¿Cuál es la aplicación técnica de la tecnología de pulverización térmica en la fabricación de cojinetes deslizantes?
1 Tecnología de pulverización térmica y sus aplicaciones
Con el desarrollo y progreso de la ciencia y la tecnología modernas, se han propuesto indicadores de rendimiento más altos para equipos militares, equipos de producción industrial, instrumentos de investigación científica, etc. Los requisitos de rendimiento para los componentes de estos instrumentos también son cada vez más altos. Para cumplir con requisitos de uso especiales, algunos metales preciosos como titanio, níquel, cobalto, tungsteno y circonio se utilizan a menudo para fabricar piezas. Los métodos de fundición, forja y soldadura son difíciles y extremadamente antieconómicos. La tecnología de pulverización térmica se utiliza para pulverizar un recubrimiento especial sobre la superficie de materiales comunes para crear una superficie de trabajo especial, lo que puede lograr el propósito de ahorrar materiales y energía.
La tecnología de pulverización térmica utiliza una fuente de calor para calentar el material de pulverización hasta un estado fundido o semifundido y lo pulveriza sobre la superficie del sustrato pretratado a una cierta velocidad para formar un recubrimiento mediante la deposición de partículas diminutas, transmitiéndolas así al sustrato. Los métodos y tecnologías para funciones especiales de superficies son una parte importante de la tecnología de ingeniería de superficies. Utilizando diferentes materiales de recubrimiento y diferentes métodos de proceso, se pueden preparar recubrimientos funcionales como reducción del desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación a altas temperaturas, barrera térmica, recepción de blindaje electromagnético y aislamiento en la superficie del sustrato.
Los métodos de pulverización térmica más utilizados incluyen la pulverización con llama, la pulverización por arco y la pulverización por plasma. Los materiales de revestimiento incluyen metales, aleaciones metálicas, cerámicas, cermets, plásticos y otros materiales compuestos. Los métodos y tecnologías de pulverización térmica se han utilizado ampliamente en diversos campos de la economía nacional, como el aeroespacial, la metalurgia, la energía, el equipamiento militar, la industria petroquímica, la fabricación de maquinaria, el transporte y la bioingeniería.
En la actualidad, diversos recubrimientos funcionales producidos mediante tecnología de pulverización térmica se utilizan principalmente para la protección, refuerzo y reparación de piezas. Hay pocos informes sobre el uso directo de tecnología de pulverización térmica para producir piezas. Este artículo presenta un método y un proceso para fabricar cojinetes deslizantes mediante pulverización térmica. Debido al método de proceso especial, también se puede utilizar como una exploración de la combinación de la tecnología de pulverización térmica con procesos de acumulación de material para producir piezas especiales.
2 Métodos de fabricación de cojinetes deslizantes convencionales
Los cojinetes deslizantes son piezas mecánicas de uso común, que constan de un muñón giratorio y un asiento de cojinete fijo, y la superficie interior del asiento del cojinete en contacto. con el muñón llamado casquillo de rodamiento o revestimiento de rodamiento. Dado que el eje a menudo tiene que soportar una cierta carga y transmitir movimiento y potencia durante el uso, los materiales comúnmente utilizados son varios aceros y hierro fundido, que son relativamente resistentes al desgaste; los materiales comúnmente utilizados para los casquillos o revestimientos de los cojinetes son aleaciones de cojinetes; Bronce, aleaciones a base de aluminio, aleaciones a base de zinc, etc. Entre ellas, las aleaciones para cojinetes (principalmente aleaciones de estaño, plomo, antimonio u otros metales) se deben a su buena resistencia al desgaste, alta plasticidad, buen rendimiento de rodaje, buena temperatura. conductividad, buenas propiedades anti-pegamento y adsorción de aceite Bueno, a menudo se usa en condiciones de carga pesada y alta velocidad, pero la resistencia de la aleación del cojinete es pequeña y el precio es relativamente caro. de los asientos de acero, hierro y otros cojinetes mediante fundición centrífuga para formar la superficie de trabajo del cojinete deslizante.
3 Método de proceso para fabricar revestimientos de cojinetes deslizantes utilizando tecnología de pulverización térmica
Actualmente existen muchos materiales y literatura que introducen el uso de la tecnología de pulverización térmica para reparar cojinetes deslizantes. utiliza pulverización de plasma Una patente de invención para producir un revestimiento de bronce de aluminio resistente al desgaste en el orificio interior de la biela de un motor de combustión interna. Sin embargo, debido a las limitaciones de los equipos de pulverización térmica y los métodos operativos existentes, varios recubrimientos funcionales preparados mediante tecnología de pulverización térmica se limitan principalmente a la superficie exterior de la pieza y a la superficie interior más grande del orificio una vez que el diámetro del orificio es inferior a φ35 o el diámetro del orificio. La profundidad del orificio es grande. La construcción es difícil. Si la superficie de la cavidad de la pieza es especial, no se puede realizar la construcción.
Este artículo presenta un proceso para fabricar revestimientos de cojinetes deslizantes utilizando tecnología de pulverización térmica en la producción de las siguientes piezas de cojinetes deslizantes. La pieza se muestra en la Figura 1. El diámetro del orificio interior es φ20 y la longitud. es 30, la superficie del orificio interior es la superficie de trabajo, con una aleación de rodamiento de 3 mm de espesor. Esta pieza generalmente utiliza fundición centrífuga para fabricar la capa de aleación. Debido a que el diámetro del orificio es demasiado pequeño, actualmente no existe un rociador de orificio interno para pulverización térmica que pueda completar dicha tarea.
Para resolver el problema de la producción de recubrimiento por pulverización térmica en la superficie del orificio interior de las piezas anteriores, el autor propone un nuevo método de construcción por pulverización térmica. Haga una nueva herramienta. La estructura principal consta de un mandril, una tuerca y un deflector. Una aleación de bajo punto de fusión con un punto de fusión de 183 °C se deposita uniformemente en la superficie del mandril 1. Finalmente, se deposita una capa. Se aplica un recubrimiento refractario a la superficie de la capa de aleación de bajo punto de fusión, el recubrimiento refractario está formulado con aglutinantes especiales y materiales refractarios resistentes a altas temperaturas.
Al pulverizar, las herramientas se pueden sujetar a la mesa de trabajo giratoria para la pulverización térmica, precalentar las herramientas a aproximadamente 100 ° C y luego usar un equipo de pulverización por arco para pulverizar el recubrimiento de aleación de rodamiento requerido. Después de alcanzar el espesor de recubrimiento diseñado, la superficie del recubrimiento debe. Límpielo, elimine el polvo flotante en la superficie y continúe rociando acero, acero inoxidable y otros materiales de soporte en la superficie del recubrimiento para que alcance el diámetro requerido. Finalmente, retire las tuercas y los deflectores en ambos extremos, caliéntelos hasta la temperatura de fusión de la aleación de bajo punto de fusión y retire el mandril para obtener la pieza en bruto de cojinete deslizante requerida cuya superficie del orificio interior es la aleación del cojinete. Para aumentar la fuerza de unión entre el revestimiento de aleación del cojinete y el material de soporte, se pueden utilizar procesos de rugosidad como rugosidad y chorro de arena después de pulverizar el revestimiento de aleación y luego pulverizar el material de soporte.
Este tipo de revestimiento para cojinetes deslizantes fabricado con tecnología de pulverización térmica es una aleación amorfa para cojinetes. Su dureza es mayor que la del material base y tiene cierta porosidad, puede acomodar algo de grasa y tiene mejor rendimiento que la fundición. Revestimiento de cojinete de deslizamiento obtenido por método. Además, dado que para fabricar el revestimiento de aleación del cojinete se utiliza una tecnología de pulverización térmica que es diferente del método de fundición, el espesor de la aleación del cojinete se puede reducir adecuadamente durante el diseño de la pieza para ahorrar metales preciosos.
4 Cuestiones relacionadas que necesitan atención
Cuando se utiliza tecnología de pulverización térmica para producir los cojinetes deslizantes y piezas similares mencionados anteriormente, además de cumplir con las normas de seguridad para las operaciones de pulverización térmica, También se deben considerar las siguientes cuestiones relacionadas.
(1) Se deben seleccionar los materiales de recubrimiento y los procesos de pulverización adecuados según las condiciones de la superficie de trabajo. Por ejemplo, como se presenta en este artículo, el método de pulverización por arco se utiliza para pulverizar aleación para cojinetes en la superficie interna de las piezas del cojinete. Para evitar la oxidación excesiva del material de aleación durante la pulverización, se puede utilizar nitrógeno como gas medio de pulverización.
(2) Si la superficie del recubrimiento tiene requisitos de precisión y rugosidad y requiere procesamiento mecánico para obtener los requisitos técnicos requeridos, el espesor del recubrimiento y el tamaño de las herramientas deben diseñarse razonablemente, y la cantidad de procesamiento debe ser reservado. Asegurar el espesor de trabajo del revestimiento. Por ejemplo, al complementar el mecanizado del cojinete deslizante presentado en este artículo, el orificio interior de la pieza en bruto debe usarse como referencia aproximada, y el cilindro exterior debe procesarse primero, luego el cilindro exterior debe usarse como referencia fina; para procesar el orificio interior para garantizar que el espesor del recubrimiento restante sea uniforme.
(3) La fuerza de unión y la tensión residual entre los dos recubrimientos. Dado que después de pulverizar el revestimiento de trabajo, el revestimiento de soporte se debe rociar sobre él mediante pulverización por arco, y el revestimiento de soporte es grueso. Si los dos revestimientos no se combinan bien, el revestimiento de trabajo puede desprenderse durante la etapa de procesamiento suplementario o durante el uso. . Para este fin, se debe considerar completamente el coeficiente de expansión térmica y la fuerza de unión de los dos materiales. Si es necesario, se puede rociar un recubrimiento de transición entre los dos y se pueden diseñar recubrimientos compuestos y recubrimientos en gradiente para aumentar la fuerza de unión. En la etapa de diseño del recubrimiento, se debe considerar plenamente la cuestión de si los dos recubrimientos se pueden combinar completamente y se deben realizar suficientes experimentos de proceso en aplicaciones reales. Además, la tensión residual debe reducirse controlando la temperatura antes y durante la pulverización. Si es necesario, se puede disponer un proceso de tratamiento térmico para eliminar la tensión interna en una etapa posterior.
(4) La pieza de trabajo y las herramientas son fáciles de desmontar y montar, y las herramientas se pueden reutilizar. Dado que el material de recubrimiento está en estado fundido o semifundido durante la pulverización, el flujo de aire de alta velocidad lo impulsa en forma de columna cónica hacia la pieza de trabajo. Algunos materiales de recubrimiento inevitablemente se pegarán a la superficie de la herramienta. Las herramientas y la pieza de trabajo son fáciles de desmontar y ensamblar y se pueden reutilizar. Aplique agente desmoldante en la superficie de las herramientas antes de rociar.
Este artículo toma como ejemplo la producción de revestimientos de cojinetes deslizantes para presentar un método de proceso que combina la tecnología de pulverización térmica y la tecnología de acumulación de material. Según esta idea, también se pueden fabricar otras piezas complejas y otros recubrimientos funcionales. Como cuerpos de válvulas hidráulicas con revestimientos resistentes al desgaste y a la corrosión en los orificios interiores, canales de refrigeración en espiral, etc. Debe admitirse que este método actualmente no es adecuado para la producción en masa y en masa de productos, y solo se puede utilizar para la producción de lotes pequeños de una sola pieza de requisitos de rendimiento especiales y piezas estructurales especiales.
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