особых предосторожностей для сталей с низким содержанием углерода. Высокоуглеродистые никель-хром-молибденовые стали, мартенситные стали с высоким содержанием никеля и хрома (10Х12Н2, 10Х17Н2), а также стали с высоким содержанием алюминия практически непригодны для нанесения самофлюсующихся сплавов с последующим оплавлением.

2.3.6. Механическая обработка покрытий

Механическая обработка является завершающей операцией по нанесению покрытий. Проблема механической обработки связана с особенностями микроструктуры, наличием возможных дефектов, сложным химическим составом, характерной высокой твердостью. Наличие большого количества легирующих добавок и мелкодисперсных упрочняющих фаз вызывает упругие деформации и заметное упрочнение покрытий при резании. Это ускоряет износ обрабатывающего инструмента, механические свойства которого соизмеримы со свойствами покрытий. Низкая теплопроводность металла покрытий также осложняет процесс резания. В связи с этим обработку ведут на режимах, параметры которых значительно ниже общепринятых, иными словами, с заниженной производительностью, даже по сравнению с легированными сталями аналогичной твердости. При этом используют точение, шлифование, фрезерование, сверление и другие известные методы. Важно, чтобы изделие с покрытием при обработке не подвергалось значительным деформациям и нагрузкам, вызывающим растягивающие напряжения.

По производительности обработки приоритет следует отдать обработке твердосплавными резцами. Но этому виду обработки поддаются лишь покрытия с твердостью не более 40 НRСэ, полученные из самофлюсующихся порошковых сплавов ПТ- 10Н-04, ПГ-СР2. Покрытия более высокой твердости обрабатываются шлифованием. Очень плохо поддаются обработке сплавы, содержащие карбиды; например ПС12НВК, поэтому покрытия из таких материалов желательно использовать как необрабатываемые. Даже шлифованием в этом случае с трудом удается снять припуски, что лишний раз указывает на то, что напыление необходимо производить с высокой точностью, чтобы свести обработку к минимуму.

Шлифование. Основным методом обработки покрытий принято шлифование. Несмотря на низкую производительность по сравнению с токарной обработкой шлифование очень часто оказывается единственно возможным методом.

Применяется плоское, круглое и бесцентровое шлифование с использованием СОЖ или сухое. В качестве инструмента используют круги из карбида кремния зеленого или корунда на керамической связке с размером зерна около 0,5 чернового и 0,2 мм чистового шлифования.

Повысить скорость обработки в 3–6 раз можно, если использовать алмазные круги АСКМ для чернового и М016, МВ1 для чистового шлифования. Шлифование следует производить с небольшими подачами при высоком числе оборотов.

Сухое шлифование обеспечивает удельную производительность в 4,8 раза более высокую, чем мокрое. Стойкость круга при этом в четыре раза выше. Такое положение объясняется следующими обстоятельствами. Низкая теплопроводность абразивных кругов способствует тому, что теплота, выделяющаяся при шлифовании,

25

концентрируется в верхних слоях обрабатываемого покрытия. Контактная температура в зоне составляет около 1200 ºС (при применении СОЖ в два раза меньше), что, безусловно снижает твердость металла и делает его более податливым обработке, таким образом, обработка ведется в условиях разупрочнения металла, что может отразиться на свойствах покрытия. Снижается его твердость и износостойкость, возможны прижоги и микротрещины. К тому же способ сухого шлифования сопровождается высокой запыленностью воздуха в рабочей зоне, что ухудшает условия труда. Поэтому, учитывая все факторы, для обработки покрытий предпочтительнее шлифование с обильным охлаждением эмульсолом, несмотря на невысокую производительность. Целесообразно использовать круги зернистостью М25, М40 и твердостью СМ1–СТ1. В качестве охлаждающей жидкости применяют 5 %-й эмульсол, например, Э-2, при расходе 2–4 л/мин. Рекомендуемые режимы для различных условий шлифования приведены в табл. 7.

Таблица 7

Режимы обработки покрытий шлифованием

Заканчивать обработку следует выхаживанием, которое обеспечивает шероховатость Rа = 2,5–0,3 мкм в зависимости от продолжительности. Полирование покрытия не рекомендуется, так как абразивный материал набивается в поры и создает задиры при трении на поверхности сопрягаемых деталей.

Токарная обработка. Токарной обработке подвергают относительно нетвердые покрытия с твердостью ориентировочно до 40 НRСэ. Инструмент изготавливают из сплавов марок Т15К6, ВКЗМ, ВК6М, особо мелкозернистого сплава ВК6, а также из сверхтвердых инструментальных материалов эльбора, гексанита, киборита. Выбор марки материала инструмента зависит от твердости и химического состава покрытия, вида обработки.

Оптимальные значения геометрических параметров резцов с режимами резания приведены в табл. 8.

Токарная обработка напыленного вала представлена на рис. 9.

26