Файл: Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. Технологические основы повышения надежности машин.pdf

также измерительные инструменты сложного профиля. Послед­

химическим способом и затем нитроцементованные, не уступают по своему качеству алмазным расточным резцам.

Химическое упрочнение особенно экономично для деталей сложных форм, так как стоимость этого способа не зависит от формы деталей.

Упрочнение нанесением эмалевых покрытий на рабочие поверхности деталей

В зависимости от состава эмалей и способа покрытия эмале­ вому слою могут быть приданы высокая кислотощелочностойкость, жаростойкость и др.

Эмалирование в основном применяется для стальных и чугунных изделий бытового назначения, в химической и пище­ вой промышленности, для электроосветительной аппаратуры

ит. п.

Винституте комплексной механизации шахт Донбасса исследования износостойкости эмалевых покрытий показали целесообразность эмалирования различных деталей машин для повышения их долговечности и надежности работы.

Из деталей проходческих насосов наибольшему изнашива­ нию подвержены рабочие колеса. Срок их службы при работе насосов не превышает 500—600 ч. Колеса же, эмалированные сухим способом пудровой эмалью № 51—52 по грунтовой эмали № 1—2 слоем 1,5 мм, служат в 3 раза дольше. Лопасти двухсту­

пенчатого высоконапорного осевого вентилятора, изготовленные из листовой стали 30, после покрытия эмалью № 401 по грунто­ вой эмали № 27 (слой толщиной 0,7—1,5 мм) служат на 3000 ч дольше, чем до покрытия.

Внастоящее время ведутся работы для повышения качества

инадежности эмалевых покрытий, механизации и автоматиза­ ции процессов эмалирования. Например, в лаборатории научноисследовательского института санитарной техники Академии строительства и архитектуры СССР изучали возможность при­ менения электрического поля коронного разряда для распыле­ ния и осаждения стекловидных эмалей. Для эмалирования чугунных деталей эмалевыми пудрами применяли распылитель,

потенциалов между воронкой и заземленной эмалируемой поверхностью. Таким образом, заряженные частицы, двигаясь к заготовке, создают слой коронирующих точек, увеличивая тем самым напряженность электрического поля у поверхности заго­ товки. Ионы, испускаемые коронирующими точками, сообщают дополнительный заряд частицам, осевшим на заготовку, что способствует увеличению силы адгезии и созданию плотного слоя покрытия.

Стальные детали эмалируют грунтами и покровными эмаля­

менять состав из 56—58 г грунта плотностью 1,65—1,68 г/см3 и 58—60 г покровной эмали плотностью 1,63—1,67 г/см3.

Электроэмалирование и электроглазурование рекомендуется применять в машиностроении для нанесения силикатных (эмали А-19, А-20, А-31) жаростойких покрытий на детали, ра­ ботающие при высоких температурах.

Покрытие эмалью крупногабаритных деталей ограничивает­ ся размерами печей для обжига. Печи для эмалирования цистерны объемом 20—100 м3 представляют собой сложные сооружения, кроме того, управлять обжигом и равномерно про­ гревать все части сложных деталей в таких печах довольно трудно. Поэтому в подобных случаях покрытие эмалью произ­ водят в электромагнитном поле на станках-автоматах. Нанесен­

сразу, как при обжиге в печах. К тому же этот способ эмалиро­ вания экономичнее, так как к. п. д. индукционных установок выше, чем печных, а время процесса значительно меньше.

Вести эмалирование в электромагнитном поле можно при неподвижном или подвижном индукторе. В первом случае рабочее движение сообщается заготовке, а во втором заготовка неподвижна, а движется вдоль нее индуктор.

Эмалевые покрытия, изготовляемые в основном из дешевых материалов, составляют не более 6% веса защищаемых деталей и придают им коррозионную стойкость в агрессивных средах (кислота), а также высокую теплостойкость при температуре 450—760° С. Специальные жаростойкие керамические покрытия, состоящие из эмалевых стекол и огнеупорных окислов, выдер­ живают эксплуатацию в течение 1000 ч при температуре до 1100° С. Морозостойкость стальных эмалированных деталей достигает —70° С, а чугунных —30° С. Такие покрытия на де­

талях из углеродистой стали выдерживают повторяющуюся сме­ ну температур от 540 до —50° С, а на деталях из нержавеющей стали от 980 до —50° С.

Упрочнение покрытием рабочих поверхностей деталей пластмассами и специальными материалами

Пластмассовые покрытия применяют для защиты от корро­ зии химической аппаратуры и других изделий, выравнивания неровностей их поверхности и повышения износостойкости узлов трения. При химической стойкости к действию самых агрессив­ ных сред, таких как концентрированные кислоты и окислители, многие пластмассы превосходят даже золото и платину.

Пленки пластмассы чаще наносят на поверхности деталей машин вихревым или газопламенным напылением или облицов­ кой листовыми материалами. Для покрытия деталей газопла­ менными и вихревыми методами пригодны только термопластич­ ные материалы в виде мелкодисперсного порошка, который при

нагревом заготовок до указанной выше температуры.

Защитные покрытия обычно делают многослойными. Тол­ щина покрытия зависит от назначения детали и напыляемого материала. При использовании полиэтилена хорошую защиту от коррозии дает покрытие толщиной 0,25—0,35 мм, при исполь­ зовании фторопласта-3 — покрытие толщиной 0,18—0,25 мм.

Для нанесения стеклопластиков разработана установка, позволяющая наносить покрытия на ванны, корпусы, бачки с целью их защиты от коррозии и повышения долговечности при работе в агрессивных средах.

Методом вихревого напыления можно наносить и многослой­ ные покрытия. Для этого рядом с нагревательным шкафом располагают две установки для напыления, содержащие соот­ ветствующие порошки, и напыляют слой сначала одного, а за­ тем другого порошка. Оплавление и охлаждение производят обычным способом. Вихревым и эжекционным напылением можно покрывать различные металлы и их сплавы (сталь, чугун,

алюминий), керамические и другие детали, выдерживающие на­ грев до температур 300—500° С (табл. 17;.

Нанесение пластмассовых покрытий позволяет применять углеродистую сталь вместо дефицитных легированных и цвет­ ных металлов.

Кроме описанных способов нанесения пластмассовых покры­ тий применяются и другие. Например, на одном из заводов чугунные ролики диаметром 250 мм, шириной 100 мм покрывают слоем капрона толщиной 5 мм центробежным способом.

За последнее время разработаны новые покрытия и материа­

заменять цветные металлы (табл. 18). Для повышения износо­ стойкости и твердости покрытий к полиамидным порошкам добавляют 5% Mo2S, 5—10% графита, 10—20% BaS04.

Защитные покрытия деталей машин используются для повы­ шения износостойкости в различных условиях изнашивания. Основными методами уменьшения износа схватыванием при малых скоростях скольжения трущихся поверхностей, больших давлениях (превышающих предел текучести на участках факти-

Коэффициенты трения полиамидов

создание защитных пленок путем травления растворами кислот и щелочей, фосфатизации, сульфидирования, а также создания вторичных структур вследствие диффузии кислорода или угле­ рода в поверхностные объемы металла в процессе их пластиче­ ской деформации; повышение твердости (уменьшение пластич­ ности) трущихся поверхностей механическим наклепом, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой, нане­

поверхностей, повышенных давлениях, что обусловливает интен­ сивный рост температуры в поверхностных слоях пары трения, для повышения износостойкости рекомендуется: увеличивать теплоустойчивость металлов пар трения путем легирования их редкими металлами в сочетании со специальной термической обработкой; снижать работу трения (уменьшать коэффициент трения) путем применения специальных смазок и различных присадок к ним графита, металлозоли, химически и физически активных веществ и т. п. (рис. 111); уменьшать температуры трущихся поверхностных слоев.

Приведенные выше данные о способах упрочняющей обра­ ботки деталей машин показывают, что в зависимости от приме­ няемого способа упрочнения можно изготовлять детали машин с требуемыми физико-механическими и химическими свойствами их рабочих поверхностей. Кроме того, можно изменять твер­ дость, предел прочности, химический состав, величину и харак­ тер распределения остаточных напряжений в рабочем поверх­ ностном слое деталей. Внедрение процессов упрочняющей обработки в практику машиностроения позволяет в широких пределах изменять предел выносливости, износостойкость, кор­ розионную стойкость, жаростойкость и другие эксплуатационные свойства деталей машин.