Содержание к диссертации
Введение
2. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 8
2.1. Способы нанесения и область применения покрытий из самофлюсувдихся сплавов 8
2.2. Физико-механические свойства покрытий 22
2.3. Сопротивление усталости соединений разнородных металлов 24
2.4. Цель и задачи исследований 28
3. Методика исследований и экспериментальное оборудование 31
3.1. Основные положения общей методики 31
3.2. Материалы и оборудование для нанесения покрытий 32
3.3. Методика определения технологических режимов нанесения равномерных по толщине покрытий, проведения микрорентгеноспектральных и металлографических исследований 41
3.4. Методика определения физико-механических свойств покрытий 43
3.5. Методика исследований остаточных напряжений и сопротивления усталости биметаллов 51
3.6. Методика статистической обработки результатов испытаний на усталость 56
4. Исследование технологии получения покрытий и их физико-механических свойств 60
4.1. Исследование технологических режимов нанесения равномерных по толщине покрытий 60
4.2. Исследование физико-химических процессов, происходящих при термической обработке покрытий 71
4.3. Исследование физико-механических свойств покрытий 91
4.4. Выводы 103
5. Исследование остаточных напряжений и сопротивления усталости биметаллов 105
5.1. Исследование остаточных напряжений, возникающих при образовании биметаллов 105
5.2. Исследование соцротивления усталости биметаллов 119
5.3. Выводы 135
6. Технология упрочнения быстроизнашивающихся деталей ма шин, работащих в условиях периодического напруження 137
6.1. Условия работы и причины выхода из строя крюка буксирного и шарового пальца автомобиля семейства МАЗ 137
6.2. Технология получения покрытий на деталях автомобиля 141
6.3. Стендовые и дорожные испытания упрочненных деталей 146
6.4. Экономическое обоснование эффективности разработанной технологии 149
6.3. Выводы 162
7. Общие выводы и рекомендации 164
Литература 166
Приложение 183
- Сопротивление усталости соединений разнородных металлов
- Методика определения технологических режимов нанесения равномерных по толщине покрытий, проведения микрорентгеноспектральных и металлографических исследований
- Исследование физико-химических процессов, происходящих при термической обработке покрытий
- Экономическое обоснование эффективности разработанной технологии
Введение к работе
Одной из важнейших задач машиностроения является обеспечение высокого качества выпускаемых машин и оборудования, повышение их надежности, долговечности и производительности.
Выходы из строя деталей машин приводят к значительному снижению качества продукции, нарушают ритмичность производства, вызывают непроизводительные затраты металла и средств на изготовление запчастей, создают необходимость в содержании специаяьного ремонтного персонала, затрудняют, а иногда и совершенно исключают возможность механизации и автоматизации производственных процессов.
Современная металлургическая промышленность располагает такими материалами, которые по своим химическим и физико-механическим свойствам позволяют получать детали с высокими эксплуатационными качествами. Однако в ряде случаев создание деталей из этих материалов и их механическая обработка связаны с большими технологическими трудностями, экономически невыгодно, а зачастую технически невозможно.
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, принятых на XX7I съезде КПСС, подчеркивается необходимость значительно "увеличить производство новых конструкционных материалов, покрытий и изделий на основе металлических порошков, порошковых сплавов и тугоплавких соединений" /і/.
В последние годы в СССР и ряде зарубежных стран находит применение технология нанесения защитных покрытий газотермическим напылением, посредством которого можно нанести на рабочие поверхности деталей машин практически все имеющиеся материалы. Наиболее эффективными для защиты деталей машин от изно-
са являются самофлюсующиеся сплавы или сплавы системы Mi - Сг -- 8 'Si » которые наносятся преимущественно на конструкционные стали газотермическим напылением с последующей термической обработкой, при которой устраняется пористость и возникает диффузионная связь между основным металлом и покрытием.
Технология нанесения покрытий из самофлюсующихся сплавов, область их применения и некоторые физико-механические свойства освещены в работах АД.Аппена, Ж.Белла, В.И.Вепринцева, П.В.Гладкого, Н.Н.Дорожкина, О.Кнотека, Э.Кречмара, Ю.П.Ощеп-кова, Х.Рея, Э.В.Рыжова, А.Шепарда, А.С.Шамшура, И.И.Фрумина, А.Хасуя, Г,М.Яковлева, Е.И.Январева и других советских и зарубежных ученых.
Настоящая работа согласуется с исследованиями, проводимыми в Белорусском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте и в Минском филиале НПО "Техэнергохимпром" по решению общесоюзной и республиканской научно-технических программ, основной задачей которых является разработка и освоение в промышленных условиях технологических процессов нанесения защитных покрытий.
Данная работа посвящена разработке технологии получения покрытий из самофдюсующихся сплавов на деталях,работающих в условиях периодического нагружения, выполненной на основании результатов исследования особенностей нанесения покрытий из указанных сплавов газотермическим напылением с последующей термической обработкой и изучения свойств соединения покрытие-основной металл.
В работе проведен анализ самофлюсующихся сплавов, способов их нанесения на рабочие поверхности деталей машин, области применения и физико-механических свойств покрытий, выполнен теоретический расчет режимов получения равномерного по толщине покрытия; исследованы физико-химические процессы, происходящие при его термической обработке; выявлены фязико-механические
свойства, остаточные напряжения и сопротивление усталости соединения покрытие - основной металл.
Исходя из полученных данных разработана технология получения покрытий из самофлюсующихся сплавов на деталях, работающих в условиях периодического нагружения.
По результатам работы на защиту выносятся следующие основные положения:
теоретически и экспериментально обоснована возможность нанесения газотермическим напылением равномерного по толщине покрытия на плоские или цилиндрические поверхности;
установлены закономерности перемещения элементов при термической обработке покрытия и определены условия получения минимальных диффузионных зон;
определены физико-механические свойства, установлены общие закономерности возникновения в системе покрытие - основной металл остаточных напряжений и исследована их зависимость от масштабного фактора, толщины покрытия и релшмов термической обработки;
выявлены и исследованы факторы, влияющие на сопротивление усталости соединения покрытие - основной металл и разработана технология получения покрытий из самофлюсующихся сплавов, отвечающая требованиям работы деталей в условиях периодического нагружения;
результаты стендовых и эксплуатационных испытаний деталей автомобиля с покрытием из самофлюсующихся сплавов, полученным по разработанной технологии, показали повышение срока их службы в 3...5 раз.
Полученные в настоящей работе результаты могут быть использованы в различных отраслях народного хозяйства при разработке технологических процессов упрочнения и восстановления
деталей машин газотермическим напылением самофлюсующимися сплавами с последующей термической обработкой.
2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Сопротивление усталости соединений разнородных металлов
В промышленности все большее применение находят изделия из конструкционных сталей с нанесенным на них покрытием из других металлов или сплавов, обладающих необходимыми по условиям эксплуатации свойствами. В ряде случаев нанесением покрытий восстанавливают изношенные поверхности деталей машин. Большое количество таких деталей в процессе эксплуатации подвергаются воздействию периодических нагрузок, поэтому сопротивление
усталости является одной из основных характеристик, определяющих работоспособность изделий. Характер усталостного разрушения соединений разнородных металлов отличается от аналогичного разрушения металлов и сплавов, что обусловлено различием физико-механических свойств покрытия и основного металла, влиянием термического фактора, зоной сплавления, остаточными напряжениями и др.
Известно, что усталостное разрушение металлических конструкций начинается преимущественно на поверхности JllJ. Шесте с тем имеются данные, что при действии высоких переменных напряжений могут возникать внутренние трещины У72Л Д. Мак Лан У73У указывает, что если можно остановить образование трещин у поверхности металла, то для возникновения внутреннего усталостного разрушения нужно приложить в 1,5 раза большее напряжение.
Сопротивление усталости соединений разнородных металлов, полученных напылением и наплавкой, определяя!?ся свойствами основного металла, металла покрытия и зоны сплавления. Свойства основного металла и металла покрытия зависят не только от их исходного состояния, но тех качественных изменений, которые они приобретают при нанесении покрытий в результате плавления и последующей кристаллизации, воздействия термического цикла на структуру, процессов физико-химического взаимодействия в зоне сплавления, металлургических процессов, протекающих в расплавленном металле и т.д.
В результате воздействия термического цикла в основном металле образуется зона термического влияния, характеризующаяся увеличением зерен в участках, прилегающих к границе сплавления. Кроме того, после протекания диффузионных процессов в стали возникают зоны, обедненные или обогащенные углеродом, хромом, никелем и другими элементами. Если покрытие по составу отличается от основного металла, то в результате диффузии из покрытия в сталь или из стали в покрытие проникают элементы, которые отсутствовали в первоначальном составе, что вызывает образование новых твердых растворов или химических соединений. Так как растворимость ряда элементов в стали ограничена и с понижением температуры уменьшается, то в покрытии у границы сплавления могут сохраняться пересыщенные твердые растворы либо выделяться новые фазы, вызванные избыточным количеством легирующих элементов в матрице. Значительная химическая и структурная неоднородности наблюдаются в зоне сплавления при соединении разнородных металлов /74,75,7бЛ Кроме того, в переходной зоне образуются дефекты в виде пор и шлаковых включений. Структурная неоднородность и дефекты металлургического происхождения наблюдается также и по сечению металла покрытия /75Л
Работами многих исследователей У75,76,77У установлено, что наличие структурной, химической и механической неоднородностей оказывает значительное влияние на механические свойства соединений разнородных металлов, в том числе и на сопротивление усталости.
Основное влияние химической, структурной и механической неоднородностей на процесс усталостного разрушения заключается, видимо, в том, что усталостные трещины в образцах или изделиях с покрытием могут зарождаться не на их поверхности, а у концентраторов напряжений, обусловленных наличием неоднородностей.
Исследования, проведенные в работах У78,79,80У, показали, что зарождение усталостной трещины в образцах с наплавленным покрытием при испытаниях на усталость в подавляющем большинстве случаев происходит в зоне сплавления основного металла и покрытия. В работе /Ъ1/ с помощью растрового электронного микроскопа проведены исследования поверхности разрушения образцов с наплавленным покрытием. Установлено, что усталостное разрушение в них начинается у границы сплавления со стороны наплавленного металла. В работе /82/ испытывали на усталость образцы из конструкционных сталей с наплавленным покрытием. Испытания показали, что ни у одного из 32 образцов разрушение не начиналось в основном металле. Очаг разрушения находился либо в металле покрытия, либо на границе его сплавления с основным металлом.
В покрытиях обычно возникают остаточные напряжения растяжения, которые являются одной из причин снижения сопротивления усталости этих образцов по сравнению с сопротивлением усталости аналогичных образцов без покрытия. В то же время имеются сведения, что остаточные напряжения снижают сопротивление усталости не более чем на 20...25$ /83,84/. Однако прямые данные о влиянии на соцротивление усталости только остаточных напряжений (без влияния других факторов) в литературе отсутствуют. Установлено, что при приложении достаточно высоких переменных напряжений остаточные напряжения снижаются уже после 100 циклов до 1/7 первоначальной величины /84,85/. Исследования, проведенные в работах /86,87,88,89,90,91/, показали значительное снижение сопротивления усталости образцов и деталей с наплавленным покрытием.
Методика определения технологических режимов нанесения равномерных по толщине покрытий, проведения микрорентгеноспектральных и металлографических исследований
Для определения подачи напылительного аппарата, обеспечивающей равномерность нанесенного покрытия по толщине, исследовали кривую, описывающую сечение пятна напыления. С этой целью на плоские пластины перпендикулярно напыляемой поверхности наносили покрытие газотермическим напылением в статическом состоянии. Затем пластины разрезались по максимальной толщине покрытия и в образовавшемся сечении исследовали характер кривой, текущие координаты которой измерялись с помощью инструментального микроскопа ЕИМ-І. Взвешивание образцов до и после напыления для определения массы нанесенного материала выполняли на аналитических весах АДВ-200М с точностью +0,5 мг.
Распределение элементов по сечению образца при различных способах и режимах термической обработки покрытия исследовали микрорентгеноспектральным анализом на микроанализаторе "Сатеса М5 - 46". Принцип микрорентгеноспектрального анализа основан на использовании спектра рентгеновских лучей, возбуждаемых при бомбардировке образца быстрыми электронами. Путем регистрации интенсивности каждой линии спектра осуществляют качественный рентгеноспектральный анализ состава исследуемого материала в облучаемой точке. Непрерывным перемещением шлифа под электронным пучком производится анализ точечного распределения элементов по сечению шлифа.
Для исследований изготавливались образцы в виде кубиков с ребром 10 мм. Одна из граней кубика, содержащая основной металл и покрытие, приготавливалась как пшиф доводкой на лекальных плитах с использованием микропорошков. Образец перемещался под электронным пучком частотой Ю4 импульсов в секунду со скоростью 0,3 мкм/с, а диаграмная бумага - 0,420 мм/с. Исследования проводили при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе зонда 50 пА. В качестве эталонов использовали химически чистые железо, никель, хром, кремний, углерод и бор. Диаметр зонда составлял около I мкм. Содержание элементов рассчитывали по методике, описанной в работе /101/.
Металлографические исследования проводили на оптических микроскопах МИМ-7, МИМ-8 и фирмы "Рейхерт" при увеличении 100... 1000 . Сплавы ПГ-СР4 и СНГН травили раствором хлорного железа в соляной кислоте (соотношение 1:2). Для мягкого травления раствор разбавляли глицерином в соотношении 2:1. Основной металл травили 5%-тм раствором азотной кислоты в этиловом спирте. Покрытие из сплава ВСНГН-35 для выявления карбидов вольфрама обрабатывали реактивом Мураками /102/. Приготовление шлифов производилось по стандартной методике /103/. Количественный анализ составляющих структуры самофяюсующихся сплавов выполняли на электронном вычислительном анализаторе телевизионного изображения "Квантимет 720" путем сканирования структуры, полученной на микроскопе фирмы "Рейхерт", на телевизионный экран и разложения ее на цветовые составляющие. Увеличение изображения на экране - 1320х. Исследуемое поле разбито на дисплее на 500000 точек. При исследованиях структурная составляющая детектируется прибором, в результате чего на экране появляется ее изображение белого цвета на черном фоне. Ба фотографии, снятой с телевизионного экрана, в левом верхнем углу указано число, определяющее процентное содержание исследуемой структурной составляющей. Расчет процентного содержания производили по формуле
Перед напылением производили подготовку поверхности образцов и деталей, которая предназначена для удаления загрязнений и получения оптимальной шероховатости. Подготовку поверхности осуществляли следующим образом: для удаления маслянных и эмульсионных пленок проводили обезжиривающий отжиг при температуре Г= 523...573 К /104/, после чего поверхность подвергали дробеструйной обработке дробью #4 0,8...1,5 на следующих режимах: давление воздуха - 0,4...0,5 МПа, дистанция обработки - 0,25...0,3 м, твердость дроби 0 7,35 ГПа. , грануляция дроби 0,8...1,5 мм, удельный расход дроби - 1,2...1,5 т/м , удельное время обработки - 0,8...1,14 м /ч. Такая обработка повышает сопротивление усталости и позволяет получить шероховатость, обеспечивающую максимальную прочность сцепления напыленного покрытия с основным металлом /105,106,107/. Напыление производили в течение 1,5...2 часов после подготовки поверхности /108/. В отдельных случаях сразу после дробеструйной обработки наносили тонкое (0,1...0,2 мм) грунтовочное покрытие, которое в течение длительного времени предохраняет поверхность от окисления. Для термической обработки покрытий применяли два способа: поверхность малогабаритных образцов и деталей нагревали до Т= 1323...1353 К пламенем газо-кислсродной горелки и токами высокой частоты на установке ЛЗ-2-67; нагрев поверхности металлоемких деталей производили комбинированным методом, включающем преварительный подогрев до Т= 1273...1293 К токами высокой частоты на установке ЛЗ-2-67 и доводку температуры поверхности до Т- 1323...1353 К газо-кислородным пламенем. Температура контролировалась термопарой ІШ-І с использованием электронного потенциометра КСП4 и оптическим пирометром типа ОПИР. Охлаждение образцов и деталей после термической обработки выполняли на воздухе, в песке, в расплаве солей сТ= 553... 623 К и воде с Т- 363...368 К. Контроль покрытий после термической и механической обработок /109/ выполняли люминисцент-ным дефектоскопом ЛД-4.
Прочность сцепления напыленного покрытия с основным металлом характеризует его способность не отслаиваться и не разрушаться при термической обработке. Под прочностью сцепления понимали усилие отрыва, отнесенное к проекции площади отрыва на плоскость, нормальную действующей силе. Известны способы испытания покрытий на прочность сцепления с основным металлом /110,4/, однако они не обеспечивают достаточной точности определения усилия отрыва. В настоящей работе прочность сцепления напыленного покрытия с основным металлом определяли по следующей методике /III/. На подготовленную поверхность образца наносили покрытие толщиной 0,8...1 мм. Затем на поверхность исследуемого покрытия газопламенным напылением горелкой МГИ-4А напыляли промежуточное покрытие из алюминида никеля "Алюник 8 толщиной 0,1...0,2 мм. Алюминид никеля является экзотермически реагирующим материалом,покрытия из него обладают наибольшей прочностью сцепления среди обычно применяемых материалов и не имеют сквозной пористости /112/.
Исследование физико-химических процессов, происходящих при термической обработке покрытий
Образование диффузионной связи меццу покрытием из самофлюсующегося сплава и основным металлом протекает в две стадии. При напылении (первая стадия) осуществляется физический контакт покрытия с основным металлом, причем прочность сцепления напыленного слоя обычно не превышает 12...15 МПа (табл.4.2) и зависит от скорости полета частиц, их температуры, способа подготовки поверхности, материала покрытия и основного металла и других факторов. Ба второй стадии при температуре Т -1323...1353 К происходит образование диффузионной связи покрытия с основным металлом. При этом протекают процессы взаиїлодей-. ствия электронной и кристаллической структур расплава покрытия и твердого основного металла друг на друга, в результате чего образуется биметалл и ликвидируется пористость, образовавшаяся при напылении. Прочность сцепяения покрытия с основным металлом на второй стадии определяется прочностью при растяжении термообработанного покрытия.
Формирование биметалла происходит следующим образом. При напылении частицы самофлюсующегося сплава, находящиеся в расплавленном или высокопластичном состоянии, взаимодействуют с кислородом воздуха и в покрытии образуется определенное количество оксидов Ctz03 , fcO , ВгОА и Si02 . В процессе последующего нагревания покрытия, которое в большинстве случаев производится на воздухе, происходит дальнейшее окислениеСъ ,Fe,8
и Si с увеличением толщины оксидной пленки на поверхности час тиц сплава в покрытии. При достижении температуры, близкой к режиму термической обработки, начинается плавление боридно-силицидной фазы, которая связывает окислы металлов в стекловидные боросиликатные шлаки. Наиболее вероятной формулой бо-росиликатного стекла является (8гО )Х( іОгШ (Mez03)z , где Г1е- хром и железо. Расплавление сформированных в напыленном слое частиц происходит по границам их контакта. Кремний в сплавах A/t-CzS-St снижает температуру плавления, вязкость и удельный вес шлаков У127/, что позволяет игл всплывать на поверхность покрытия по жидким прослойкам между твердыми частицами. Образование на поверхности защитного слоя шлаков из бо-росиликатного стекла препятствует проникновению кислорода воздуха в покрытие, вследствие чего окислительные процессы прекращаются. В момент появления характерного "запотевания" поверхности покрытие выдерживают в течение некоторого времени для полного выхода шлаков. Режимом термической обработки является нагрев покрытия до температуры интервала кристаллизации самофлюсующихся сплавов, которая на 20...50 К ниже точки плавления /128/. При такой температуре в напыленном покрытии существуют твердая и жидкая фазы, что препятствует отеканию сплава с упрочняемой поверхности детали.
В результате термической обработки образуется монолитное беспористое покрытие и между основным металлом и покрытием протекают диффузионные процессы.
Одним из основных требований, предъявляемых к биметаллам, является получение соединения с высокими механическими свойствами в зоне контакта, покрытия и основного металла, что зависит от количества и ширины диффузионных прослоек. Сложность процессов диффузии в многокомпонентных системах затрудняет вывод ко личественных зависимостей роста диффузионных зон. Поэтому распределение элементов в покрытии и основном металле изучали с помощью микрорентгеноспектрального анализа на шшроанализаторе " Cameccc/1S- Bx с последующим сопоставлением полученных данных с металлографическими исследованиями, внполнеішшли на оптических микроскопах фирмы "Реихерт ». Исследования проводили на образцах с покрытием, тергяически обработанном газопламенным нагревом до Т = 1323...1353 К, выдержкой при этой температуре в течение 2, 5, 10 и 15 с и индукционным нагревом с выдержкой 2 с. Необходимость изучения влияния выдержки при температуре термической обработки на распределение элементов вызвана тем, что в реальных условиях при термической обработке покрытий на деталях указанную выдержку трудно контролировать, так как при достижении характерного "запотевания" на поверхности покрытие надо выдержать некоторое время при той же температуре до полной термообработки по толщине.
Проведенные исследования показывают, что распределение никеля в покрытии при индукционном нагреве с выдержкой с = 2с описывается концентрационной кривой, содержащей экстремальные точки максимума, которые соответствуют содержанию никеля в сплаве, и минимума, когда его содержание уменьшается до 2...5$, что свидетельствует о наличии в точках минимума других элементов или соединений. Железо же распределяется равномерно и зона его диффузии в покрытие незначительна (рис.4.II,а). Концентрационная кривая хрома также содержит экстремальные точки, причем пики кривой высокой концентрации показывают наличие соединений хрома, которые начинают появляться в покрытии за зоной диффузии железа (рис.4.II,б).
Экономическое обоснование эффективности разработанной технологии
Покрытие наносили комбинированным способом. Деталь устанавливали в специальном приспособлении и на поверхность зева буксирного крюка плазменным напылением при помощи установки УЇЇУ-ЗД самофлюсующимся сплавом ПГ-СР40М наносили грунтовочное покрытие толщиной 0,1 мм на следующих режимах: напряжение дуги U= 80...90 В, ток дуги J = 140... 160 А, расход плазмообразующего азота 1/л = 32 лУмин, расход транспортирующего порошок азота Щ - 4 лУмин, дистанция напыления Jj -0,16 м, грануляция порошка 80...120 мкм. Грунтовочное покрытие необходимо для защиты напыляемой поверхности от воздействия кислорода воздуха, так как для нанесения покрытия требуемой толщины на партию деталей, подвергнутых дробеструйной об-работе, требуется достаточно длительное время, в течение которого происходит окисление и загрязнение подготовленной поверхности, а также для получения высокой прочности сцепления напыленного покрытия с основныгл металлом. Основное покрытие общей толщиной 1,0...1,2 мм наносили тем же сплавом и в том же приспособлении, что и грунтовочное, газопламенным напылением при помощи установки ТРГ-2 на следующих режимах: расход ацетилена l= 16 лУмин, расход кислорода Vz = 28 л/мин, дистанция напыления/ = 0,2 м. Применение газопламенного напыления для нанесения основного покрытия обусловлено тем, что у этого способа производительность и коэффициент использования материала при напылении самофлюсующихся сплавов в 1,5 раза выше, чем у плазменного напыления теми же материалами. Измерение толщины покрытия осуществляли штангенциркулем.
Термическую обработку покрытия проводили так же комбинированным способом. Предварительный нагрев до температуры 7" = 1273...1323 К выполняли токами высокой частоты на установке ЛЗ-І07 с постепенным увеличением мощности от 20 до 50 кВа, поскольку включение установки на максимальную мощность приводит к резкому нагреву покрытия, в то время как основной металл холодный, и соответственно к его разрушению. Доводку покрытия до характерного "запотевания" поверхности производили нагревом ацетилено-кислородной горелкой ГС-3 с наконечником № 6 и многопламенным мундштуком. Время выдержки при температуре "запотевания" поверхности покрытия составляло =5с.
Охлаждение детали после термической обработки покрытия производили до температуры 7 = 1093...1103 К переносом в печь, после чего деталь охлаждали в масле нагретом до температуры Т- 453...473 К в течение 0,25 ч. Затем буксирный крюк переносили в горячую воду с температурой Т- 363...373 К и выдерживали в течение 0,1 ч, после чего деталь охлаждалась на воздухе. В результате такой термической обработки исправлялся перегрев основного металла, который приобретал мелкозернистую трооститно-сорбитную структуру с твердостью И НС 32...34. После закалки производили высокий отпуск при температуре Т- 873 К и в основном металле образовывалась трооститно-ферритная структура с твердостью//& 26...28, что соответствует процессу улучшения стали, а также снимались остаточные напряжения, вызванные термической обработкой. Контроль люминисцентным дефектоскопом ДЦ-4 показал, что трещины в покрытии не образуются. Геометрическая форма буксирного крюка не контролировалась, так как диаметр зева с покрытием, учитывая его усадку после термической обработки, находится в поле допуска на диаметр. На рис. 6.3 показан упрочненный зев буксирного крюка, а на рис.6.4 -партия упрочненных деталей.
Технологический процесс нанесения покрытия на шаровой палец начинается с механической обработки сферы на бесцентрово шлифовальном станке модели TQS-H05TO/A/1 Вв/о для занижения ее диаметра на 0,5 мм. После механической обработки поверхность сферы подготавливали под напыление дробеструйной обработкой на таких же режимах, как и при подготовке поверхности зева буксирного крюка.
Шаровой палец с подготовленной поверхностью сферы устанавливали в центрах токарно-винторезного станка IA6I6 и плазменным напылением самофлюсующимся сплавом ПГ-СР40М при помощи установки УПУ-ЗД наносили грунтовочное покрытие толщиной 0,1 мм с аналогичной целью и режимах, что и при нанесении грунтовочного покрытия на зев буксирного крюка. Нанесение покрытия производилось при числе оборотов шпинделя станка п = 60 об/мин. Основное покрытие общей толщиной 0,5...0,6 мм наносили таким же сплавом и на том же станке, что и грунтовочное, газопламенным напылением при помощи установки ТРГ-2 на. режимах, аналогичных нанесению покрытия на зев буксирного крюка. Толщину покрытия контролировали штангенциркулем.
Термическую обработку покрытия проводили путем нагревания шарового пальца ацетилено-киелородным пламенем горелкой ГС-3 с наконечником 16 и многопламенным мундштуком до температуры характерного "запотевания" поверхности покрытия, которая составляет/"= 1323... 1353 К. Покрытие выдерживали при этой температуре в течение 5 с.
