СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ХРОМОВЫМ ПОКРЫТИЕМ
METHOD FOR RESTORATION OF SERVICEABILITY OF CHROMED STEEL PARTS

Изобретение относится к технологии ремонта деталей с хромовыми покрытиями с помощью лазерной наплавки и может найти применение в различных отраслях машиностроения.
В машиностроении все большее применение находят стальные детали с хромовым покрытием. Современная проблема машиностроения - восстановление износа таких деталей, так как в процессе их изготовления или эксплуатации возможно образование различных дефектов типа сколы, точечные дефекты в виде пор, забоины и др. Из уровня техники известно, что ремонт дефектов на деталях с хромовым покрытием производят путем электролитического либо химического травления хромого покрытия с поверхности детали и повторного нанесения хромового покрытия (1).
Недостатками данного способа является сложность технологического процесса, требующего значительных затрат времени и средств, затраченных на ремонт - травления хромого покрытия и повторное его восстановление.
Известен способ восстановления, который применим и для деталей с хромовым покрытием, при котором лазерную обработку ведут с использованием сканирующего сфокусированного лазерного луча, с регламентацией времени наплавки торцевой и центральной зон наплавки (2). Данный аналог наиболее близкий, т.е. прототип.
Недостатками данного способа является сложность технологического процесса, повышенная энергоемкость, увеличение времени наплавки, которое требуется для восстановления хромового слоя, и подача значительного количества тепла, в несколько раз превышающего количество тепла, подаваемого в основной слой, что ведет к ухудшению рабочих свойств покрытия восстановленной детали, так как в ней появляется зона разупрочнения основного металла.
Техническая задача, решаемая данным изобретением, заключается в эффективном восстановлении стальных деталей с хромовым покрытием с отсутствием зоны разупрочнения основного металла, вызванной термическим воздействием.
Способ восстановления работоспособности стальных деталей с хромовым покрытием включает подготовку поверхности для покрытия, введение присадочного материала и воздействие на него сфокусированным лазерным лучом. Отличительные признаки - в качестве присадочного материала используют хром гальванический с нулевой валентностью путем последовательного расплавления присадки в несколько переходов, причем при каждом последующем переходе увеличивают диаметр лазерного пятна не более 0,35 мм.
Применение этого способа позволяет проводить восстановление работоспособности стальных деталей с хромовым покрытием без расхромирования и получить качественное восстановленное покрытие, так как термическое воздействие лазерного излучения на восстанавливаемую поверхность, получаемое путем увеличения диаметра лазерного пятна не более 0,35 мм, позволяет сохранить основной металл без зоны разупрочнения.
Способ осуществляют следующим образом. Подготавливают поверхность дефектов хромового покрытия путем обезжиривания в бензине и обезводороживания. Далее производят лазерную наплавку локальных и точечных дефектов подачей присадочного материала - хрома гальванического с нулевой валентностью в среде защитного газа аргона, воздействуя на него сфокусированным лазерным лучом, путем последовательного его расплавления в несколько переходов, причем при каждом последующем переходе увеличивают диаметр лазерного пятна не более 0,35 мм. Количество переходов зависит от металла, на котором нанесено хромовое покрытие.
Например, для восстановления хромового покрытия для стали Х18Н10Т лазерную наплавку ведут в следующем диапазоне режимов на лазере ЛТ200. Длина волны излучения 1,05 мкм, энергия в импульсе излучения 1-10 Дж, длительность импульса 3,5-4,5 мс, частота следования 1-10 Гц. Начальный диаметр лазерного пятна 0,2 мм, при котором производится первый переход. При втором переходе лазерное пятно увеличивают до 0,55 мм, при третьем до 0,7 мм. При последнем переходе диаметр лазерного пятна устанавливают до 1 мм. При этом, увеличивая за каждый переход не более 3,5 мм диаметр лазерного пятна, обеспечивается наилучшее качество наплавленной поверхности.
Для восстановления хромового покрытия для сталей 30ХГСН2А и 30ХГСА наплавку дефектов проводят в 3 перехода с увеличением лазерного пятна от 0,2 мм 0,75 мм. Начальный диаметр лазерного пятна 0,2 мм, при котором производится первый переход. При втором переходе лазерное пятно увеличивают до 0,55 мм, при третьем до 0,75 мм.
Использование данного способа по сравнению с прототипом позволяет подавать разное количество тепла к зоне дефекта не путем увеличения времени воздействия, а путем увеличения лазерного пятна, что позволяет получить качественное покрытие восстановленной детали без зоны разупрочнения основного металла.
Источники информации
1. JP 5200415 публ. 10.08. 1993 г.
2. Авторское свидетельство SU 1822047 от 10.09.96 г.