Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

Композиционные порошки, получаемые методами конглбмерирования или плакирования, находят все более широкое применение вследствие их разно­ образия и относительной простоты изготовления. Плакированные никелем алюминиевые порошки типа НА-67, ПНА применяются для получения про­ межуточных слоев жаропрочных покрытий или как составная часть меха­ нических смесей. Для напыления теплоизолирующих покрытий рекоменду­ ются керамические порошки с покрытием из алюминия (А120 3—Al, Zr02—А1). Композиционные порошки с органическими связками типа ПТ-НА-01 пред­ назначены для напыления промежуточных слоев, а ПТ-19Н-01, ТП 19Вк-01 и для восстановления изношенных деталей. В порошки ПН74Х19Ю5-К и ПН62Х16Ю20-К введены А1 и нихром, что позволяет применять их для создания жаропрочных покрытий. Порошки типа ПКВН и ВНп-15 включают различные количества вольфрама, плакированного алюминием, который при­

дов. Оксиды имеют низкие теплопроводность и электропроводимость и значи­ тельную жаропрочность. Для напыления нередко используют порошки слож­ ных составов, представляющие собой соединения оксидов двух или более металлов или их смеси (ПХНШ). Температура плавления сложных оксидов, как правило, более низкая, чем простых, что отражается на жаропрочно­ сти покрытия. При работе в высокотемпературной атмосфере восстанови­

нагреве могут протекать превращения, сопровождающиеся существенным из­ менением объема, что приводит к отделению от основы или растрескиванию.

Карбиды тугоплавких металлов имеют температуру размягчения свыше

обеспечивают высокую износостойкость металлорежущего инструмента, на­ пыленного карбидами.

35.3. Особенности технологии напыления

Технологический процесс получения покрытия включает в себя подготовку наплавляемых материалов и основы, нанесение металлизационного подслоя (в случае необходимости) и по­ крытия. Подготовка напыляемых материалов включает про­ сушку порошкового напылителя, чистку проволоки или прутков, мойку и сушку поверхности обрабатываемой детали, при необ­ ходимости ее поверхностную обработку: нарезку, насечку, на­ катку; при нанесении слоя толщиной более 1 мм — струйную абразивную обработку. Качество нанесенного слоя определя­ ется режимом обработки, который включает в себя большое ко­ личество факторов, неучет которых может привести к браку.

Кним относятся:

дистанция напыления: при малых расстояниях от сопла воз­

можна деформация детали, при больших — рыхлость покрытия и его отслоение;

угол напыления; оптимальный угол 90°. При отклонении от 90° качество слоя снижается, при углах меньше 45° процесс производить не следует;

температура поверхности детали; рекомендуется предвари­ тельный подогрев изделия до 120—150 °С;

толщина единичного слоя не должна превышать 0,25 мм. При неравномерности толщины общего слоя покрытия может произойти отслаивание и растрескивание;

скорость подачи распыляемого материала; она определяет нагрев частиц, их окисление, охлаждение в процессе движения и силу соударения. Выбранная скорость подачи должна, поддер­ живаться постоянной во время всего процесса.

35.4. Оценка качества напыленного слоя

К показателям, определяющим качество напыленного слоя, относятся прочность сцепления его с подложкой (на отрыв, из­ гиб и на срез), пористость, износостойкость, твердость. В зави-

Рис. 35.4. Виды испытаний на прочность соединения покрытия с ос­ новным металлом:

а — по штифтовой методике; б — на отрыв; в. г — на сдвиг

симости от назначения и условий работы детали могут предъ­ являться требования стойкости к окислению или коррозии при работе в специальных средах, термостойкости, теплопроводно­ сти, твердости при повышенных температурах, оптические ха­ рактеристики и др.

Для определения прочности соединения покрытия с основным металлом ГОСТ 14760—69 рекомендует штифтовую методику (рис. 35.4). При вытягивании штифта 1 материал покрытия 2 подвергается воздействию как отрывающих, так и срезывающих нагрузок. Установлено, что <х0Тр/тср покрытия при газопламенном напылении составляет 0,364—0,385, поэтому отношение должно быть больше 0,1, т. е. при применении штифта диаметром 2 мм толщина покрытия s должна быть не менее 0,2 мм. При этом сопряжение штифта и шайбы 3 необходимо выпол­ нять по скользящей посадке.

Наиболее часто испытания на отрыв и на сдвиг проводятся по клеевым методикам (рис. 35.4, б, в) или при использова­ ний специально изготовляемого цилиндрического образца (рис. 35.4, г).

Из неразрушающих методов контроля наиболее применимым является ультразвуковой, иногда совмещенный с оптической го­ лографией.

Для определения плотности покрытия применяют методику гидростатического взвешивания (ГОСТ 18898—73); стойкость к износу косвенно оценивают по результатам определения мик­ ротвердости (ГОСТ 9450—76), макротвердости по Виккерсу (ГОСТ 2999—75), Бринеллю (ГОСТ 9012—59) или Роквеллу (ГОСТ 9013—59). При определении жаростойкости руковод­ ствуются ГОСТ 6130—71 или ГОСТ 21910—76, стойкости при атмосферной коррозии ГОСТ 17332—71 или ГОСТ 13819—68.

Раздел 11

^н ЕМЕТАЛЛ И Ч ЕСКИ Е МАТЕР ИАЛ Ы

Г л а в а 36. СТЕКЛО И КЕРАМИКА (Бачин В. А.)

36.1. Состав и основные свойства материалов

36.1.1. Стекло

Стекло — аморфный материал, получаемый путем сплавления стеклообразу­ ющих оксидов типа Si02, В203, Р2О5, AI2O3. В соответствии с этим разли­ чают классы стекол — силикатные, боратные, германатные, фосфатные, алюминатные и др. Наибольшее распространение получили силикатные стекла (табл. 36.1).

По назначению стекла могут подразделяться на большие группы. Оптические стекла — это однородные прозрачные неокрашенные специ­

ально стекла (табл. 36.2).

эффициенты их линейного расширения в некоторых случаях близки с отдель­ ными металлами и сплавами (табл. 36.3).

Определяющим свойством стекла является его способность постепенно и непрерывно изменять вязкость в определенном интервале температур. Вязкость стекла в точке трансформации равна 1012-3 Па*с. До температуры

трансформации стекло находится в хрупком состоянии, а выше этой точки оно обратимо переходит в вязкое состояние и не разрушается ни при ме­ ханических ударах, ни при внезапном резком увеличении температуры.

36.1.2. Ситаллы

Ситаллы — это искусственные материалы, полученные путем кристаллизации стекол определенного состава. Для получения ситаллов необходимо выбрать соответствующий состав стекла, ввести в этот состав катализатор кристал­ лизации и сварить стекло, а затем провести специальную термическую об­

работку.

Назначение термической обработки состоит в том, чтобы обеспечить, во-первых, образование максимального числа центров кристаллизации; вовторых, необходимую степень закристаллизованности; в-третьих, заданный

фазовый состав ситалла В зависимости от химической природы ситаллы классифицируются сле­

дующим образом: ситаллы сподуменового состава (СО—115М) ситаллы кордиеритового состава и свинецсодержащего состава.