План теоретического урока по теме 17 «Наплавка твердыми сплавами»

Теоретический урок. Тема 17

План урока

«Наплавка твердыми сплавами»

Подтема – «Общие сведения о наплавке твердых сплавов. Классификация твердых сплавов» Техника выполнения.

Цель урока: Ознакомление учащихся с наплавочными материалами, их практическое применение, техникой и технологией дуговой и газовой наплавки.

Межпредметные связи:

Материаловедение: твердые сплавы.

Химия: химические элементы.

Техническое обеспечение урока:

1. Таблица «Химический состав некоторых твердых сплавов».

2. Плакат «Техника наплавки твердых сплавов».

3. Кодоскоп.

4. Таблица на доске.

Ход урока

Организационный момент.

I. Построение, приветствие, внешний вид, готовность к уроку, рабочая дисциплина.

II. Повторение и углубление пройденного материала по теме «Сварка цветных металлов».

Задача 1. Необходимо собрать для сварки стыкового соединения 2 листа из Аl. Площадь 12 см и размером 1000х 2000мм. Сколько прихваток необходимо заварить для сборки листов?

(т.к. при Sмм от 10 до 20 Lпр=40÷80 мм, а шаг между ними 200-300, то возьмем Lпр=50 и шаг 200мм, то 2000:250=8 прихваток.)

Задача 2 Произвести сборку и сварку стыкового соединения из АС, Sмм=12 см, Lлиста=1000мм. Описать сборку и подобрать режим сварки.

(Т.к. Sм>10мм, то необходима разделка кромок, Lпр=40÷80 мм. Шаг 200÷300 мм, необходим предварительный подогрев до 300-350°С с целью стяжения Vохл. удаления из шва Н₂ и пористости электродной марки ОЗА-1, ) 8 мм по формуле для Аl Jсв=(40-50)·dэ=40·8=320А)

III. Актуализация новых знаний и умений

Действия преподавателя

Действия учащихся

Приступая к изучению этой темы, дадим описание наплавке. 1. Наплавкой называется нанесение посредством сварки плавлением слоя металла на поверхность изделия. Ее используют для восстановления исходных размеров деталей и для придания поверхностным слоям особых свойств, требуемых для успешной эксплуатации. (Износостойкость, кислотоупорность, жаростойкость, антифрикционность)  Применяются: Дуговая, плазменно-дуговая, вибродуговая, импульсно-дуговая, электрошлаковая, газовая. Наибольший объем наплавочных работ выполняется электросварочной дугой. При наплавке сварки в процессе участвует небольшое количество основных металлов в связи с небольшой главной проплавкой: поэтому внутреннее напряжение и деформации изделия, склонность к образованию трещин не значительные.

С какой наплавкой учащиеся встречались на ПО - при выполнении упражнений  - при наплавке ниточных уширенных валиков - при многослойной наплавке стали, покрытой электродами.

   Заданные свойства слоя получают введением в его состав легированных электродов. Способы легирования различны: за счет взаимодействия металла и шлака, поглощения элементов и окружающей газом среды, введение в сварочную ванну металлических добавок . Чаще применяют последний способ. Оксидная пленка  Al₂O₃  ухудшает условия сварки, так как температура плавления ее 2050°С, а температура алюминия=660°С. Водород дает пористость, попадая в сварочную ванну. Высокий коэффициент линейного расширения ведет к деформации, жидкотекучести. Трудно наблюдать, так кК алюминий меняет цвета при нагреве и расплавлении.

Действия преподавателя

Действия учащихся

Надежный обеспечивающий нужный состав наплавленного слоя. Особенно важно при наплавке получить однородность химического состава наплавки метала, а следовательно, его свойств на всей поверхности наплавленной детали.  2. Рассказать о процессе наплавки: для деталей, требующих повышенных свойств, для изделий с повышенными свойствами и износостойкостью, (кроме повышенного легирования, используются технические приемы снижения доли основных металлов в наплавке, в частности энергию сварки: поперечные колебания электрода). Наплавка применяется для угледробильного оборудования, цементного, металлургического, рабочих частей землеобрабатывающих машин, бурового, режущего инструмента, валиков прокатных станков, концов железнодорожных рельс.

Конспектируют определенные выдержки Сварка на малых токах

Классификация твердых сплавов.

Химический состав порошкообразных твердых сплавов в %.

Марка	С углерод	С	Г	Х	В	Ге
Сталинит	8-10	3	13-17	16-20	-	Остальное
Вокар	9,5-10,5	0,5	-	-	85-87	до 0,2
Висхом -9	5,8-6,2	-	9,5-10,5	3,5-3,8	-	Остальное
Релит	5	-	-	-	95	-

 Сталинит – порошковый применяют для водорода электродно-дуговым способом, быстрое изменение стальных и чугунных деталей.

Твердость его HRC=52 Насыпной вес его в пределах 2,7-2,75 г/см³

Вокар – дорогой сплав, применяют в основном для водорода бурового инструмента.

Его твердость HRC=61-63

Реликт – для водорода бурового инструмента. HRC=70-90.

Висхом – дешевый, используется широко в сельхозмашиностроении Его твердость HRC = 250-320.

Боридная порошковая смесь.

     Наплавочные электроды.

Марка электрода	Твердость	Объекты наплавки	Режимы наплавки
ОЗН - 250	22-25	Концы рельсов, автотракторы, волы, оси	Ток – обратный поляр 04 -170-200А 05 – 210-240А
ОЗН - 300 ОЗН - 350	24-32 26-37	Железнодорожные крестовины, автотракторные, вагонные детали и др.	04 – 170-220А 05 – 210-240А
ОЗН - 400	37-40 26	Быстроизнашивающиеся детали плюс ребро высокой твердости
Т-590	55-62	Стальные чугунные детали, работающие без ударной нагрузки в абразивной среде (лопатки дымососов, щеки дробилок, рабочие колеса землесосов)	Ток ~ и----- 04 – 200-220А 05 – 250-270А
Т - 620	58-59	Быстроизнашивающиеся детали, стальные, чугунные, работа в условиях сильного истирания и ударных нагрузок камнедробилки.	Ток ~ и ---- 03 – 80-100А 04 – 130-150А 05 – 160-200А
ОЗН - 1	54-55 после термической обработки 50-60	Режущий инструмент и штампы	03 – 80-110А 04 – 120-150А 05 – 160-200А

Электрошлаковая наплавка.

Сущность процесса электрошлаковой наплавки состоит в том, что в пространстве, образованном плоскостью наплавляемого изделия 1 и формирующим кристалливатором  7, охлаждаемом водой 8, создается ванна расплавленного шлака 6, в которую с помощью подающих роликов 4 подается электродная проволока 5. Ток, проходя между электродом и изделием, нагревает шлаковую ванну до температуры свыше 2000°С, в результате чего электродный и основной металлы оплавляются, образуя металлическую ванну 3, при затвердевании которой создается наплавленный металл 2.

Для осуществления процесса электрошлаковой наплавки различных поверхностей необходима достаточно глубокая

шлаковая ванна, получение которой проще всего при вертикальной или наклонной наплавке.

По сравнению с дуговой наплавкой это менее универсальный способ, но он весьма эффективен в тех случаях, когда на деталь необходимо наплавить слой металла большой толщины (более 14-16 мм). Благодаря применению больших токов (несколько тысяч ампер) и электродов большого сечения можно достичь очень высокой производительности – до 150 кг наплавленного металла в час.

Технология наплавки.

Используют порошковообразный сплав, используют угольный электрод. При наплавке получают однородный слой, проникающий в основной металл на глубину 2-3мм.

Содержащийся углерод в сплаве частично сгорает, образует газ, защищающий наплавку от окисления воздуха. Наплавку лучше производить на постоянном токе, так как в этом случае она получается более плотной.

Режим наплавки порошкообразной сплавов.

Сплав	Sмм	Æ электрода	L дуги	Ток, А
				Постоянный	Переменный
Вокар	до 10мм св. 10	8-10 12-18	3-5 3-5	140-160 160-200	160-180 180-240
Сталинит	3-5 6-15 св.15	8-10 10-12 16-20	4-8 4-8 4-8	80-100 120-140 160-200	90-120 140-160 180-230

  Наплавка поверхности зачищена должна быть до металлического блеска от загрязнений.         Наплавленная деталь не должна иметь трещин и других дефектов, уменьшающих прочность. Для устранения внутреннего напряжения закаленной стали предварительно отжигают до 750-900°С. Замасленные поверхности отжигают пламенем или промывают горячим 10% каустиком, а затем водой.

   Для предохранения краев детали от плавления и получения чистой, место наплавки обкладывают пластинками из графита. Отверстия в детали, не подлежащие заплавке, забивают чистым влажным кварцевым песком.  Для уменьшения коробления наплавку ведут участками, предварительно нагревая деталь до 600-650°С или увеличивая отвод тепла от детали применением массивных медных подкладок и охлаждением водой.

   Слой буры  должен быть небольшим, а высота слоя порошкообразной. Толщина должна быть в 1,5-2 раза больше, чем необходимая толщина наплавленного металла.

Дуга зажигания на основном металле меньше наклонного электрода должна быть от  вертикальной оси 10-15° в процессе передвижения делаем широкие колебательные движения. Наплавку ведут не прерывая горения дуги. Электрод передвигают с одного края наплавки на другой в направлении от себя. Так как сплав имеет высокое электросопротивление, конец электрода должен быть направлен не на поверхность слоя, а в его торец.

Наплавку можно вести в несколько слоев, с тщательной зачисткой каждого предыдущего слоя. За один проход толщина наплавленного слоя не более 15 мм.

По окончанию наплавки следует обеспечить медленное охлаждение делителей, поэтому помещают в горячий песок, покрывают асбестом или помещают в нагретую печь. Порошкообразные силавы можно наплавлять и металлическими электродами Э-34 и Э-42, но при этом    твердость наплавки.

Чугунную деталь сложной формы следует подогревать до температуры 300-400°С, сталинит наносят в один слой толщиной 3-4 мм.

Газовая наплавка.

   Применяют прутки из сшитых износостойких сплавов, так как порошкообразные сплавы раздуваются пламенем горелки. Если деталь сильно изношена, то перед газовой наплавкой,  износостойким сплавом ее наплавляют углеродным слоем для восстановления размеров первоначального профиля. Затем зачищают и наплавляют твердый сплав. Привести пример наплавки резцов токарных.

Наплавка в защитном газе цилиндрических

наружных (а) и внутренних (б) поверхностей.

IV. Закрепление нового материала:

1. Дайте определение наплавке.

2. Назовите области применения наплавки твердых сплавов.

3. Опишите технику наплавки порошкообразных твердых сплавов.

4. Назовите типы и марки специальных наплавочных электродов.

5. Какой материал применяют при газовой наплавке.

Домашнее задание: В.М. Рыбаков стр.207-213

Краткое описание документа:

Цель урока: Ознакомление учащихся с наплавочными материалами, их практическое применение, техникой и технологией дуговой и газовой наплавки.

Межпредметные связи:

Материаловедение: твердые сплавы.

Химия: химические элементы.

Техническое обеспечение урока:

1. Таблица «Химический состав некоторых твердых сплавов».

2. Плакат «Техника наплавки твердых сплавов».

3. Кодоскоп.

4. Таблица на доске.