Восстановление рабочих органов почвообрабатывающих машин плазменной наплавкой

Известны многие перспективные методы восстановления и упрочнения деталей, которые можно применить к рабочим органам почвообрабатывающих агрегатов [1]. Одним из них является плазменная наплавка [3]. В настоящее время в промышленности существует множество разнообразных материалов для нанесения покрытий. Для более полного выполнения соответствующего назначения покрытие должно удовлетворять определённым требованиям. К материалам износостойких покрытий предъявляются следующие требования: высокая твёрдость, высокий уровень механических свойств, большое значение модуля упругости, малое значение коэффициента трения. Структура покрытия должна обеспечивать антисхватывание и возможность быстрой приработки к сопряжённой детали.

Прежде чем выбрать материал, мы должны определиться с видом износа. Многое зависит от условий работы органов почвообрабатывающих машин: одни детали работают при значительном абразивном изнашивании, другие – при знакопеременных нагрузках в условиях сильных давлений, ударов, трений. Восстановлению подлежат именно те детали рабочих органов почвообрабатывающих машин, поверхности которых подвергнуты абразивному или ударно-абразивному изнашиванию. Опыт последних лет показывает, что при восстановлении деталей рациональными сплавами, значительно повышающими износостойкость и эксплуатационную надежность, являются твердые порошковые сплавы [2]. Твердые порошковые сплавы – это особого класса износостойкие металлические материалы, обладающие достаточно высокой твердостью

Разработаны технологии по восстановлению с упрочнением рабочих органов, включающая дефектацию изношенных деталей и очистку, подготовку порошка и деталей для плазменной наплавки изношенных поверхностей, при необходимости механическую обработку покрытий, контроль качества покрытий. При этом учитывались экономические, технологические, экологические, ресурсосберегающие и многие другие аспекты [5]. Изношенные поверхности деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин, подлежащие восстановлению, повреждены коррозией, покрыты жировыми пленками и другими загрязнениями. Для этого их необходимо подготовить для восстановления и очистить от загрязнений. Для очистки целесообразно использовать синтетические моющие средства. После очистки детали подвергаются дефектации. Выявленные с износом детали, выше допустимого, подлежат восстановлению. Подготовка материалов для наплавки заключается в их сушке и просеивании. Перед засыпкой в дозирующее устройство порошки должны быть просушены при температуре 150...200°C в течение 2...3 часов. Толщина слоя засыпки в противень не должна превышать 20 мм. Просушенные порошки просеивают через сито. Для нанесения покрытий рекомендуется использовать порошки грануляцией 40...100 мкм. Приготовленные порошки допускается хранить температуре 25±10°C и относительной влажности 70% в течение 8 часов. При хранении порошков более длительное время, перед применением их следует заново просушить по вышеуказанным рекомендациям [4]. Работы должны производиться на специализированном участке при температуре воздуха в помещении не ниже +10°C и влажности – не более 70%. Перед пуском установки необходимо проверить состояние плазмотрона. Такие элементы как медное сопло, электрод с гафниевой вставкой. На внутренней поверхности сопла допускается износ не более 0,2 мм. Установка к работе подготавливается в следующем порядке: засыпается подготовленный порошок в бункер дозирующего устройства; устанавливаются давление газа и охлаждающей жидкости и их расход в соответствии с инструкцией по эксплуатации; включается установка при отключенном источнике питания, проверяется правильность подачи плазмообразующего газа и срабатывание осциллятора (блока зажигания дуги) [6]. При подготовке и отладке оборудования необходимо отрегулировать угол между осью сопла и наплавляемой поверхностью детали находился в интервале 75...90°. После включения устанавливают режимы плазменной наплавки. Наплавка производится композиционным порошком, состоящим из: ПР-Н70Х17С4Р4 – 23%; ПГ-ФБЮ-1-4 – 73%; AL – 4%. Нанесение покрытия до необходимой толщины следует производить послойно. Толщина слоя, наносимого за один проход, не должна превышать 0,2 мм. Общая температура детали при плазменной наплавке должна быть не более 200°C [7-9]. При появлении на поверхности цветов наплавку следует прекратить с целью охлаждения детали. Для предотвращения перегрева при плазменной наплавке допускается её обдув сжатым воздухом. В случае образования на покрытии каплевидных наплывов и инородных точечных включений плазменную наплавку приостановить. Образовавшиеся дефекты, диаметром более 2 мм, необходимо удалить. В зависимости от конфигурации наплавляемой поверхности и размеров детали, нанесение покрытия производится механизированным или ручным способом. При плазменной наплавке первые один-два прохода выполняют без подачи порошка для подогрева поверхности до температуры 50...800°C.

Контроль качества нанесенного покрытия проводится с помощью лупы. Поверхность проверяют на отсутствие сколов, вспучиваний, трещин, отслоений. В случае выявления дефектов в виде трещин покрытие должно быть удалено с применением механически.

Результаты испытаний показали, что благодаря повышению износостойкости рабочих органов, путем плазменной наплавки, срок их службы увеличился минимум в 2 раза, что свидетельствует о повышении их эксплуатационных свойств. Внедрять данную технологию целесообразно на специализированных участках [10].