лекции восстановление деталей. Лекции Восстановление деталей и узлов автомобилей. Восстановление деталей

• Название: Восстановление деталей
• Анкор: лекции восстановление деталей
• Дата: 08.07.2022
• Размер: 1.63 Mb.
• Имя файла: Лекции Восстановление деталей и узлов автомобилей.docx
• Тип: Документы; #626846
• страница: 5 из 7

23. Восстановление деталей автомобиля синтетическими материалами
Синтетическими материалами можно восстанавливать размеры деталей, заделывать трещины и вмятины. Применяемые материалы: термореактивные — эпоксидные смолы в различных композициях, пригодны для одноразового использования; термопласты — капролактам, полистирол, фторопласт. Они могут подвергаться повтор­ному формованию.

Наиболее распространены эпоксидные смолы ЭД-16, ЭД-20, Э-40. Промышленность выпускает различные композиции смол с добавка­ми пластификаторов (вещества, придающие эластичность, вязкость, прочность). В композиции вводят также наполнители (для повыше­ния механической прочности) и отвердители для перевода смолы, представляющей собой жидкость, в твердое состояние и придание композиции нерастворимости.

Полимерные композиции в виде порошков наносят на изношенную поверхность напылением: газоплазменным, вихревым, вибрацион­ным, вибровихревым.

Газоплазменное напыление широко применяют для устранения вмятин и неровностей на кузовах и оперении машин. Подготовленный участок поверхности нагревают пламенем газовой горелки до температуры 200° С. Затем специальной установкой УПН порошок воздушно-ацетиленовой струей подается на ремонтируемую поверх­ность. В процессе ремонта наносимый материал периодически уплотняют и формуют стальными ручными роликами.

При вихревом напылении в камеру установки загружают порошок с размером частиц 0,1—0,15 мм. Нагретую до темпе­ратуры 300° С деталь опускают в камеру, а под слой порошка вакуум-насосом подают азот. Порошок переходит в псевдосжиженное состояние, его частицы, оседая на поверхности детали, расплавляют­ся и покрывают ее ровным слоем.

Для вибрационного напыления разогретую деталь вводят в сосуд с порошком, при этом вся система подвергается вибрации с частотой колебания 50—100 Гц; толщина слоя покрытия — до 1,5 мм.

При вибровихревом напылении слой псевдосжиженного газом полимерного порошка подвергают колебаниям с частотой 50—100 Гц. При этом повышается качество покрытия. Перспективным является вибровихревое напыление на предварительно нагретую деталь. Ее устанавливают в патроне токарного станка, в резцедержателе суппорта закрепляют приспособление так, чтобы распылитель оказался выше детали (при покрытии наружных поверхностей) или внутри детали (при покрытии внутренних поверхностей). Полимерный порошок насыпают на всю длину наплавляемой поверхности и оплавляют теплом, аккумулированным металлом детали.

Технология покрытия: подготовка поверхности (обычная), нанесение покрытия, охлаждение и обработка. Таким способом можно восстанавливать поршни гидроцилиндров, подшипники скольжения, посадочные гнезда в корпусных деталях, втулки и г. п. В состав полимерного порошка входят капролон, окись меди, неозон. Стоимость восстановления изношенных деталей полимерами в 1,5 раза ниже, чем металлизацией или электролитическим наращиванием. Последовательность заделки трещин и пробоин эпоксидными композициями в виде паст: очистка от грязи, ржавчины; разделка трещины под углом 70—80°; обезжиривание ацетоном; нанесение эпоксидной пасты (слой толщиной 1 мм); наложение заплаты из стеклоткани толщиной 0,3 мм, которая перекрывает трещину на 15—20 мм; уплотнение стеклоткани ро­ликом; повторное нанесение пасты. Число слоев стеклоткани зависит от величины трещины и может достигать 10. Время полного отверждения пасты при комнатной температуре — до суток, при подогреве до температуры 60°—до 3 ч. После отверждения шов зачищают абразивными кругами.

Синтетические материалы применяют также для склеивания деталей. Процесс состоит из подготовительных операций (зачистка, обезжиривание), нанесения клея, соединения деталей и термообра­ботки. На поверхность деталей клей наносят кистью в два-три слоя с промежуточным просушиванием в течение 10—20 мин. После нанесения клея детали стягивают винтовыми приспособления­ми (струбцины и т. п.) до получения давления 0,5—1,0 МПа и в таком состоянии просушивают при температуре 140—150° С в течение 0,5—1 ч.

Для наращивания изношенного слоя применяют метод опрессовки. Сущность его в том, что изношенную или поврежденную деталь восстанавливают в пресс-форме, заливая в ее рабочую полость расплавленную пластмассу. Размеры полости пресс-формы соответствуют номинальным размерам детали. Этот способ применяют для восстановления малонагруженных деталей.

Эпоксидные составы содержат компоненты, вредные для здоровья, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности при их приготов­лении и применении. Работать с эпоксидными составами следует в изолированном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Приготовлять смесь можно только в вытяжном шкафу. Работать необходимо в спецодежде из плотной ткани, при этом нужно пользоваться прорезиненным фартуком, резиновыми медицинскими перчатками, защитными очками.

Не допускается попадание состава и особенно отвердителя на кожу и в глаза. С кожи состав следует снимать ватным тампоном, смоченным в ацетоне, а затем это место необходимо промыть водой с мылом. При попадании состава в глаза их надо тщательно промыть водой. Отвердитель с кожи снимается только водой. Для нанесения состава надо пользоваться шпателем с металлическим щитком на ручке.
24. Применяемые материалы
1. Ремонт деталей с применением капрона

В ремонтной практике наибольшее распространение получил капрон марок А и В. Это твердый материал белого цвета с желтым оттенком, имеющий высокую прочность, износостойкость, маслои бензостойкость, а также хорошие антифрикционные свойства. Поставляется он в виде гранул размером 7…8 мм. Основными недостатками капрона являются низкая теплопроводность, теплостойкость и усталостная прочность. Максимально допустимая рабочая температура капроновых покрытий составляет от минус тридцати до плюс восьмидесяти градусов Цельсия. Покрытием из капрона ремонтируют поверхности втулок валов, вкладышей и других деталей. Ремонт изношенных поверхностей деталей с применением капрона в большинстве случаев производят литьем под давлением на специальных литьевых машинах. Капрон (в виде порошка размером 0,2…0,3 мм) можно наносить на поверхность детали напылением. Сущность этого способа состоит в том, что на подготовленную и подогретую поверхность детали наносится порошкообразный капрон. Ударяясь о разогретую деталь, частицы порошкообразного капрона плавятся, образуя пластмассовое покрытие.

2. Ремонт деталей с применением капрона литьем под давлением

На специально подготовленную изношенную поверхность детали наносят под давлением слой капрона. Деталь устанавливают в прессформу и в образовавшийся зазор между деталью и стенкой пресс-формы нагнетают под давлением расплавленный капрон (рис. 1). Затем пресс-форму раскрывают, снимают деталь, удаляют с нее литники и облой. При необходимости капроновое покрытие механически обрабатывают до получения требуемых размеров. Для улучшения качества готовую деталь термически обрабатывают в ванне с маслом при температуре 185…190 °С и выдерживают при этой температуре в течение 10…15 мин. При нанесении капрона его нагревают до 240…250 °С и подают под давлением 4…5 МПа (40…50 кгс/см2). Пресс-форму совместно с деталью предварительно подогревают до температуры 80…100 °С. Толщина покрытия рекомендуется от 0,5 до 5 мм. Литье под давлением проводится на термопластавтоматах ДБ-3329, литьевых машинах ПЛ-71 и др. Этот способ технологически прост, не требует сложного оборудования и оснастки.



Рис. Схема нанесения капрона на изношенную поверхность детали литьем под давлением: 1 – верхняя часть пресс-формы; 2 – литниковый канал; 3 – нижняя часть пресс-формы; 4 – ремонтируемая деталь; 5 – слой капрона

3. Виды напыления полимерных композиций в виде порошков

Газоплазменное напыление широко применяют для устранения вмятин и неровностей на кузовах и оперении машин. Подготовленный участок поверхности нагревают пламенем газовой горелки до температуры 200 °С. Затем специальной установкой УПН порошок воздушно-ацетиленовой струей подается на ремонтируемую поверхность. В процессе ремонта наносимый материал периодически уплотняют и формуют стальными ручными роликами.

При вихревом напылении в камеру установки загружают порошок с размером частиц 0,1…0,15 мм. Нагретую до температуры 300 °С деталь опускают в камеру, а под слой порошка вакуум-насосом подают азот. Порошок переходит в псевдосжиженное состояние, его частицы, оседая на поверхности детали, расплавляются и покрывают ее ровным слоем.

Для вибрационного напыления разогретую деталь вводят в сосуд с порошком, при этом вся система подвергается вибрации с частотой колебания 50…100 Гц; толщина слоя покрытия до 1,5 мм.

При вибровихревом напылении слой псевдосжиженного газом полимерногопорошкаподвергаютколебаниямсчастотой 50…100 Гц. При этом повышается качество покрытия. Перспективным является вибровихревое напыление на предварительно нагретую деталь. Ее устанавливают в патроне токарного станка, в резцедержателе суппорта закрепляют приспособление так, чтобы распылитель оказался выше детали (при покрытии наружных поверхностей) или внутри детали (при покрытии внутренних поверхностей). Полимерный порошок насыпают на всю длину наплавляемой поверхности и оплавляют теплом, аккумулированным металлом детали.

4. Ремонт деталей с применением составов на основе эпоксидной смолы

Главный связующий компонент этих составов – эпоксидная смола марки ЭД-6 или ЭД-5. Чаще применяют смолу ЭД-6. Это прозрачная вязкая масса светло-коричневого цвета. Для приготовления состава на основе смолы ЭД-6 на 100 частей (по массе) смолы вводят 10…15 частей дибутилфталата (пластификатор), до 160 частей наполнителя и 7…8 частей полиэтиленполиамина (отвердитель). В качестве наполнителя используют стальной порошок (160 частей), алюминиевый порошок (25 частей), цемент марки 500 (120 частей). Эпоксидную смолу разогревают в таре до температуры 60…80 °С, добавляют пластификатор, затем наполнитель. Отвердитель вводят непосредственно перед употреблением, так как после этого состав необходимо использовать в течение 20…30 мин. Составы на основе эпоксидных смол применяются для ремонта деталей, работающих при температурах от минус 70 до +120 °С. Эпоксидные смолы применяют для заделки трещин и пробоин в корпусных деталях, для восстановления неподвижных посадок и резьбовых соединений.

5. Технология заделки трещин

При заделке трещин определяют их границы и подготавливают поверхности (рис. 2). Границы трещины обычно засверливают сверлом диаметром 2…3 мм и снимают фаски под углом 60…70° на глубину 2…3 мм вдоль трещины на всей ее длине. Поверхность зачищают на расстоянии 40…50 мм по обе стороны трещины до металлического блеска и делают насечки. Затем обезжиривают ацетоном. Заплату вырезают из стеклоткани такого размера, чтобы она перекрывала трещину на 20…25 мм. Состав на основе эпоксидных смол готовят непосредственно перед его применением и наносят кистью или шпателем на поверхности толщиной около 0,1…0,2 мм. После этого накладывают заплату и прокатывают роликом. Составы затвердевают при температуре 18…20 °С в течение 24 часов. При повышении температуры время на отвердевание сокращается.



Рис. Схема заделки трещины эпоксидной смолой: а – разделка трещины; б – заполнение составом эпоксидной смолы; в – прокатывание накладки роликом; 1 – слой смолы с отвердителем; 2 – накладка; 3 – ролик

6. Ремонт деталей с применением клеев

В ремонтной практике наибольшее применение получили клеи ВС-10Т, ВС-350 и № 88Н. Клей ВС-10Т – прозрачная однородная жидкость темно-красного цвета. Им можно склеивать между собой и в любом сочетании различные металлы и неметаллические материалы (сталь, чугун, алюминий, медь, стеклотекстолит, асбоцементные материалы и др.). Клеевой шов устойчив против воды, нефтепродуктов, холода. Температура отвердевания клея 180 °С. Давление при сжатии склеиваемых деталей равно 0,2…0,5 МПа (2…5 кгс/см2). Время выдержки для склеивания примерно 2 часа. Клей ВС-350 – многокомпонентный жидкий раствор, применяется для склеивания деталей из стали, меди, дюралюминия и теплостойких пластмасс. Диапазон рабочих температур клея от минус 60 до +100 °С. Клей устойчив к действию топлива, масел, органических растворителей, вибрации. Температура отвердевания клея равна 200 °С, давление при сжатии склеиваемых деталей 0,1…0,3 МПа (1,0…3,0 кгс/см2), время выдержки для склеивания составляет два часа.

Клей № 88Н применяют для соединения холодным способом вулканизированных резин и тканей с металлами, деревом и другими материалами. Клеевое соединение не разрушается от воздействия воды, холода, слабых растворов кислот и может выдержать температуру не более 60…70 °С. Стойкость клея по отношению к маслам, жидким топливам и растворителям неудовлетворительная.

Синтетические клеи используют для восстановления неподвижных соединений, наклейки фрикционных накладок (вместо клепки), заделки трещин. Приклеивание фрикционных накладок по сравнению с клепкой в 3 раза снижает трудоемкость ремонта, дает возможность полнее использовать фрикционные накладки, экономит значительное количество цветного металла.
25. Способы нанесения
Для нанесения синтетических материалов на поверхность изношенных или: поврежденных деталей в основном могут быть использованы два способа: покрытие из раствора кистью и покрытие литьем под давлением. Нанесение покрытий из раствора кистью используют для восстановления изношенных или поврежденных поверхностей крупногабаритных, а также сложных по конфигурации деталей.

Ремонт деталей с применением пластмасс. В ремонтной практике наибольшее распространение получил капрон марок А и В. Это» твердый материал белого цвета с желтым оттенком, имеющий высокую прочность, износостойкость, масло- и бензостойкость, а также хорошие антифрикционные свойства. Поставляется он в виде гранул размером 7—8 мм. Основными недостатками капрона являются низкая теплопроводность, теплостойкость и усталостная: прочность. Максимально допустимая рабочая температура капроновых покрытий не должна превышать плюс 70—80 °С и минус: 20—30 °С.

Покрытием из капрона ремонтируют поверхности втулок валов,, вкладышей и других деталей.
26. Используемое оборудование
Участок ремонта деталей синтетическими материалами является изолированным производственным помещением. В его состав входят непосредственно помещение, где выполняется технологический процесс, и бытовые помещения (гардероб для одежды, душевая кабина, помещение для переодевания, гардероб для спецодежды, туалет, умывальник с холодной и горячей водой).

При использовании эпоксидных смол в небольших количествах разрешается работа с ними в общем помещении на постах, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией.

Если для отвердения синтетических материалов используются нагревательные устройства, то для них необходимо выделять отдельное помещение, так как некоторые вещества, используемые в процессе склеивания и нанесения паст, являются взрывоогнеопасными (ацетон, бензин и т. п.).

Для обдува деталей к рабочим местам должна быть подведена магистраль сжатого воздуха. Детали, подлежащие ремонту, необходимо хранить на стеллажах. Для хранения инструмента около каждого рабочего места устанавливают инструментальные шкафы.
27. Восстановление деталей перспективными способами
Наплавка и сварка деталей плазмой является новым, перспективным способом восстановления деталей.

Таким образом, плазменное напыление с последующим оплавлением покрытия является весьма перспективным способом восстановления деталей, так как позволяет возвратить им не только свойства новых деталей, но и значительно их улучшить.

Однако пайка является перспективным способом восстановления деталей, значение которого будет возрастать по мере расширения применения в автомобилестроении специальных сплавов и композиционных материалов.

Все эти положительные свойства процесса осталивания, наряду с возможностью получения больших по толщине осадков (до 3 мм и более), при стоимости в несколько раз меньшей стоимости хромирования дают основание считать осталивание перспективным способом восстановления деталей.

Для уменьшения нагрева детали и улучшения закалки привариваемого слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость. Способ восстановления деталей контактным электроимпульсным покрытием широко применяют для восстановления посадочных мест под подшипники в корпусных деталях и валах, а также резьбовых частей валов. Для восстановления и упрочнения деталей перспективной является приварка к изношенным поверхностям порошковых твердых сплавов.

28. Механическая обработка восстановленных деталей
После восстановления поверхностей деталей большинство из них подвергаются механической обработке для получения требуемой точности размеров и шероховатости поверхности.

Иногда при обработке требуется обеспечить не только геометрическую форму и размеры, но и взаимное расположение установочных баз. Поэтому как восстановление поверхностей деталей, так и их обработку необходимо производить при одинаковой установке.

Для обработки восстановленных поверхностей деталей, как правило, применяется лезвийная и абразивная обработка: точение, растачивание, торцовое фрезерование, шлифование, хонингование, суперфиниширование и притирка.

Механическая обработка покрытий, по данным С.А. Клименко, значительно отличается от обработки заготовок, имеющих аналогичный химсостав. Это объясняется наличием пористости, прежде всего на границах покрытия, различной прочностью сцепления и другими факторами.

Лезвийная обработка восстанавливаемых деталей применяется, если требуемая точность находится в пределах 7—10 квалитета, а шероховатость рабочих поверхностей Ra = 5—2,5 мкм.

Однако лезвийный инструмент, оснащенный твердым сплавом, не позволяет эффективно производить обработку покрытий твердостью свыше 42 HRC. Поэтому для обработки таких покрытий применяется инструмент, оснащенный поликристаллическим сверхтвердым материалом на основе кубического нитрида бора (КНБ).

В СНГ для этого разработаны такие режущие материалы как гексанит-Р, киборит и поликристаллы 10Д. Фирма «Де Бирс» для этого изготовила пластины из амборита.

Инструмент из киборита позволяет удалять весь дефектный поверхностный слой покрытия за один рабочий ход, т.е. обрабатывать с глубиной резания до 2,5 мм. Применение инструмента, оснащенного композитом 10, эффективно при глубине резания 1,0 мм. Чистовая обработка покрытий со скоростями резания 2,50—13 м/с, подачей 0,01—0,15 мм/об и глубиной резания 0,05—0,5 мм производится инструментом из композита 10, 10Д, эльбора. Режущий инструмент должен иметь отрицательный передний угол, радиус при вершине инструмента должен находиться в пределах 0,3— 1,0 мм, главный угол в плане Ф > 30—35°, так как малые углы в плане при обработке твердых покрытий приводят к значительному увеличению радиальных сил, что в свою очередь вызывает появление вибраций.

Инструмент из поликристаллов является более работоспособным при обработке наплавленных покрытий с мартенситной структурой (ПП-АН12; ПП-АН122; ПП-АН128; ЛС-5Х4ВЗМФС и др.).

При обработке покрытий на основе твердых сплавов В К более эффективен инструмент, оснащенный пластинами с синтетическим алмазом, например алмазо-твердо-сплавные пластины марки АТП.

Стойкость резцов из поликристаллических сверхтвердых материалов при обработке покрытий в 20—30 раз выше, чем резцов из твердого сплава Т15К6. При этом производительность обработки, благодаря высокой скорости резания, возрастает в 3—4 раза.

Шлифование является основным методом обработки восстановленных поверхностей деталей, особенно высокой твердости.

Покрытия на основе карбидов вольфрама и керамики могут эффективно обрабатываться только шлифованием. Эффективность процесса шлифования в значительной мере определяется правильностью выбора абразивного материала. Так круги из электрокорунда могут быть использованы при обработке покрытий с твердостью до 35 HRC, круги из карбида кремния при обработке покрытий с твердостью 35—50 HRC. Покрытия с твердостью свыше 50 HRC целесообразно обрабатывать алмазными кругами. Сравнительные результаты по производительности Q и износу различных кругов (относительный расход абразивного материала q) при круглом наружном шлифовании композитных покрытий на основе железа (Т-590Н), никеля (СНГН), никеля и карбида вольфрама (ВСНГН), а также твердых сплавов (Т15К6 и ВК6)