ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА ОБРАЗЦОВ И ДЕТАЛЕЙ, НАПЛАВЛЕННЫХ ПОД ЛЕГИРУЮЩИМ ФЛЮСОМ

Легированная наплавка изношенных деталей позволяет не только восстановить первоначальные размеры и форму деталей, но и значительно увеличить их работоспособность .

Почти во все сложнолегированные сплавы входят углерод, хром, марганец и один из высококачественных элементов: титан, вольфрам, молибден, никель и другие.

Мы исследовали сложнолегированный сплав с добавкой молибдена, так как он в сочетании с общепринятыми легирующими элементами повышает предел прочности и предел текучести стали, благоприятно влияет на свариваемость, улучшает теплоустойчивость, увеличивает глубину прокаливаемое™, ослабляет отпускную хрупкость и чувствительность к перегреву . Этим, по-видимому, и объясняется то, что хромомолибденовые стали вытеснили хромоникелевые, содержащие до 5% никеля. Поэтому исследовалась композиция наплавленного металла на железной основе вида «углерод — хром — марганец — молибден».

При исследованиях наплавляли опытные образцы и детали автоматической головкой УАНЖ-6. Для наплавки применяли углеродистую пружинную проволоку 2 класса (ГОСТ 9389—60).

Легирование наплавленного металла производилось через флюс АН-348А, к которому в разном количестве примешивали графит и порошки ферросплавов (феррохрома и ферромолибдена) .

Для определения оптимального процентного содержания легирующих компонентов во флюсе использовали метод планирования экстремальных экспериментов . За выходной параметр была принята твердость наплавленного металла. Полученный оптимальный состав приведен в табл. 1.

Твердость металла, наплавленного предлагаемым составом флюса, оказалась выше, а ее разброс меньше, чем у металла, наплавленного под флюсом НИИАТа (табл. 1). Для окончательного решения вопроса о целесообразности применения предлагаемого состава флюса была исследована износостойкость наплавленных образцов и деталей.

В лабораторных условиях наплавленные образцы испытыва-лись на машине трения МИ-1 со смазкой окунанием. Изменяемыми параметрами являлись удельное давление, меняющееся ступенями до значений 25; 50; 75; 100 кг/см2; скорость относительного перемещения трущихся поверхностей, которая соответствовала 200; 400; 600 об/мин. Разным был материал сопряженного образца (колодочки): чугун, бронза, сплав АСМ, сплав СОС-6-6. Для установления величины износа использовали метод искусственных баз .

Результаты износных испытаний наплавленных образцов приведены в табл. 2 и на рис. 1.

Анализируя результаты испытаний, можно отметить, что 1) износ образцов, наплавленных флюсом, предложенным ОСХИ, значительно меньше по абсолютной величине, чем износ эталонных образцов, изготовленных из стали 45, закаленных т.в.ч., и образцов, наплавленных флюсом НИИАТа;

2) с увеличением относительной скорости скольжения износ образцов уменьшается;

3) сплав с добавкой молибдена менее восприимчив к повышению нагрузки.

Подобные результаты были получены при работе исследуемых образцов в паре с бронзой и сплавом СОС-6-6.

На рис. 2 представлены результаты относительной износостойкости сопряженной пары образцов по отношению к износостойкости эталонной пары, у которой образец изготовлен из стали 45, закаленной т.в.ч., при скорости вращения образцов дисков 200 и 600 об/мин и удельном давлении 25 и 100 кг/см2.

Как видно из рис. 2, образцы, наплавленные под легирующим флюсом с добавкой ферромолибдена, для всех видов нагруже-ний и всех сопряжений показали более высокую износостойкость, чем эталонные пары и образцы, наплавленные флюсом НИИАТа, причем особенно большое увеличение износостойкости наблюдалось при работе исследуемых образцов с колодочками из серого чугуна (328—550%).

Повышение износостойкости образцов, наплавленных флюсом ОСХИ, можно объяснить более твердой и равномерной структурой наплавленного металла и положительным влиянием на трение и износ дисульфида молибдена.

Результаты лабораторных исследований были проверены в эксплуатационных условиях на натурных деталях.

Испытаниям подвергались наплавленные коленчатые валы автомобильных двигателей различных марок: ГАЗ-51, ЗИЛ-157, УАЗ-355, ЗИЛ-120. Результаты эксплуатационных испытаний достаточно хорошо согласуются с результатами лабораторных испытаний.

Износостойкость шеек коленчатых валов, наплавленных с добавкой ферромолибдена, колебалась в пределах 120—190% по отношению к износостойкости шеек нового коленчатого вала. Поломок коленчатых валов в процессе эксплуатации не наблюдалось, валы пригодны к дальнейшей работе.

Проведенные исследования указывают на целесообразность применения рекомендуемого состава легирующего флюса с добавкой ферромолибдена на ремонтных предприятиях для восстановления изношенных деталей автомобилей, тракторов и других сельскохозяйственных машин.