Oberflächenbeschichtungen
Die Schichttechnik ist eine der Methoden zur Oberflächenhärtung von Teilen. Die Oberfläche der Beschichtungen entsteht durch Verschmelzen des Zusatzwerkstoffes (Pulver, Draht, Elektrode) mit dem Grundwerkstoff. Je nach Art der aufgetragenen Beschichtung lassen sich folgende Hauptschichtarten unterscheiden:
1. Verschleißfeste Oberflächen (Perlit-Sorbit, Bor, Martensit, Chrom, Hochmangan, Austenitstahl, Wolframkarbid, Stellit).
2. Korrosionsbeständige Beschichtung (ferritischer, austenitischer, korrosionsbeständiger Stahl „Monel“, „Inconel“, „Hastelloy“ und andere, Nickel, Nickellegierungen, Kupfer und seine Legierungen).
3. Hitzebeständiger Bodenbelag.
4. Hitzebeständiger Bodenbelag.
Bodenbelag im Innenbereich
Das Abdecken kann auf verschiedene Arten erfolgen. Die in der Branche am häufigsten verwendeten sind die folgenden:
1) Gasauskleidung.
2) Lichtbogenplattierung mit abgedeckten Elektroden.
3) Unterpulverschweißen (Draht, Band).
Entfernen Sie den Elektrodenmantel unter einer Flussmittelschicht
4) Offene Lichtbogenfläche mit Kerndraht.
5) Auskleidung in einer Kohlendioxidumgebung.
6) Auskleidung in einer Inertgasumgebung (Verzehrmaterial oder Wolframelektrode).
7) Elektroschlacke-Oberfläche.
Schema der Ablagerung von Elektroschlacke: 1 – Elektrodenvorschubwalzen, 2 – Elektrode, 3 – Mundstück, 4 – Flussmitteltrichter, 5 – Flussmittel, 6 – flüssige Schlacke, 7 – flüssiges Metallbad, 8 – Grundmetall, 9 – Schweißgut, 10 – Stromquelle, 11 – feste Schlackenkruste, 12 – Schichtungsrichtung
8) Plasmaoberfläche.
Schema der Plasmabeschichtung: 1 – Trägergas, 2 – das Plasma bildende Gas, 3 – Schutzgas, 4 – Elektrode, 5 – aufgetragene Schicht, 6 – Grundmetall
9) Laserauftragschweißen.
10) Einzel- und Mehrelektrodenauftragschweißen.
Beispiele für die Anwendung von Oberflächen
Die Oberflächentechnik bietet gegenüber anderen Verfahren (Spritzen, Aufkohlen, Nitrieren, elektrolytische Abscheidung etc.) folgende Vorteile:
1. Hohe Produktivität (Beschichtung mit Streifenelektroden ermöglicht eine Beschichtungsgeschwindigkeit von bis zu 25 kg/h).
2. Möglichkeit zum Auftragen dicker Schichten. Diese Eigenschaft ermöglicht den erfolgreichen Einsatz von Bodenbelägen zur Reparatur von Teilen. Gleichzeitig gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Größe der geschweißten Produkte.
3. Einfachheit der Technologie. Das maschinelle Lichtbogenauftragschweißen kann von mäßig erfahrenen Schweißern durchgeführt werden.
4. Die Wirtschaftlichkeit der Technologie ermöglicht die Herstellung von unedlen Metallteilen aus Kohlenstoffbaustählen mit einer Metalloberfläche mit spezifischen Eigenschaften und einem hohen Preis.
5. Die Eigenschaften des Grundmaterials spielen für die Härte der verschleißfesten Beschichtung keine große Rolle. Bei anderen Verfahren wie Härten, Nitrieren sind die Eigenschaften des Grundwerkstoffes entscheidend. Wenn das Grundmetall der Naht eine schlechte Schweißbarkeit aufweist, wird zuvor eine Schicht aus kohlenstoffarmem Stahl aufgetragen.Bei Titanbeschichtungen ist das Schichtverfahren aufgrund der Ausbildung spröder intermetallischer Verbindungen nicht anwendbar.
Zu den Nachteilen der Oberfläche gehören:
1) Die Hochtemperaturwechselwirkung des Untergrunds und des aufgetragenen Metalls kann zu deren gegenseitiger Diffusion und damit zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der aufgetragenen Beschichtung führen.
2) Möglichkeit von Produktverformungen.
3) Manuelles Schweißen erfordert eine hohe Qualifikation des Schweißers.
4) Ungleichmäßige physikalisch-mechanische Eigenschaften der geschweißten Teile. Die Schweißeigenschaften sind von der aufgetragenen Schicht abhängig.
5) Schwierigkeiten beim Auftragen komplex geformter Produkte.
Installation von Plasmaverkleidungen
Die Oberflächenanwendungspraxis umfasst die folgenden Arbeiten:
1. Kalzinierung von Oberflächenmaterialien (Tabelle 1). Durch diese Maßnahme lässt sich die Menge an diffundierbarem Wasserstoff in der Overlay-Schicht reduzieren.
2. Oberflächenreinigung von Rost und Staub, Entfetten, Trocknen, Oberflächenvorbereitung (falls erforderlich).
Vorbereitung der Oberfläche für die Schichtung: 1 – richtige Rille, 2 – unregelmäßiger Kanal
3. Vorläufige Wärmebehandlung, einschließlich Normalisierung (Glühen), um eine stabile Struktur und tatsächliche Erwärmung zu erhalten (Tabelle 2).
4. Anschließende Wärmebehandlung (Anlassen oder Glühen), um Spannungen abzubauen und/oder die aufgetragene Schicht zu verformen. Diese Behandlung ist insbesondere bei geschweißten Bodenbelägen erforderlich (Tabelle 3).
5. Bearbeitung zum Erreichen des Endmaßes. Hartlegierungsoberflächen werden vor der Bearbeitung wärmebehandelt, um die Härte zu verringern. Die Bearbeitung erfolgt mit einem Hartmetall-Schneidwerkzeug.
6.Die Qualitätskontrolle des Pflasters erfolgt durch äußere Inspektion (Erkennung von Hinterschneidungen, Durchbiegungen, Oberflächenrissen), durch Erkennung von Kapillardefekten mit Fluoreszenz- oder Farbeindringverfahren, Ultraschall- oder Röntgendefektoskopie. Außerdem wird die Härte der aufgetragenen Schicht bestimmt.
Tabelle 1. Glühen von Oberflächenmaterialien
Tabelle 2. Vorwärmen von Stahl vor dem Laminieren
Tabelle 3. Nachfolgende Wärmebehandlung
Die gebräuchlichsten Schichtverfahren sind Lichtbogen und Gas. Wenn Gasbeschichtungen große Teile bedecken, werden diese von der gegenüberliegenden Seite erhitzt. Die Oberflächenbearbeitung erfolgt mit einer Aufkohlungsflamme im Abstand von ca. 3 mm zur Oberfläche. Die Flamme muss breiter und kürzer sein als beim Gasschweißen.
Anlage zum automatischen Lichtbogenschweißen
Die Arten der Anwendung eines Lichtbogens sind in der Tabelle angegeben. 4.
Tabelle 4. Arc-Anwendungsmodi
Die Abdeckung des Kohlendioxids erfolgt mit Draht; Beim Betrieb mit Gleichstrom sollte eine Erhöhung des Drahtüberstandes mit einer Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit einhergehen. Der Überstand beträgt üblicherweise 20 mm.
Das Unterpulverschweißen wird für die Hochleistungsbearbeitung von Drehkörpern eingesetzt. Die Dicke der aufgetragenen Schicht beträgt üblicherweise 1,5 ... 20 mm.
Anlage zum Unterlegen von Rädern unter einer Fließschicht
Es gibt zwei Arten von Schweißgeräten: universell, basierend auf universellen Metallschneidemaschinen, und spezialisiert, für die Bearbeitung bestimmter Arten von Teilen.
Siehe auch: Sprühmethoden