книги из ГПНТБ / Наплавка металлов карманный справочник рабочего
..pdfНаплавка деталей, |
работающих на |
ударные нагрузки |
и истирание |
при нормальных |
температурах |
Наплавленный металл деталей, работающих на удар ные нагрузки и истирание, как правило, является спла вом на железной основе с легированием углеродом, хромом, марганцем и другими элементами. Имеет сред нюю твердость (250--100 НВ) н удовлетворительные пластические свойства. Характеристика электродов для
наплавки износостойких |
поверхностей |
приведена в |
табл. 16. |
предназначены |
для наплавки |
Электроды типа 0 3 Н |
концов рельс, крестовин, деталей подвижного состава, автотракторных и других детален, изготовленных из сталей 35, 40, 45, ЗОХ, 40Х и др.
Наплавка производится короткой дугой на постоян ном токе, полярность обратная. При наплавке электро дами марок ОЗН нельзя допускать перегрева наплав ленного металла. Для этого наплавка осуществляется отдельными валиками с полным охлаждением после на ложения каждого из них. Детали после наплавки тер мически не обрабатывают.
Электроды марки ОМГ и ОМГН предназначены для наплавки изношенных деталей из высокомарганцови стой стали типа Г 13. При наплавке этими электродами перегрев наплавленного металла также не допускается. Наплавка производится на постоянном токе при обрат ной полярности. Длина дуги', поддерживается по воз можности короткой.
Наплавка кавитационностойкого сплава
Для наплавки деталей гидромашип кавитационностойким сплавом типа 30Х10Г10 используют электроды марки УПИ-30Х10Г10-2.
В качестве электродного стержня для электродов УПИ-30Х10Г10-2 применяется проволока диаметром 3— 5 мм из стали марки 30Х10Г10 с химическим составом по техусловиям ЦМТУ/ЦНИИЧМ 912—63.
На стержни наносится покрытие следующего состава (вес. частей):
Мрамор по ГОСТ 4416-48............................................... |
. 4 0 |
|
Флюорит по ГОСТ 4 4 2 1 - 4 8 ................................. |
. ....... . . |
20 |
Двуокись титана по ТУ МХП 1420-52 |
19 |
|
Марганец металлический по ГОСТ G008-51 |
. |
10 |
Феррохром по ГОСТ 4757-49 ............................................................. |
|
5 |
Ферротнтан по ГОСТ 4761-54 ............................................................. |
|
6 |
30
|
|
16. Электроды |
для* |
наплавки |
деталей, работающих |
на истирание |
|
|
|||
Характеристика электрода |
|
|
о м гм |
ОГМ |
ОЗН-25 0 |
ОЗН-ЗОО ОЗН-350 |
ОЗЯ-400 |
||||
Марка проволоки по ГОСТ 224 6-60 |
|
Св-ОбНЗА |
Св-08 |
Св-08 |
Св-08 |
Св-08 |
Св-08 |
||||
|
Св-08А |
Св-08А |
Св-08А |
Сп-08А |
Св-08 А |
||||||
Состав покрытия |
в |
%: |
|
|
50 |
60 |
— |
— |
— |
|
|
феррохром |
..................................средиеуглеродн- |
|
— |
||||||||
ферромарганец |
|
|
|
19.0 |
19.5 |
22.5 |
26 |
||||
с т ы й ............................................... |
|
|
|
|
— |
— |
|||||
грабит |
серебристый |
|
|
2 |
2 |
— |
— |
— |
— |
||
мрамор |
........................................ |
|
. . . . |
|
. |
28 |
22 |
55 |
55 |
53.5 |
52 |
плавиковый шпат |
|
20 |
16 |
22 |
21 .5 |
20 |
18 |
||||
алюминий |
.................................. |
|
|
|
— |
— |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
п о т а ш ............................................... |
|
|
|
|
- |
|
|
|
I |
1 |
|
Жидкое стекло в % к весу cvxhx |
|
30 |
30 |
30 |
32 |
30 |
|||||
компонентов |
................................. |
|
|
|
30 |
||||||
Сода кальцинированная |
|
|
44—49 |
0.5 |
— |
— |
41—46 |
— |
|||
Вес обмазки в % к весу стержня |
|
|
40—44 |
37—42 |
38—43 |
130— 140 |
|||||
Химический |
состав |
наплавленного |
|
|
|
|
|
|
|
||
углерод |
........................................ |
|
|
|
|
0.8—0.6 |
0 . 9 - ] . ] |
0.13—0.16 |
0.13—0,17 0.16—0.20 |
0,18 —0.22 |
|
кремний |
........................................ |
|
|
|
|
0,3 |
4.5—6.0 |
2.3—*2,6 |
3.0—3.5 |
0.1 5 |
4.0—4.6 |
марганец ........................................ |
|
|
|
|
0,7 |
3.5—4.0 |
|||||
хром |
............................................... |
|
|
|
|
10—1 2 |
4,5—5.5 |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
никель |
........................................ |
|
|
|
|
2,3—3.0 |
|
|
|
|
|
Твердость |
после |
наплавки Н В . |
(в |
250—290 |
220—250 |
2 2 0 - 2 8 0 |
270—330 |
320—380 |
370—430 |
||
3-м слое) |
........................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве связующего компонента используется бен тонит 2 весовые части на 100 весовых частей cyxoii смеси п жидкое стекло (у=1,33) 30 —32 весовых части
на 100 весовых частей |
смеси. |
|
Химический состав наплавленного металла в %: |
||
У г л е р о д ............................................................................................... |
0.22— |
|
Хром |
|
0,32 |
............................................................................................. |
0— I I |
|
Марганец |
не б......................................................................................о л е е |
9— I I |
Кремнии, |
0.35 |
|
Титан |
|
0 ,1 5 - |
б о л е е |
0.30 |
|
Сера, не |
0.025 |
|
Фосфор, |
не б о л е е ............................................................................ |
0,035 |
Коэффициент наплавки электродами УПП-30Х10Г10-2 равен 9—10 г'а-ч. Режим наплавки детален гидрома шин, подверженных кавитационному износу, устанав ливается в зависимости от размеров наплавляемых де талей и диаметра электрода.
Режим наплавки лопастей гидротурбин электродами
утьзохю по-2
Диаметр электрода |
Сила тока в а |
Напряжение дуги |
|
В ИМ! |
п (1 |
||
|
|||
3 |
110—120 |
22__ 24 |
|
4 |
130—МО |
23—25 |
|
5 |
16 0 - 170 |
24—26 |
Наплавку производят на постоянном токе обратной полярности. При этом необходимо обеспечить бы строе охлаждение наплавленного металла, не допуская его перегрева. С этой целью наплавку выполняют ни точными швами, при возможности дополнительно ох лаждают деталь водой с обратной стороны. После на плавки производят отпуск для снятия напряжений по
режиму: нагрев |
до |
540—570 °С, выдержка при |
этой |
|||
температуре до |
полного прогревания |
из расчета |
3 мин |
|||
на |
1 |
.и.ч толщины |
с последующим |
охлаждением |
вме |
|
сте |
с |
печыо. |
электродами УПИ-30Х10Г10-2 металл |
|||
Наплавленный |
||||||
поддается механической обработке резцами с пластин ками из сплава ВК8 и шлифовке наждачными кругами.
ГЛАВА 3
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА ПОД ФЛЮСОМ
СУЩНОСТЬ СПОСОБА
При электродугоиой наплавке под флюсом (фиг. 4) спарочмая дуга горит между электродом и наплавляе мой деталью под защитой оболочки из расплавленного флюса. За счет тепла дуги плавится основной металл
Фиг. 4. Схема электродуговой наплавки под флюсом:
/ — сварочная проволока, 2 — флюс, |
3 — |
шлаковая корка. <! — наплавленный |
валик |
(металл детали), присадочный металл (металл элек трода) и флюс. Защитная оболочка из расплавленного флюса предохраняет расплавленный металл от действия кислорода и азота воздуха, предотвращает потери рас плавленного металла на разбрызгивание и концентри рует тепло дуги. В процессе охлаждения наплавленный металлический валик оказывается покрытым коркой затвердевшего шлака, поверх которого находится не расплавленный слой флюса. После охлаждения шлако вая корка легко удаляется, а оставшийся флюс может вновь использоваться. Как сварка, так и наплавка под
3 зак. 132 |
33 |
флюсом могут производиться полностью механизирован
ным |
(автоматическим) способом и |
полуавтоматиче |
||
ским. |
преимущества |
механизированной наплавки |
||
Основные |
||||
под |
флюсом |
по сравнению |
с ручной |
наплавкой сле |
дующие.
1. Высокая производительность труда, которая дости гается за счет:
большой плотности сварочного тока, так как под вод его к сварочной проволоке осуществляется в непосредственной близости от дуги;
увеличения скорости наплавки с обеспечением хо рошего формирования наплавленных валиков;
отсутствия потерь рабочего времени на смену электродов.
2. Меньший расход материалов вследствие:
почти полного отсутствия потерь па угар н раз брызгивание;
отсутствия потерь па огарки электродов; меньшего окисления п испарения легирующих эле
ментов; снижения припусков на механическую обработку.
3. Высокое качество наплавленного металла, |
которое |
|
обеспечивается: |
|
|
улучшением формирования наплавленных валиков; |
||
большей равномерностью |
наплавленного |
металла |
по химическому составу |
п механическим свойст |
|
вам; меньшей зависимостью качества паплапки от ква
лификации рабочнх-наплавщиков.
4.Улучшение условий труда рабочих за счет: меньшей загазованности; более удобного положения тела работающего;
меньшей физической нагрузки работающего.
Улучшение свойств наплавленного слоя связано, в первую очередь, с введением в него легирующих элемен тов (углерода, хрома, марганца, ванадия, вольфрама п др.). Легирование металла шва при наплавке под флюсом возможно следующими способами:
1) через электродную проволоку;
2)через легированный флюс с использованием для наплавки малоуглеродистой электродной проволоки;
3)совместное легирование через проволоку и флюс;
4)за счет материалов, наносимых на деталь перед
движущейся дугой (порошок, паста п т. п.).
3 4
Выбранный способ легировании должен обеспечивать нужный химический состав наплавленного металла при возможных колебаниях режима наплавки. Этому тре бованию наиболее полно удовлетворяет 1-й способ, од нако не всегда имеется проволока нужного химического состава. Хорошие результаты дают также 2 и 3-й спо собы.
МАТЕРИАЛЫ
Электродная проволока
Во многих случаях для наплавки может успешно применяться стандартная сварочная проволока, выпу скаемая по ГОСТ 22-16-60.
Сварочная проволока |
изготовляется диаметром |
0,3— |
|||
12 мм. Для наплавки |
чаще всего применяют |
проволок} |
|||
(табл. 17) диаметром |
в |
1,6; 2,0; |
2,5; 3,0; -1,0 |
п 5,0 |
мм, |
которая поставляется |
мотках |
и бухтах. |
|
|
|
Кроме сварочной проволоки, для наплавки может применяться высококачественная углеродистая проволо ка марок ВС н ОВС (ГОСТ 9389-60), предназначенная для изготовления пружин, а также проволока из сталей марок, приведенных в табл. 18.
Для наплавки на сталь бронзы применяется бронзо вая проволока марки Бр. АЖМц 10-3-1,5, изготовляемая по техническим условиям ТУ ЦМО 15/18-53.
Электродная лента
Для наплавки чаше всего применяется (табл. 19) лента стальная холоднокатаная обрезная, нормальной точности, изготовленная из конструкционной стали по ГОСТ 2283-57, из инструментальной и пружинной стали по ГОСТ 2283-57, нержавеющая по ГОСТ 4986-54 и из жаростойких сплавов по ГОСТ 2615-5-1. Для наплав км обычно используется лента толщиной 0,4—1,0 мм и шириной 20—100 мм в зависимости от размера наплав ляемых деталей (ширина наплавленного валика при мерно равна ширине ленты) и наименьшей допустимой плотности тока. При заниженной плотности тока про цесс наплавки будет неустойчив.
Лента поставляется в рулонах, пес которых не регла ментирован. К поверхности ленты особых требований не предъявляется.
3* 35
w |
1 7 . Химический состав сварочной |
проволоки |
по ГОСТ 2246-60 |
|
|
|
|||
|
|
|
Содержание элементов, в |
°с |
|
|
|
||
Марка проволоки |
|
|
|
|
|
Серп |
фос |
|
Прочие |
Углерод |
Марганец |
Кремний |
Хром |
Никель |
фор |
|
|||
|
не более |
элементы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Св-8 |
Не более |
0.35—0.60 |
Не более |
Не более |
Не более |
0.03 |
0,03 |
|
- |
Св-08А |
0,10 |
0.35—0.60 |
0,03 |
0.15 |
0.30 |
0.03 |
0.03 |
|
— |
Не более |
Не более |
Не более |
Не более |
|
|||||
Св-08ГА |
0.10 |
0.8—1,1 |
0.03 |
0.10 |
0.25 |
0,03 |
0.03 |
|
— |
Не более |
Не более |
Не более |
Не более |
|
|||||
Св-10Г2С |
0,10 |
1.7—2.1 |
0.03 |
0,10 |
0.25 |
0,03 |
0.03 |
|
— |
0.06—0.12 |
0,7—0,95 |
0.7—1.0 |
Не более |
|
|||||
СВ-12Г2Х |
0,10—0,15 |
1,6— 1.9 |
Не более |
1.2—1.5 |
0.25 |
0.025 |
0.03 |
|
— |
Не более |
|
||||||||
СВ-18ХЛ4А |
0.15—0.22 |
0.4 —0.7 |
о.зо |
0.8—1.1 |
0,25 |
0.03 |
0,03 |
Мо 0.3—0.5 |
|
0.12—0,35 |
Не более |
||||||||
СВ-08ХЗГ2СМ |
Не более |
2.0—2,5 |
0.45—0,75 |
2,0—3.0 |
0.30 |
0,03 |
0.03 |
Мо 0.4—0.6 |
|
Не более |
|||||||||
СВ-10Х5М |
0.10 |
0.4—0,7 |
0.12—0,35 |
4.0—6,0 |
0.30 |
0.03 |
0.03 |
V |
0.7—0.85 |
Не более |
Не более |
||||||||
CB-I0X13 |
0.12 |
0.3—0.7 |
0.3—0.7 |
12,0—14,0 |
0,30 |
0.03 |
0,035 |
Ti |
0 ,6 - 1 . 0 |
0.08—0.15 |
— |
||||||||
СВ-13Х25Т |
Не более |
Не более |
Не более |
23—27 |
Не более |
С.018 |
0,03 |
Ti |
0,5—1,0 |
CB-I0X20HI5 |
0.15 |
0.8 |
1,0 |
19—22 |
0.6 |
0.018 |
0.035 |
|
— |
Не более |
1,0—2,0 |
Не более |
14—16 |
|
|||||
СВ-08Х20Н10Г6 |
0,12 |
5.0—7.0 |
0,8 |
20—22 |
9 .0 - 1 1.0 |
0,018 |
0.035 |
|
|
Не более |
0.2—0,7 |
|
|
||||||
|
0,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18. Химический |
|
состав |
сталей для изготовления электродной проволоки |
|
|||||
|
|
|
|
|
для наплавки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание элементов в % |
|
|
|
||
Марка |
|
Марга |
|
Крем |
|
|
Прочие |
Сера |
фос- |
|
стали |
Углерод |
|
Хром |
Никель |
фор |
ГОСТ или ТУ |
||||
|
нец |
|
ний |
элементы |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
не более |
|
|
ЗОХГСА |
0,28—0,35 |
0.8—1.10 |
0,9-1.20 |
0,8—1,10 |
<0,40 |
— |
0.030 |
0,030 |
ЧМТУ 5615-56 |
|
1X13 |
0,09—0.15 |
< 0 ,60 |
|
<0.60 |
12,0—14,0 |
<0,60 |
- |
0.030 |
0,035 |
ГОСТ 5548-50 |
2X13 |
0,13—0,23 |
< 0 .60 |
|
<0,60 |
12,0—14,0 |
<0,60 |
- |
0.030 |
0.035 |
ГОСТ '5548-50 |
3X13 |
0,25—0.3-1 |
< 0 .60 |
|
<0,50 |
12,0—14,0 |
<0.60 |
- |
0,030 |
0,035 |
ГОСТ 5548-50 |
Х15Н60 |
<0,15 |
<1.5 |
|
<1,0 |
15.6—18,0 |
55,0-61,0 |
- |
0,025 |
0.030 |
ГОСТ 2238-58 |
Х20Н80 |
<0,15 |
< 1.5 |
|
<0,5 |
20,0—23,0 |
75,0—78.0 |
- |
0,025 |
0.030 |
ГОСТ 2238-58 |
Х20Н80Т |
<0,12 |
<0,7 |
|
<0,8 |
19,0—23,0 |
>75.0 |
>0,403й Т1 |
0,015 |
0,020 |
ГОСТ 2238-58 |
65Г |
0,60—0,70 |
0,9—1,20 0,17-0,37 |
<0,30 |
>0.30 |
|
О.оЗО |
0,035 |
ГОСТ 9389-60 |
||
ЭИ701 |
0,55—0,65 |
1,3-1.8 |
0 |
1 О |
2 .6 - 3 .1 |
>0.30 |
W 9,0— |
0,040 |
0.040 |
ЧМТУ 5527-56 |
|
|
|
|
|
|
|
10,5% |
|
|
|
V0,3—
0.59d
со
со
19. Химический состав сталей для изготовлении электродной ленты
|
|
|
|
Содержание зле.ченто» и °0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Сера |
j фосфор |
|
стали |
Углерод |
Марганец |
Кремний |
Хром |
Пн- |
|
|
Прочне |
|
|
не более |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
40 |
0.37—0.45 |
0.5—0.8 |
0.17—0,37 |
0,30 |
о.:о |
0.045 |
0.040 |
|
50 |
0.47—0.55 |
0.5—0.8 |
0,17—0,37 |
0.30 |
0,30 |
0.045 |
0,040 |
- |
65 |
0.СО—0.70 |
0 Сл 1 О 00 |
0.17—0,37 |
о.зо |
0.30 |
0,045 |
0.040 |
— |
50Г |
0,45—0.55 |
0.7— 1,0 |
0.17—0.37 |
0.30 |
0.30 |
0.045 |
0.040 |
— |
65Г |
0.60—0.70 |
0,9—.1,2 |
0,17—0.37 |
0.30 |
0.30 |
0.045 |
0.040 |
— |
1X13 |
0.5 |
0,60 |
0,60 |
12.0—14.0 |
0.6 |
0.030 |
0,035 |
_ |
2X13 |
0.16—0.24 |
0.60 |
0,60 |
12.0—!4.0 |
0.60 |
0.030 |
0.035 |
— |
3X13 |
0,15—0.34 |
0 60 |
0.60 |
12.0—14,0 |
0.6) |
0.030 |
0,035 |
— |
0Х18Н9' |
0,07 |
2.0 |
0,80 |
17,0—20,0 8-11 0,030 |
0.035 |
- |
||
1X1SH9T |
0.12 |
2.0 |
0,80 |
17,0—20,0 |
8—11 |
0.030 |
0,030 |
До 0.8 Ti |
X 13Н4Г9 |
0.15—0.-0 |
8— 10 |
0,80 |
12.0—14,0 |
3.7—5,0 |
0,030 |
0.030 |
— |
X23HI8 |
0,20 |
2.0 |
1.0 |
22.0—25,0 |
17—20 |
0,030 |
0.035 |
— |
XI 5Н6 0 |
0,15 |
1.5 |
1,0 |
15.0—18.0 |
55—61 |
0,025 |
0,035 |
— |
Х20И80 |
0.1 5 |
1.5 |
0.50 |
20,0—23,0 |
73—78 |
0,025 |
0.030 |
— |
Х20Н80Т |
0.12 |
0.70 |
0,80 |
19.0—23,0 |
75 |
0,015 |
0,020 |
<0.40Ti |
гост
сталь ленту
1050-6) 2284-43
228J-57
5632-61 4986-54
2615-54
Кроме катаном, для наплавки используется также лепта, изготовленная путем бесслитковом прокатки жид кого металла (табл. 20).
Порошковая проволока
Вместо сплошной проволоки сложного химического состава применяют порошковую, изготовленную из низ коуглеродистой стальной ленты, свернутой в трубку, внутрь которой помещают шихту — порошкообразный сердечник, состоящий из смеси ферросплавов, желез-
Фиг. 5. Схема изготовления по
рошковой проволоки: |
|
||
/ — шихта. |
2 — воронка, |
3 — |
|
шихта на |
ленте. |
•/ — фильера. |
|
Стрелкой |
показано |
направление |
|
|
волочения. |
|
|
ного порошка, графита и некоторых других компонен
тов.
Лента по ГОСТ 503-41, I или II класса по качеству поверхности, неполированная, особо мягкая, нормаль ной точности по толщине п ширине, обрезная, из сталь марки 08кп обычно применяется с размерами 15X0,8; 15X0,5; 18X0,5; 18x0,8; 12x0,6; 10X0,6; 9X0,3 мм.
Используемые для производства порошковой прово локи ферросплавы (табл. 21) дробят в щековой дробил-