, қабаттар, тәуекелдер, қаралық болса, әрлеу өлшемдері сақталмаса, онда бөлшек ақауларды түзету үшін қайтарылады (1 реттен артық емес), бұл ретте бүрку алаңын көбейту керек. Периметр бойынша 10...15 мм.

Металл бұйымдарының өндірісі озық технологиялар дамыған сайын жаңартылуда. Металл ылғалға көбірек бейім, сондықтан ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету және бөлшектерге, жұмыс механизмдері мен беттерге қажетті қасиеттерді беру үшін қазіргі заманғы өнеркәсіпте металл бүрку кеңінен қолданылады. Ұнтақты өңдеу технологиясы бүріккіш өнімдердің жоғары коррозияға қарсы сипаттамаларын қамтамасыз ететін негізгі металл негізіне қорғаныс қабатын қолданудан тұрады.

Ұнтақты өңдеуден кейін металл беті маңызды қорғаныс қасиеттеріне ие болады. Қолданылу мақсаты мен саласына байланысты металл бөлшектерге отқа төзімді, коррозияға қарсы, тозуға төзімді сипаттамалар беріледі.

Металл негіз негізін бүркудің негізгі мақсаты діріл процестерінің, жоғары температураның, ауыспалы жүктемелердің, агрессивті ортаның әсерінен бөлшектер мен механизмдердің ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету болып табылады.

Металл бүрку процестері бірнеше жолмен жүзеге асырылады:

• вакуумдық өңдеу- материал вакуумдық ортада қатты қызған кезде буға айналады, ол конденсация процесінде өңделетін бетке шөгеді.
• Металды плазмалық немесе газ-плазмалық бүрку– өңдеу әдісі инертті газды айдау және иондау бар электродтар жұбының арасында пайда болған электр доғасын пайдалануға негізделген.
• Газды динамикалық өңдеу әдісі– жылдамдығы ультрадыбыстық газ ағынымен ұлғайтылатын суық металл микробөлшектерінің субстратпен жанасуы және әрекеттесуі кезінде қорғаныс жабыны пайда болады.
• Лазер сәулесімен бүрку– процесс оптикалық-кванттық аппаратураның көмегімен жасалады. Жергілікті лазерлік сәулелену күрделі бөлшектерді өңдеуге мүмкіндік береді.
• Магнетронның шашырауы– бетіне жұқа қабықшаларды тұндыру үшін плазмалық ортада катодты шашырату әсерінен жүзеге асырылады. Магнетрондар магнетрондарды өңдеу технологиясында қолданылады.
• Металл беттерін ионды-плазмалық әдіспен қорғау- конденсаттың түзілуімен вакуумдық ортада материалдарды шашырату және оны өңделетін негізге тұндыру негізінде. Вакуумдық әдіс металдардың қызып, деформациялануына жол бермейді.

Бөлшектерді, механизмдерді, металл беттерді бүркудің технологиялық әдісі шашылатын негізге берілуі қажет сипаттамаларға байланысты таңдалады. Сусымалы легірлеу әдісі экономикалық тұрғыдан қымбат болғандықтан, в өнеркәсіптік масштаблазерлік, плазмалық, вакуумды металдандырудың озық технологияларын кеңінен қолдану.

Магнетронды қондырғылардағы шашырау

Магнетронды шашырату технологиясы арқылы беттерді металдандыру магнетрондық нысана жасалған металды балқытуға негізделген.Өңдеу разряд плазмасында пайда болған жұмысшы газ ортасының иондарының әсер ету процесінде жүреді. Магнетронды қондырғыларды қолдану ерекшеліктері:

• Жұмыс жүйесінің негізгі элементтері катод, анод және магниттік орта болып табылады, бұл плазмалық ағынның шашыраған нысананың бетіне жақын орналасуына ықпал етеді.
• Магниттік жүйенің әрекеті жұмсақ магниттік материалдардың негізіне орнатылған тұрақты өріс магниттерін (самарий-кобальт, неодим) пайдалануды белсендіреді.
• Қуат көзінен иондық қондырғының катодына кернеу қолданылғанда, нысана шашыратады және ток тұрақты түрде жоғары деңгейде сақталуы керек.
• Магнетрондық процесс қысыммен вакуумдық жабдықтың камерасына берілетін жоғары тазалықтағы инертті және реакциялық газдардың қосындысы болып табылатын жұмыс ортасын пайдалануға негізделген.

Магнетронды шашыратудың артықшылықтары бұл өңдеу технологиясын жұқа металл қабықшаларды алу үшін пайдалануға мүмкіндік береді.Мысалы, алюминий, мыс, алтын, күміс бұйымдары. Жартылай өткізгіш пленкалар түзіледі - кремний, германий, кремний карбиді, галлий арсениді, сонымен қатар диэлектрлік жабындардың пайда болуы.

Магнетрондық әдістің басты артықшылығы мақсатты тозаңдату жылдамдығының жоғарылығы, бөлшектердің тұндыруы, химиялық құрамды қайта шығарудың дәлдігі, дайындаманың қызып кетпеуі және қолданылатын жабынның біркелкілігі болып табылады.

Шашырату үшін магнетрондық жабдықты қолдану бөлшектердің тұндыру жылдамдығы жоғары металдар мен жартылай өткізгіштерді өңдеуге, шашыраған бетінде тығыз кристалды құрылымы және жоғары адгезиялық қасиеттері бар жұқа қабыршақтарды жасауға мүмкіндік береді. Магнетрондау бойынша жұмыстардың негізгі тізіміне хромдау, никельмен қаптау, оксидтерді, карбо- және оксинитридтерді реактивті тұндыру, жоғары жылдамдықты мыс қаптау кіреді.

Ионды-плазмалық жабынның технологиясы

Металл бұйымдарына мультимикронды жабындарды алу үшін ион-плазмалық бүрку әдісі кеңінен қолданылады.Ол вакуумдық ортаны пайдалануға негізделген және физикалық және химиялық қасиеттеріматериалдар ауасыз кеңістікте буланып, таралады.

Технологиялық күрделі процесс ион-плазмалық бүрку қондырғысын қолдану арқылы өнімдерді металдандырудың маңызды техникалық мәселелерін шешуге мүмкіндік береді:

• Тозуға төзімділік параметрлерінің жоғарылауы, өнімді жоғары температурада пайдалану кезінде агломерацияны болдырмау.
• Агрессивті сулы, химиялық ортада жұмыс істеу кезінде металдардың коррозияға төзімділігін арттыру.
• Электромагниттік қасиеттер мен сипаттамаларды беру, инфрақызыл және оптикалық диапазондағы жұмыс.
• Сапалы гальваникалық жабындарды алу, бұйымдарға сәндік-қорғау қасиеттерін беру, өнеркәсіптің әртүрлі салаларында қолданылатын бөлшектер мен механизмдерді өңдеу.

Ионды-плазмалық бүрку процесі вакуумдық ортаны пайдалануға негізделген.Катодты тұтандырғаннан кейін бірінші және екінші деңгейдегі дақтар пайда болады, олар жоғары жылдамдықпен қозғалады және иондық қабатта плазмалық ағынды құрайды. Катодтарды эрозиялау нәтижесінде алынған ағын вакуумды орта арқылы өтіп, конденсацияланған беттермен әрекеттеседі, тығыз кристалды жабынды тұндырады.

Ионды-плазмалық бүркуді қолдану катодты тұтану температурасы 100°С-қа дейін қорғаныс жабындарын қолдануға мүмкіндік береді, ол қалыңдығы 20 мкм-ге дейінгі қабаттарды алудың қарапайым схемасымен ерекшеленеді.

Металлға ионды-плазмалық бүрку арқылы қажетті қасиеттерді құрылымдық түрде беруге болады. күрделі өнімдерстандартты емес геометриялық пішін. Өңдеуден кейін металл бетін әрлеу қабатымен жабу қажет емес.

Плазманың металдану ерекшеліктері

Ионды-плазмалық бүрку және магнетронды металдарды өңдеу әдістерімен қатар басқа әдіс – плазмалық металдандыру қолданылады.Технологияның негізгі міндеті - өнімдерді агрессивті ортада тотығу процестерінен қорғау, өнімділікті жақсарту, өңделген бетті қатайту және механикалық кернеулерге төзімділікті арттыру.

Алюминий мен басқа металдарды плазмалық бүрку жабын қабаты түріндегі микробөлшектердің тұндыруымен плазмалық ағында металл ұнтағын жоғары жылдамдықпен жеделдетуге негізделген.

Металға плазмалық бүрку технологиясының ерекшеліктері мен артықшылықтары:

• Өңделген бетке қорғаныс қабатын қолданудың жоғары температуралық әдісі (шамамен 5000-6000 ° C) секундтың бір бөлігінде орын алады.
• Газ құрамын бақылау әдістерін қолдана отырып, металл бетінің ұнтақ жабындарының атомдарымен аралас қанықтылығын алуға болады.
• Плазмалық ағын ағынының біркелкі болуына байланысты бірдей кеуекті, жоғары сапалы жабын алуға болады. Соңғы өнім дәстүрлі қаптау әдістерінен жоғары.
• Бүрку процесінің ұзақтығы төмен, бұл жүз пайызға жетуге көмектеседі экономикалық тиімділікәртүрлі өндірістік масштабта плазмалық жабдықты пайдалану.

Жұмыс қондырғысының негізгі құрамдас бөліктері - жоғары жиілікті генератор, тығыздағыш камера, газ ортасының резервуары, сорғы қондырғысықысыммен қамтамасыз ету, басқару жүйесі үшін.Бар болса, үйде металға плазмалық бүрку технологиясын қолдануға рұқсат етіледі қажетті құрал-жабдықтарвакуумдық камерамен - оттегінің әсері металдың ыстық беттері мен нысаналарының тотығуына әкеледі.

Бейнеде: бөлшектерді бүрку арқылы қалпына келтіру.

Лазерлік өңдеу процесі

Металдарды лазерлік әдіспен қаптау оптикалық-кванттық аппаратурадан түзілетін жарық ағындарымен бөлшектер мен механизмдерді қалпына келтіруге мүмкіндік береді.Вакуумдық лазерді тұндыру - ең көп таралғандардың бірі перспективалы әдістернаноқұрылымды пленкаларды алу. Процесс нысананы жарық сәулесінің шашыратуына, содан кейін бөлшектердің субстратқа түсуіне негізделген.

Технологияның артықшылықтары: металдандыруды жүзеге асырудың қарапайымдылығы, химиялық элементтердің біркелкі булануы, берілген стехиометриялық құрамы бар пленкалық жабындарды алу. Лазер сәулесінің оның шоғырланған жеріндегі тар фокусының арқасында кез келген металдармен бұйымның бетін алуға болады.

Сұйық-тамшы фазаларының түзілу механизмдері:

• Балқыған нысана бөлшектердің үлкен тамшылары гидродинамикалық механизмнің әсерінен түзіледі. Бұл жағдайда үлкен тамшылардың диаметрі 1-100 мкм аралығында өзгереді.
• Көлемді булану процестеріне байланысты орташа мөлшердегі тамшылар түзіледі. Тамшы мөлшері 0,01-1 мкм аралығында болады.
• Нысанаға эрозиялық факелдегі лазер сәулесінің қысқа және жиі импульстары әсер еткенде шағын өлшемді – 40-60 нм нысана бөлшектері түзіледі.

Металдарды нысанаға жабу кезінде лазерлік қондырғыда жұмыс процесінің барлық үш механизмі (гидродинамика, булану, жоғары жиілікті импульс) бір мезгілде әрекет етсе, өнімнің қажетті сипаттамаларды алуы белгілі бір әсер ету шамасына байланысты. бетін жабу механизмі.

Жоғары сапалы лазерлік өңдеудің шарттарының бірі - шығыста сұйық тамшы бөлшектерін ең аз қосу арқылы лазерлік шамдарды алу үшін нысанаға сәулелену режимінің әсер етуі.

Суық шашатын жабдық

Металдарды сыртқы және жұмыс факторларының теріс әсерінен қорғаудың екі нұсқасы бар - вакуумдық жабдықпен легірлеу және тұндыру. Яғни, химиялық элементтердің атомдары қорытпаға қосылып, өнімдерге қажетті сипаттамалар беріледі немесе негіз бетіне қорғаныш жабын жағылады.

Көбінесе металдандыру өнеркәсібінде электроплантацияланған жабындарды жағу технологиясы, бөлшектерді балқымаға батыру әдістері, өңдеу процестерінде вакуумдық ортаны қолдану және магнетрондық жабдықты қолдану қолданылады.

Кейде бөлшектерді керемет жылдамдыққа дейін жеделдететін детонациялық газды бүрку қолданылады. Кеңінен қолданылатын плазматрондар, доғаның металдануы, жалынмен өңдеу, ионды шашырату. Өнеркәсіптің қиындықтары өз жағдайларын талап етеді және инженерлерге жылытылған сығылған ауаның қасиеттерін қолдануға болатын қымбат емес, қолдануға оңай жабдықты жасау қажеттілігі туындады.

Ұнтақты металдандыру түсінігі металл ұнтағына ұсақ дисперсті керамика немесе бөлшектерді қосу арқылы пайда болды. қатты металл. Ол алюминиймен, никельмен, мыспен жұмыс істеу үшін қолданылады.

Эксперименттердің нәтижесі күткеннен асып түсті, бұл келесі міндеттерді шешуге мүмкіндік берді:

• Камерадағы сығылған ауаның жылытуы қысымның жоғарылауына әкеледі, бұл қондырғылардағы саптамадан шөгіндінің ағынының жоғарылауын тудырады.
• Металл бөлшектері жоғары жылдамдықты газ ортасына жиналғанда, олар субстратқа соғылып, жұмсартады және оған жабысады. Ал керамикалық бөлшектер түзілген қабатты тығыздайды.
• Ұнтақ технологиясын қолдану иілгіш металдарды – мыс, алюминий, никель, мырышты қаптау үшін қолайлы. Бүркуден кейін өнімді өңдеуге болады.

Инженерлердің табысты жұмысының арқасында жабындарды барлық жерде металлдандыруға мүмкіндік беретін портативті аппаратты жасауға мүмкіндік туды. өнеркәсіптік кәсіпорындаржәне үйде.Жабдықтың табысты жұмысына қойылатын талаптар қысылған ауа қысымы бес-алты атмосфераға дейінгі компрессорлық қондырғының (немесе ауа желісінің) болуы және электрмен жабдықтау болып табылады.

Төмендегі кестеде үйдегі алюминий хромды қаптауға арналған деректер көрсетілген. Электрлік қаптауды қолданар алдында бөлікке аралық металл қабатын «қою», содан кейін алюминийді шашырату қажет.

Кесте 1. Алюминийді хромдау

Бұйымдарды металдандыруға арналған озық жабдықтарды пайдалану шешуге мүмкіндік береді техникалық сұрақтаркоррозияға қарсы, беріктік, пайдалану сипаттамаларының жоғарылауымен байланысты, сондай-ақ машиналарға, бөлшектерге және механизмдерге қиын жұмыс жағдайында жұмыс істеу үшін қажетті қасиеттерді беру.

Лазерлік дәнекерлеу (2 бейне)

Бүрку процесі және жұмыс қондырғылары (24 фото)

Плазманы металдандырудың басқа балқыту әдістерінен негізгі айырмашылығы - жоғары температура мен жоғары қуат, бұл процесс өнімділігін айтарлықтай арттыруды және кез келген ыстыққа төзімді және тозуға төзімді материалдарды жағу және балқыту мүмкіндігін қамтамасыз етеді (4.8-сурет). Плазмалық бүрку үшін ағын температурасын қамтамасыз ету үшін аргон және азот газдары қолданылады.Плазмалық металдандыру үшін UPU және UMN қондырғылары кеңінен қолданылады, олар ротаторды, қорғаныс камерасын, ұнтақ диспенсерін, қуат көзін және басқару панелін қамтиды.

Орнатудың негізгі бөлігі плазмалық алау болып табылады, оның қызмет ету мерзімі саптаманың кедергісі арқылы анықталады. Плазмалық алаудың жұмыс істеу мерзімі қысқа, сондықтан оның тозған бөліктері ауыстырылатын етіп жасалған. Ток көздері ПСО-500 дәнекерлеу генераторлары немесе түзеткіштер ЖӘНЕ PN-160/600 болып табылады.

Күріш. 4.8. Плазмалық бүрку процесінің схемасы:

1 - ұнтақ диспенсері; 2 - катодты; 3 - оқшаулағыш тығыздағыш; 4 - анод; 5 - тасымалдаушы газ; 6 - салқындатқыш; 7 - плазмалық газ

Плазма түзетін газ ретінде аргон немесе онша тапшы және арзан азот қолданылады. Дегенмен, азотты ортада доғаны соғу қиынырақ және әлдеқайда жоғары кернеу қажет, бұл қызмет көрсететін персонал. Доғаның қозуы және жану кернеуі аз аргондық ортада доғаның тұтануы, содан кейін олар азотқа ауысатын әдіс қолданылады. Плазма түзетін газ иондалады және шағын көлденең қиманың ағыны түрінде плазмалық факелдің саптамасынан шығады. Сығылуды саптама каналының қабырғалары және ағынның айналасында пайда болатын электромагниттік өріс жеңілдетеді. Плазмалық ағынның температурасы газдың ағымдағы күшіне, түріне және ағынының жылдамдығына байланысты және 10 000-нан 30 000 ° C-қа дейін өзгереді; газ шығыны 100-1500 м/с. Аргон плазмасының температурасы 15 000-30 000 °С, азот - 10 000-15 000 ° C.

Плазмалық металдандыруда қолданылатын материал ретінде бөлшектерінің мөлшері 50-200 мкм болатын түйіршікті ұнтақ қолданылады. Ұнтақ доға аймағына тасымалдаушы газ (азот) арқылы беріледі, балқытады және дайындамаға беріледі. Ұнтақ бөлшектерінің ұшу жылдамдығы 150-200 м/с, саптамадан бөліктің бетіне дейінгі қашықтық 50-80 мм. Қолданылатын материалдың температурасы жоғары болғандықтан және шашылатын бөлшектердің жылдамдығы жоғары болғандықтан, бұл әдісте жабынның бөлікпен байланысу беріктігі басқа металдандыру әдістеріне қарағанда жоғары.

Плазмалық ағынның жоғары температурасында пайда болатын плазмалық металлизация кез келген материалды қолдануға мүмкіндік береді

сала, соның ішінде ең тозуға төзімді, бірақ бұл өте қатты және тозуға төзімді материалдарды кейіннен өңдеу мәселесін тудырады.

Ұзақтығы миллисекундтарды құрайтын импульстік лазерлік сәулеленуді пайдалану бірнеше ондаған микроннан аспайтын ең аз жылу әсер ететін аймақтарды алуға мүмкіндік береді. Балқыманың ең аз көлемдері және дәнекерленген бөлікке ең аз жылу түсуі бойлық және көлденең деформацияларды азайтуға мүмкіндік береді және осылайша бөліктің дәлдік өлшемдерін бірнеше микронға төзімділік өрісінде сақтауға мүмкіндік береді. Меңзеу дәлдігі және лазер сәулесінің әрекетінің орналасуы 0,2-0,5 мм болатын ең аз өңдеуге рұқсат бере отырып, бөлшектің қатаң анықталған геометриялық қималарын дәнекерлеуге мүмкіндік береді. Импульстік лазермен қаптау кезінде термиялық әсер ету аймақтары өте аз болғандықтан, субстрат іс жүзінде суық болып қалады, ал металл балқымасының сұйық фазасының салқындату жылдамдығы 102–103 ° C/с жетеді. Мұндай жағдайларда өздігінен қатаю процесі жүреді, бұл тозуға төзімділігі жоғары өте жұқа құрылымның пайда болуына әкеледі.

Салыстыру кезінде электр доғасының бетін жабу технологиясы мен импульстік лазермен қаптау технологиясы арасындағы барлық дерлік іргелі техникалық айырмашылықтар доғаның шоғырланған дәнекерлеу энергиясының көзі, ал лазер сәулесінің жоғары концентрацияланған энергия көзі болып табылатындығынан туындайды. Импульстік лазермен қаптау, доғалық жабынмен салыстырғанда, ең аз балқыма көлемдерімен, жылу әсер ететін аймақтармен және сәйкесінше көлденең және бойлық жиырылулардың айтарлықтай төмендеуімен сипатталады.

Доғаны төсеуден кейін рұқсаттар бірнеше миллиметрге жетуі мүмкін, бұл кейінгі өңдеуді қажет етеді. Энергия көзі ретінде электр доғасын пайдалану оның металл балқымасының сұйық фазасына күшті әсер етуімен бірге жүреді, нәтижесінде лазермен қаптау кезінде пайда болмайтын астыңғы кесулер пайда болады. Электр доғалық жабын төсеу орындарын алдын ала және бір мезгілде жылытуды және кейінгі термиялық өңдеуді және лазерлік қаптамадан түрін талап етеді.

Лазерлік қаптау технологиясы тозған қалыптарды қалпына келтіру, қалыптарды қалпына келтіру және өндіріс процесінде пайда болатын әртүрлі ақауларды жою үшін пайдаланылуы мүмкін. қалыптаржәне мөртабандар. Лазерлік қаптаманы қолдану арқылы жоюға болатын ақаулардың түрлері: HRC қаттылығын тексеру нүктелері, жарықтар, ойықтар, саңылаулар, қуыстар мен кеуектер, өрт жарықтары, желім орнату нүктелері. Лазерлік қаптаманың технологиялық процесі инертті газ ортасында лазерлік сәулеленудің және толтырғыш сымның ақаулы орнына бір мезгілде жеткізілуі болып табылады. Толтырғыш материал, балқу, ақау орнын толтырады. Лазерлік қаптамадан кейін дәстүрлі қаптау әдістерімен салыстырғанда ең аз механикалық өңдеу қажет. Лазер сәулесін ақаулық орынға бағыттаудың жоғары дәлдігі, лазерлік сәулелену әсерінің локализациясы ақаулы бөліктердің қатаң анықталған аймақтарын дәнекерлеуге мүмкіндік береді (4.9-сурет).

Процестің қысқа ұзақтығы, бірнеше миллисекундты құрайтын лазерлік сәулелену импульсінің ұзақтығы, сондай-ақ энергияның нақты дозасы минималды жылу әсер ететін аймақтарды және бөліктің қарғыбауының болмауын қамтамасыз етеді. Лазерлік қаптау құрал-саймандарды жөндеудің еңбек сыйымдылығын және соның салдарынан алдын ала қыздыру процесінен, кейінгі термиялық өңдеуден шығару, хром жабындысын бетінен алып тастау, содан кейін бөлік болса, оны қолдану қажеттілігіне байланысты шығындарды айтарлықтай төмендетуі мүмкін. хромдалған. Лазерлік қаптаманың артықшылықтары кестеде келтірілген. 4.2.

Балқытылған металдың тотығуын болдырмау үшін дәнекерлеу аймағы инертті газдармен, мысалы, аргон мен гелий қоспасымен қорғалған. Үлкен қондырғыларды (ұзындығы бірнеше метрге дейін) жабу үшін талшықты-оптикалық жүйелермен жабдықталған қатты күйдегі лазерлік жүйелер қолданылады. Қатты күйдегі лазерлерден импульстік лазерлік сәулеленуді пайдалана отырып, таяқша-электродты доғалық дәнекерлеу кезінде пайда болатын ыстық және суық өтпейтін жарықтар түріндегі ақауларды жою технологиясы әзірленді.

Бірнеше жарықшақтарды импульстік лазерлік сәулелену арқылы дәнекерлеу қыздыру жоқ «суық» деп аталатын дәнекерлеу режимін жүзеге асыруға мүмкіндік береді. дәнекерлеудәнекерленген қосылыстың механикалық беріктігін сақтауға және тігісте металды шынықтыруды болдырмауға мүмкіндік беретін жөнделген аймақ.

Ұзындығы бірнеше метр болатын талшықты-оптикалық жүйені пайдалану ең қол жетімсіз геометрияларда жөндеу жұмыстарын жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл технологияны электр доғалық дәнекерлеу кезінде пайда болатын әртүрлі ақауларды - суық және ыстық жарықтар, қабықтар, кратерлер, фистулалар, астыңғы кесулерді жою үшін қолдануға болады.

Жұмыстың сипаты мен шарттары бойынша жоғары қысымды турбиналық қалақтардың бүйір беті механикалық, химиялық және термиялық әсердің микрозақымдарына ұшырайды. Зақымдану талдауы олардың жалпы санының шамамен 70% тереңдігі 0,4-2,0 мм-ге дейінгі беткі ақаулары бар бөлшектер екенін көрсетеді. Лазер сәулесін ақауға жеткізу үшін талшықты-оптикалық жүйелерді пайдалану турбинаның қалақшасын бөлшектемей-ақ жөндеу мүмкіндігін ашады. Жылу әсер ететін аймақтың өлшемі 15 мкм-ден аспайды. Шөгілген қабаттың құрылымы ұсақ дисперсті.

Күріш. 4.11. Тоңазытқыш секциясының дәнекерленбеген түтігінің орнында көлденең қима

Күріш. 4.12. Дәнекерлеу-пісіру режимінде өңделген ақаудың жылтыратылған бөлімі

Су секцияларын өндіру процесінде дәнекерленбейтін түрдегі ақаулар болуы мүмкін. Импульстік лазерлік дәнекерлеу және дәнекерлеу әдісімен секциялардағы ағып кетуді жою технологиясы әзірленді (4.11 және 4.12-суреттер).

Дәнекерлеу қосылымындағы ағып кетуді жою үшін қатты күйдегі лазерден импульстік лазер сәулесі қолданылады. He-Ne (гелий-неон) лазеріне негізделген мақсатты белгілеуді пайдалана отырып, лазерлік эмитентке орнатылған теледидар жүйесі лазер сәулесін ақаулық орынға дәл бағыттауға мүмкіндік береді. Лазерді талшықты-оптикалық жүйемен жабдықтау қол жеткізу қиын жерлердегі ақауларды жоюға және бір ақаудан екіншісіне жылдам өтуге мүмкіндік береді.