Види зношування деталей
Зношування контактних пар деталей відбувається у всіх галузях промисловості. Найбільш екстремальні фактори, що зношують, відчувають машини, що працюють у гірничодобувній промисловості, металургії та транспортній галузі.
Зношування деталей може наступити в результаті:
• розвитку втомних явищ, що мають термічну, або контактну природу розвитку ерозійних процесів; • явища кавітації; • Зношування схоплюванням; • Диспергування.
Розглянемо докладніше два поширені види зносу: контактну втому і абразивний знос.
При контактній втомі руйнування приповерхневих шарів металу настає через вплив двох факторів: тертя кочення і високого тиску. Яскравим прикладом деталі, що зазнає подібного типу навантаження, є колісна пара залізничного транспорту. Абразивне зношування найчастіше відчувають на собі гірничодобувні механізми. Тверді частки гірської породи впроваджуються в метал, видалення якого відбувається разом із цим абразивом. Зазвичай, деталі завжди відчувають один яскраво виражений механізм зносу, якого додаються інші його типи.
Існує багато способів збільшення міцності робочої поверхні деталей: • наплавлення та напилення • термічна та хіміко-термічна обробка (ХТО) Покриття можуть мати металургійні (найміцніші і менше схильні до відшарування), або адгезійні зв'язки.
Способи наплавлення: • Газотермічний; • Дуговим зварюванням (покритими електродами; під шаром флюсу; в середовищі захисних газів; порошковим дротом при напівавтоматичному зварюванні); • Потужними сильно локалізованими джерелами енергії (лазерним абоелектронним променем, плазмою). Застосовується рідко внаслідок складності процесу.
Розглянемо наплавлення штучними електродами та дротом у середовищі захисних газів.
Іноді потрібно наплавлення проміжного буферного шару. Такий шар може знадобитися, якщо наплавлений дріт та основний метал мають різні мехвластивості. Це призводить до ризику виникнення внутрішніх напруг, які можуть призвести до трещинообразованию. Також буферні шари виконують з метою відновлення деталей при сильному зносі. Для буферного шару доцільно використовувати в'язкі аустенітні сплави (спецелектроди AWG 7000V) системи «залізо-хром-магній». Найважливіше питання при боротьбі зі зносом - це правильний підбір покриття. Як відомо, не існує універсальних матеріалів, що успішно протистоять різним видам зносу. У кожному конкретному випадку потрібно виявити переважний тип зношування на робочу поверхню і підібрати найбільш стійкий сплав. Ця умова є законом зміцнення деталі.
СпецДрот для напівавтоматичного наплавлення AWG M6030
Містить у собі систему легування хром-марганець і добре протистоїть зношування типу контактної втоми. Для виконання наплавлення знадобиться джерело живлення для механізованого зварювання. Режими встановлюються відповідно до технологічної карти, спеціально розробленої під конкретний процес. Масовий кабель щільно закріплюється на деталі або на зварювальному столі. При механізованому зварюванні рекомендується захищати сопло пальника керамічним спреєм. Шар, наплавлений даним матеріалом, має ефект самозміцнення (холодного загартування) – це означає, що твердість контактної поверхні підвищується при експлуатації під дією робочих навантажень (наклеп). Твердість збільшується з 250НВдо 350НВ. Плавку даного дроту можна проводити під шаром флюсу. Приклад використання: наплавлення робочої поверхні колісних пар залізничних складів
Методи боротьби з абразивним зносом
Існує досить багато процесів нанесення захисних покриттів на металеві робочі поверхні: від практичного дугового наплавлення і різних видів напилення, до екзотичного лазерного плакування. Найважливіше питання у боротьбі зі зносом - це підбір ефективного складу покриття з особливими компонентами для надання спеціальних властивостей робочим поверхням виробу. У разі інтенсивного абразивного зносу на перший план виходять твердість наплавленого металу та тип мікрокристалічної структури. На сьогоднішній день найтвердішими елементами покриття є сферичні карбіди вольфраму. На жаль, ці компоненти досить дорогі і часто їх використання економічно невиправдане. На практиці найбільш ефективно працюють залізні сплави ледебуритної структури із включеннями карбідів хрому та боридів із твердістю покриття 60…70 HRC. Для ручного електродугового наплавлення проти абразивного зносу використовують спецелектрод КAIT 70.