Наблюдаемое в последние 10—15 лет сокращение применения упрочняющей наплавки вызвано как общеэкономическими проблемами, так и отсутствием тех-нологических решений по более рациональному и эффективному использованию наплавочных технологий и материалов.
Авторами настоящей публикации осуществляется комплексный подход к повышению эффективности восстановительной наплавки, включающий в реализации у заказчика технологии и техники наплавки, оборудования и наплавочной порошковой проволоки. Ужесточены требования к химическому составу наплавленного металла т.к. только оптимальные содержания и соотношения легирующих элементов позволяют получить задаваемое структурное и фазовое состояние, и как следствие, высокую стойкость сварных швов и наплавленного металла. Химические составы наплавленного металла, регламентируемые действующей технической документацией и ГОСТами, имеют очень большие диапазоны, и попадание изготовителем поэлементно в регламентируемый диапазон не гарантирует требуемого качества.
В понятие оптимальная технология включены следующие основные принципы:
- тип наплавленного металла должен наиболее точно соответствовать условиям эксплуатации и характеру износа детали;
- расход дорогостоящих наплавочных материалов должен быть минимальным и учитывать величину и геометрию износа детали;
- способ и режимы наплавки должны быть выбраны с учетом обеспечения высокого качества, максимальной механизации и производительности процесса наплавки;
- более широкое использование термической обработки наплавляемой детали, при необходимости перед, в процессе и после наплавки или после механической обработки для обеспечения максимального срока службы и минимальной трудоемкости механической обработки.
Приведем два примера такого решения технологических задач упрочняющей наплавки.
Колосники и звездочки одновалковой дробилки агломерата аглофабрики.
В один комплект дробилки входит 16 штук колосников весом 270 кг каждый и 15 штук звездочек весом 85 кг каждая, изготавливаемых из стали марок 35Л или 45Л. Колосники до внедрения новой технологии не упрочнялись, а в звездочках наплавлялась в один слой материалом типа 80Х20РЗТ вся поверхность всех звездочек, входящих в один комплект. Средний межремонтный период работы дробилки 1,5—2,0 месяца. При этом, на момент замены износ колосников и звездочек, установленных на периферии дробилки, составляет 3—5 % по высоте, а в центральной части дробилки более 50 % . Такой вид износа уже после месяца эксплуатации дробилки приводил к увеличенным технологическим зазорам между колосниками, колосниками и звездочками, что в свою очередь ухудшало качество помола агломерата. Так как колосники и звездочки работают в условиях интенсивного абразивного износа при . температуре 200—300 °С со средними и сильными ударами для их упрочнения был использован наплавочный материал ВЕЛ-ТЕК.Н6ОО, который обеспечивает наплавленный металл с системой легирования С-Сr-Мо-В-V-Тi и твердость 59—62 НRСэ. От металла, наплавленного ПП-Нп-80Х20РЗТ, он отличается значительно меньшим растрескиванием, отсутствием сколов даже при сильных ударах, а также возможностью наплавки до 5 слоев (в отличие от двух при использовании ПП-Нп-80Х20РЗТ).
Учитывая неравномерность износа, наплавку по количеству слоев и толщине производили дифференцированно степени износа каждого колосника и звездочки общим слоем толщиной от 3 до 12 мм.
Периодический осмотр экспериментального комплекта показал следующую динамику износа колосников и звездочек в различных зонах дробилки:
- через 2 месяца от 3% на периферии до 6 % в центре;
- через 4 месяца от 5 % на периферии до 12 % в центре;
- через 6 месяцев от 8 % на периферии до 25 % в центре.
Таким образом, оптимизируя технологию упрочнения, удалось в 3 раза увели-чить межремонтный период дробилки, повысить качество агломерата, сводя к минимуму затраты на упрочнение.
Колеса хода моста грузоподъемных кранов.
Износ крановых колес изготавливаемых из сталей марок Сталь 45Л, 40Л, 60Л, 55Л происходит от трения металла о металл при больших знакопеременных динамических нагрузках, как по поверхности катания, так и по реборде. При этом если по поверхности катания колесо изнашивается в среднем на 6—10 мм на диаметр, то износ реборды составляет 15—25 мм на сторону, что в основном приводит к необходимости их замены через 1—3 месяца.
Применяемая на большинстве предприятий технология восстановления крановых колес автоматической наплавкой проволокой Нп-30ХГСА под флюсом АН-348 с твердостью наплавленного металла 240—260 НВ малоэффективна, так как по износостойкости и сроку службы не позволяет выйти даже на уровень новых колес после термообработки. Использование для наплавки проволоки сплошного сечения из хромомарганцовистой стали не нашло широкого применения из-за дефицитности наплавочного материала, его высокой цены и большого расхода, а также высокой трудоемкости механической обработки.
Исходя из недостатков двух вышеупомянутых вариантов технологии, был разработан третий с использованием двух марок проволоки, по которой более интенсивно изнашиваемые реборды наплавляли высоколегированным, склонным к самоупрочнению при наклепе хромомарганцовистым сплавом ВЕЛТЕК.Н280-РМ с твердостью после наплавки 28—32 HRCэ и после наклепа 42—45 HRCэ. Менее изнашиваемые поверхности катания наплавляли низколегированным наплавочным материалом ВЕЛТЕК.Н300-РМ с твердостью наплавленного металла 300—350 НВ. Такая технология позволили увеличить срок службы крановых колес в 2 раза при увеличении затрат на материалы лишь на 70% и увеличении трудоемкости механической обработки на 35%.
Титаренко В. И. (ЧНПКФ «РЕММАШ», г. Днепропетровск), Голякевич А. А., Орлов Л. Н., Гиюк С. П. («ТМ.ВЕЛТЕК», г. Киев)