Чавун як конструкційний матеріал отримує все більш широке застосування в сільськогосподарському машинобудуванні. Це пов'язано з рядом його переваг перед іншими матеріалами: невисока вартість і хороші ливарні властивості. Чавунні вироби мають досить високу міцність і зносостійкість, в меншій мірі, ніж сталь, чутливі до концентраторів напружень. В даний час з чавуну отримують виливки автотракторних деталей складної форми, таких, як блоки циліндрів, колінчаті і розподільні вали і ін.
Широке застосування чавунних деталей в конструкціях тракторів, автомобілів і вихід їх з ладу при експлуатації вимагають подальшого відновлення. Відновлення зношених чавунних деталей через особливості будови і фізико-хімічних властивостей чавуну викликає значні труднощі.
Швидке охолодження розплавленого металу в зоні наплавлення, а також вигорання кремнію сприяють відбілюванню чавуну, що ускладнює його обробку ріжучим інструментом.
Внаслідок низької пластичності чавуну при нерівномірному нагріванні і охолодженні можуть утворюватися тріщини як в самому шві, так і в околошовной зоні.
Низька температура плавлення і швидкий перехід чавуну з твердого стану в рідке і навпаки ускладнюють повний вихід газів з металу шва, чому шов виходить пористим.
Наплавлення на чавунні деталі можна виконувати з попереднім, супутнім і наступним підігрівом, а також в холодному стані. Підігрів необхідний з метою зменшення швидкості охолодження металу і створення умов для протікання процесу графітизації. Однак наплавка з попередніми високим підігрівом чавуну пов'язана з високою трудомісткістю робіт і значними витратами. Тому найбільшого поширення набула зварювання (наплавлення) з частковим підігрівом (до 250-400 ° С) і без попереднього підігріву вироби.
На отримання якісного з'єднання при наплавленні на непідігрітої чавунні деталі роблять значний вплив як технологічні, так і металургійні фактори [23]. До технологічних належать сила струму, напруга дуги, швидкість наплавлення. До металургійним - графітизація, видалення вуглецю, карбідоутворення.
1. Графитизация. Вуглець при високих швидкостях охолодження, характерних для зварювання (наплавлення), в металі шва знаходиться в зв'язаному стані і утворює в чавуні ледебурит або гартівну структуру. Для отримання більш м'якою перлітною-феритної структури необхідно, щоб процес графітизації пройшов більш повно, т. Е. До такої стадії, при якій залишилося б мало вуглецю у зв'язаному стані. Прискоренню графитизации сприяють такі елементи, як С, Si, Al, Ti, Ni, Cu.
2. Видалення вуглецю. Введення до складу наплавлювальних матеріалів кисневмісних компонентів забезпечує максимальну окислення надлишкового вуглецю.
3. карбідоутворення. Введення в наплавочні сплави карбидообразующих елементів (вольфраму, хрому, ванадію, молібдену) сприяє отриманню в наплавлених шарах ферритно-перлітною структури.
Якість наплавлених шарів на чавунні деталі залежить головним чином від технології наплавлення і застосовуваних зварювальних матеріалів. Оскільки зварювальні матеріали становлять невід'ємну частину технології наплавлення, то їх підбір має виключно важливе значення для отримання якісного з'єднання.
Відновлення внутрішніх поверхонь чавунних деталей зводиться в основному до доведення їх до номінального розміру з використанням для наплавлення порівняно м'яких, легкообра-бативает сплавів. Для зовнішніх поверхонь застосовують більш зносостійкі сплави, піддаються механічній обробці ріжучим інструментом.
З урахуванням технологічних і металургійних особливостей зварювання (наплавлення) чавунних виробів обрані порошкові сплави, хімічний склад яких представлений в табл. 26.
Таблиця 26. Склад порошкових сплавів,%
Примітка. Крім наведених сплавів застосовували мідний порошок з розміром частинок 0,3-0,8 мм, алюмінієвий порошок з розміром частинок 0,1 - 0,6 мм, феро-кремній, феромарганець.
При наплавленні для плазмоутворення використовували аргон з витратою 2 л / хв, для транспортування порошку і захисту зварювальної ванни - аргон з витратою 6-8 л / хв або вуглекислий газ з витратою 10-14 л / хв.
Як зразки використані зношені корпусу масляних насосів коробки передач трактора, виготовлені з сірого чавуну. Вибір цих деталей як зразків обумовлений тим, що їх поверхні при експлуатації працюють в різних умовах. Масляні насоси виходять з ладу через зношування внутрішніх поверхонь корпусу -пазов, в яких обертаються шестерні, що перекачують масло. Зовнішні циліндричні поверхні корпусу не зношуються і не схильні до дії масляної середовища. Наплавлення виконували на зовнішню поверхню і на пази.
Передрук матеріалів заборонена.
Допоможіть іншим людям знайти бібліотеку розмістіть посилання: