§ 45. Восстановление деталей полимерными материалами

Все большее применение в ремонтном про­изводстве находят полимерные материалы. Сущность процесса заключается в том, что на изношенные металлические поверхности дета­ли наносятся тонкослойные пластмассовые по­крытия. Нанесение покрытий осуществляют на­пылением. Применяют газопламенное, вихревое или вибрационное напыление. Материала­ми служат полимеры, которые подразделяются на три большие группы: пластики, эластомеры и волокна.

При ремонте находят применение в основ­ном пластики. Они подразделяются на термо­пласты и реактопласты. Из термопластов при напылении применяют амидопласты (полиами­ды). Полиамиды — твердые термопластические полимеры, плавящиеся при высокой температу­ре. По механической прочности и износостой­кости они превосходят все другие виды пласт­масс. Наибольшее применение получили поли­амидные смолы марок П-54, П-68, П-548, АК-7, поликапролактам (капрон) и отходы капрона. Капрон используют для восстановления под­шипников скольжения, шеек валов и пальцев, а также для изготовления втулок и в качестве декоративных и антикоррозийных покрытий. Из реактопластов широкое распространение получили эпоксипласты, связующими которых являются эпоксидные смолы. В ремонтном про­изводстве наибольшее применение имеют эпок­сидные смолы ЭД-5 и ЭД-6. Их используют для изготовления различных паст, которыми выравнивают вмятины в металлических обшив­ках кузовов; для приготовления клеевых ком­позиций при заделке трещин в корпусных де­талях, а также для клеевых составов, при по­мощи которых приклеивают, например, фрик­ционные накладки к тормозным колодкам и ведомым дискам сцепления.

При заделке трещин и восстановлении от­верстий в корпусных деталях применяют клее­вые композиции, состав которых указан в табл. 12.

12. Состав эпоксидного клея в весовых частях

Подготовка корпусной детали к заделке трещин осуществляется в такой последова­тельности. По концам трещины сверлят отвер­стия диаметром 3 мм. Разделывают ее при по­мощи шлифовального круга. Металлической щеткой зачищают поверхность корпусной де­тали вдоль трещины-и по обе стороны ее на расстоянии 10—15 мм.

Затем трещину и зачищенный участок обез­жиривают бензином или ацетоном и насухо вытирают. Наносят тонкий слой клея, втирая его в трещину и по обеим сторонам от нее на ширину 10—15 мм. После небольшой выдерж­ки (3—6 мин) наносят второй слой. По окон­чании заклеивания деталь выдерживают при комнатной температуре 20—24 ч до полного отверждения клея. Срок выдержки можно уменьшить, если корпусную деталь нагреть. Например, при нагреве до 60°С продолжитель­ность отверждения составляет 4—5 ч.

Широкие трещины длиной более 400 мм за­делывают заплатами из сетчатой стеклоткани. Рекомендуется устанавливать не более четы­рех заплат. Первую заплату шириной 15— 20 мм кладут на эпоксидный клей, предвари­тельно внесенный при помощи шпателя в раз­деланную канавку. Заплата пропитывается клеем и уплотняется прикатыванием специаль­ным роликом. Аналогично накладываются и остальные заплаты.

Клеевой композицией можно заделывать трещины в блоках двигателя, картерах сцепле­ния, коробок передач, редукторов, корпусах водяных и масляных насосов, крышках карте­ра сцепления и коробок передач и других де­талях.

Ремонт деталей полимерными материалами (пластмассами) прост, экономичен и надежен. Ими можно наращивать поверхности для создания натяга в соединении или износостойкого покрытия, заделывать трещины и пробоины, склеивать детали, выравнивать поверхности, герметизировать соединения, надежно закрывать поры в любых деталях, даже в труднодоступных местах. Клеевые составы и пластмассы в ряде случаев успешно заменяют сварку и пайку, хромирование и осталивание, а иногда являются единственно возможными средствами восстановления.

Категория: Износы и способы ремонта деталей

Рейтинг:  5 / 5

§ 43. Электролитическое наращивание

При восстановлении изношенных поверхно­стей деталей электролитическим способом осу­ществляют наращивание следующих металлов: хрома, железа, никеля, меди. Электролитичес­кое наращивание металла основано на явлении электролиза. Электролизом называется хими­ческий процесс, который протекает при про­хождении электрического тока через электролит. Схема процесса электролиза показана на рис. 58. Молекулы электролита распадаются на ионы, обладающие электрическими заряда­ми. Всего образуется два рода ионов, из кото­рых одни заряжены положительно (катионы), а другие отрицательно (анионы). При пропус­кании тока через электролит ионы приходят в движение и начинают перемещаться по двум направлениям: катионы направляются к като­ду, а анионы — к аноду. Соприкасаясь с элект­родами, ионы разряжаются и превращаются в нейтральные атомы или группы атомов, кото­рые выделяются из раствора в виде металла или образуют новые вещества. У кислот, осно­ваний и солей положительно заряженными яв­ляются атомы водорода и металла, а отрица­тельно заряженными — кислотные остатки. Процесс электролиза протекает непрерывно, так как электролит пополняется все время но­выми ионами за счет растворения анода. В ка­честве катода подвешивается в ванне деталь, подлежащая покрытию.

Технологические процессы электролитиче­ского осаждения состоят из трех групп опера­ций: подготовки изношенной поверхности, осаждения и обработки наращенного слоя. Подготовка изношенной поверхности деталей заключается в механической обработке, обез­жиривании, травлении и декапировании. При наращивании используют различные металлы, дающие наименование процессу и обеспечива­ющие необходимые свойства восстановленной поверхности.

Хромирование. Восстановление изно­шенных деталей наращиванием хромового по­крытия возможно при небольших предельных износах. Хромированием не только восстанав­ливают первоначальные размеры деталей, но и увеличивают износостойкость. Применяется оно также и для декоративных покрытий. На катоде (восстанавливаемая деталь) происхо­дит осаждение металлического хрома. Анодом служит пластина, изготовленная из свинца с примесью 5—10% сурьмы. В качестве электро­лита используется раствор хромового ангидри­да, серной кислоты и дистиллированной воды.

Хромирование осуществляется в ванне, состоящей из двух баков, вставленных один в другой, облицованной с внутренней стороны кислотостойким материалом (винипластом или свинцом). Электролиты приготовляют из хромового ангидрида (150…250 г/л) и серной кислоты (1,5…2,5 г/л), растворяя их в дистиллированной воде. Покрытие проходит с наиболее высоким КПД при соотношении CrO3/H2SO4=100.

На бортах ванны с помощью изоляторов укреплены анодные и катодные латунные стержни, к которым подвешены свинцовые аноды и хромируемые детали. В качестве источников питания постоянного тока используют низковольтные генераторы АНД-500/250, АНД-1000/500, АНД-150/750 (в числителе указывается сила тока при напряжении 6 В, в знаменателе — при напряжении 12 В), селеновые выпрямители типа ВСМР, кремниевые выпрямители типа ВАКГ и др.

Необходимая температура электролита поддерживается водой, циркулирующей между двойными стенками ванны. Постоянство химического состава электролита обеспечивается периодическим добавлением в ванну хромового ангидрида.

Меняя температуру и плотность тока при неизменном составе электролита, можно получить три вида осадков хрома: молочные — мягкие, эластичные, обладающие высокой износостойкостью; блестящие — значительной твердости и хрупкости с мелкой сеткой трещин; матовые — высокой твердости, повышенной хрупкости и пониженной износостойкости.

При восстановлении деталей осаждают молочные и блестящие осадки.

Для повышения износостойкости деталей применяют пористое хромирование, которое хорошо удерживает масло, в результа­те чего обеспечивается жидкостное трение в соединениях с зазором. Важным свойством по­ристого хрома является его способность выдер­живать большие удельные давления, а также высокие температуры.

Пористое хромирование применяется для повышения износостойкости рабочих поверхностей поршневых колец и пальцев, гильз ци­линдров, шеек коленчатых валов, зубьев чер­вячных шестерен и других деталей.

Декоративному хромированию подвергают передние и задние буфера легковых автомоби­лей, облицовку радиатора, дверные ручки и другие детали арматуры.

Осталивание. Электролитическое осталивание основано также на явлении электро­лиза. При осталивании наращивание подготов­ленной поверхности детали осуществляется электролитическим железом. Ремонтируемую деталь помещают в ванну с электролитом и подвешивают ее к катоду. В качестве анода ис­пользуют пластины, изготовленные из мало­углеродистой стали. Наибольшее применение получил электролит следующего состава: двух- хлористое железо — 200 г/дм³, хлористый нат­рий—100 г/дм³, хлористый марганец — 10 г/дм³, соляная кислота — 0,5—0,8 г/дм³. Электроды соединяют с источником тока и про­пускают через электролит постоянный ток. Процесс протекает при температуре 60—75°С и плотности тока 5—60 А/дм². Получают слой толщиной до 1,5 мм с микротвердостью поверх­ности 600—650 кгс/мм². Осталиванием можно получить при другом составе электролита слой толщиной до 3 мм и-выше. Можно восстанав­ливать детали с ремонтных до номинальных размеров, обеспечивая сохранение принципа взаимозаменяемости.

Осталиванием восстанавливают цилиндри­ческие поверхности толкателей, клапанов, шейки под подшипники распределительных ва­лов, валиков масляного и водяного насоса, ва­лов сошек руля, поворотных цапф, подшипники скольжения и др.

Категория: Износы и способы ремонта деталей

Рейтинг:  5 / 5

§ 44. Восстановление деталей давлением

Данный способ основан на использовании пластических свойств металла. Под пластичностью

понимают свойство металлов и их спла­вов принимать соответствующую форму под влиянием давления и сохранять ее, когда дав­ление прекращается.

В ремонтной практике наиболее распрост­раненными видами рассматриваемого способа являются: осадка, правка, раздача и обжатие (рис. 59, а, б, в).

Восстановление давлением может осущест­вляться с нагревом и без нагрева детали.

При восстановлении деталей без нагрева требуются большие нагрузки. Пластическая деформация металла происходит без изменения его структуры за счет сдвигов частиц внутри зерен (кристаллов). В результате изменяются механические свойства: снижается вязкость и повышается твердость.

При восстановлении деталей с нагревом до температуры, равной 0,8…0,9 температуры плавления, необходимое усилие значительно снижается. Пластическое деформирование детали происходит вследствие сдвига целых зерен металла. При этом изменяются структура и механические свойства материала. В результате горячей обработки давлением механические свойства металла иногда можно улучшить.

Детали, изготовленные из сравнительно мягких низкоуглеродистых сталей (термичес­ки необработанные), а также цветных метал­лов и сплавов (латунь, бронза), обрабатывают давлением без нагрева.

При этом устраняют небольшие механичес­кие повреждения (легкие вмятины, прогибы и т. п.). Крупные детали и детали из сталей с содержанием углерода более 0,3%, а также об­ладающих малой вязкостью обрабатывают давлением (раздача, обжим) с нагревом.

При обработке давлением меняются форма и размеры детали, а также происходит некото­рое изменение механических свойств и струк­туры металла. В результате холодной пласти­ческой деформации наблюдается наклеп, а при горячей деформации — окалина или обезуглероженный поверхностный слой.

Поэтому детали после восстановления дав­лением подвергают термической обработке.

Широко применяют правку. Правке подвер­гают балки передних мостов, лонжероны и по­перечины рамы, коленчатые и распределитель­ные валы, шатуны и другие детали.

Осадка применяется в основном для восста­новления наружного и внутреннего диаметров полых деталей, например, бронзовых втулок, а также увеличения наружного диаметра сплош­ных деталей. Изменение размеров осуществля­ется за счет уменьшения длины детали.

Раздачей можно восстановить наружный диаметр трубчатых (полых) деталей или их по­верхностей.

Данным способом восстанавливают порш­невые пальцы, посадочные поверхности под кольца подшипников качения чашек дифферен­циала, цилиндрические поверхности кожухов и труб полуосей.

Обжатие применяется для уменьшения внутреннего диаметра втулок за счет уменьше­ния наружного диаметра. После обжатия на­ружный диаметр может быть восстановлен электролитическим наращиванием (осталивание или меднение) до номинального размера. Внутренний диаметр втулки также восстанав­ливается под номинальный или ремонтный раз­мер.

Преимущества способа обработки деталей давлением — простота, невысокая трудоемкость, низкая стоимость и хорошее качество ремонта без применения дополнительного материала. Недостатки — изменение механических свойств детали, нарушение термообработки при нагреве, затраты на нагрев и последующую термообработку, а также возможность появления трещин. Чтобы избежать появления трещин, часто после обработки деталей давлением их подвергают отжигу, нормализации или отпуску.

Категория: Износы и способы ремонта деталей

Рейтинг:  5 / 5

§ 42. Металлизация

Металлизацией называется процесс нанесе­ния металлических покрытий на поверхность детали путем распыления жидкого металла струей сжатого воздуха или инертного газа. При этом применяются специальные аппара­ты — металлизаторы.

В зависимости от способа расплавления ме­талла различают газовую и электрическую ме­таллизацию. Последняя подразделяется на ду­говую, высокочастотную и плазменно-дуговую металлизацию. В ремонтном производстве наи­более распространена электрическая металли­зация, когда распыление металла осуществля­ется при плавлении проволоки или металличе­ского порошка. Широко применяют проволоч­ные металлизаторы ЛК-6а, ЛК-12, ЭМ-3, ЭМ-6, МВЧ-2, МВЧ-3.

С помощью металлизации можно восста­навливать изношенные плоские, наружные и внутренние цилиндрические поверхности; за­делывать трещины на корпусных деталях; по­крывать алюминием поверхность детали с целью повышения жаростойкости; получать псевдосплавы, обладающие высокими анти­фрикционными свойствами; осуществлять де­коративные покрытия и т. д.

При восстановлении деталей металлизаци­ей вначале осуществляют подготовку поверх­ности к нанесению покрытия, затем собственно металлизацию и последующую механическую обработку. Процесс металлизации включает три этапа: плавление твердого металла, распы­ление расплавленного металла и формирова­ние покрытия.

Особое внимание уделяется подготовке детали к металлизации, так как от подготовительных операций во многом зависит прочность сцепления металлизованного слоя с основной деталью.

На плохо сцепляющиеся металлы и на детали, где нежелательна механическая обработка, наносится молибден, который хорошо соединяется со всеми металлами и полированными поверхностями.

Подготовка деталей к металлизации заключается в предварительной механической обработке металлизуемых поверхностей с целью исправления геометрической формы и обеспечения максимально допустимой толщины покрытия, а также для предотвращения разрушения (скола, отслаивания) металлизованного слоя при ударе в торец.

На края деталей наплавляют сваркой или оставляют иа них при механической обработке буртики. На поверхности детали прорезают канавки, кромки которых перед металлизацией слегка закатывают.
В этом случае происходит дополнительное механическое крепление металлизованного слоя.

Основной же подготовительной операцией перед металлизацией является нанесение «рваной» резьбы (для круглых деталей) или грубой обработки с крупным профилем шероховатости - для плоских деталей. Проникая во впадины грубой поверхности, металлизуемый металл обеспечивает большую сцепляемость с ремонтируемой деталью.

Процесс плавления металла происходит при горении и коротком замыкании электрической дуги и отличается высокой температурой, цик­личностью и кратковременностью. Расплавлен­ный металл подхватывается дутьевой струей воздуха (инертного газа) и распыляется на мельчайшие частицы с большой скоростью. Частицы достигают подготовленной поверхнос­ти детали в пластическом состоянии. Ударяясь о поверхность, они деформируются, наклёпыва­ются, охлаждаются, образуя пористое, неодно­родное покрытие. В последующем нанесенный слой обрабатывается механическим способом до нужного размера.

Практически металлизировать можно не только металлы, но и дерево, стекло, гипс и т. п. При металлизации получают слой различного металла толщиной от 0,03 до нескольких мил­лиметров, не вызывая перегрева детали. Поло­жительным свойством металлизационного слоя является также то, что он обладает достаточно высокой износостойкостью при жидкостном и полужидкостном трении.

К недостаткам металлизации следует отнес­ти в первую очередь недостаточно высокую прочность сцепления покрытия с металлом вос­станавливаемой детали, значительную порис­тость и хрупкость слоя, трудности подготовки закаленных поверхностей детали к металлиза­ции, значительные потери металла при плавле­нии и распылении, особенно при металлизации малогабаритных деталей. Металлизации нель­зя применять для восстановления деталей, ра­ботающих при больших удельных давлениях на сдвиг и сжатие (кулачки распределитель­ных валов, зубья шестерен и др.); без смазки или с периодически подаваемой смазкой.

Категория: Износы и способы ремонта деталей

Рейтинг:  5 / 5