СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННОГО СЛОЯ НА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЯХ ЗУБЬЕВ ЧУГУННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
METHOD OF RECONDITIONING WORN-OUT LAYER ON IRON GEAR WHEEL TEETH

Изобретение относится к машиностроительному, металлургическому, транспортному и др. видам производств, где используются зубчатые передачи с чугунными зубчатыми колесами, и предназначено для восстановления изношенных слоев на рабочих поверхностях зубьев зубчатых колес посредством формирования износостойких термодиффузионных покрытий.
Известен способ восстановления зубчатых колес, при котором осуществляют наплавку изношенного слоя с проплавлением основного металла на глубину 0,12-0,16 мм по всему рабочему профилю зуба малоуглеродистой сталью (см. авт. св. SU 1586870 А1, В23К 9/4, 23.08.1990).
Однако такой способ восстановления первоначальных размеров зубьев применим для стальных зубчатых колес, что связано с отсутствием адгезии такого наплавленного слоя на чугунных зубчатых колесах.
Кроме того, малоуглеродистая сталь является малопригодной в качестве износостойкого материала.
Восстановленный таким способом профиль зубчатого колеса необходимо довести до рабочего состояния тонким шлифованием. А этот вид операции очень трудоемок и требует высокого профессионализма рабочих.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ восстановления профиля зубчатых колес, из описания которого ясен способ восстановления профиля зубчатых колес, заключающийся в том, что на изношенное зубчатое колесо наносится гальваномеханическое покрытие из титана, толщиной не более допуска размера на профиль зуба с последующей пассивацией (см. патент 2284253, C25D 005/22, 27.09.2006).
Такое покрытие на зубчатых колесах имеет недостатки, заключающиеся в низкой адгезии восстановленного слоя с основным материалом колеса, а также высокой чувствительности титанового покрытия к окислению при нагреве, возникающем при работе зубчатых колес.
Задача, решаемая изобретением, заключается в восстановлении первоначальных размеров профилей зубьев.
Технический результат обеспечивается термодиффузией ванадия, хрома или марганца из порошковой среды.
Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления изношенного слоя на рабочих поверхностях зубьев чугунных зубчатых колес износостойким термодиффузионным покрытием ванадием, хромом или марганцем согласно изобретению производят нанесение на рабочую поверхность зубьев износостойкого покрытия толщиной, равной толщине изношенного слоя, которая не превышает допуск размеров на профиль зуба, и отличающемся тем, что поверхности зубчатых колес, не подвергающиеся восстановлению, предварительно покрывают защитным слоем меди толщиной 5-10 мкм, а износостойкое покрытие наносят путем термодиффузионного насыщения при температуре 1000-1050°С из порошковой смеси, содержащей ванадий, хром или марганец в виде ферросплавов, инертный наполнитель и активатор процесса диффузии, при этом упомянутое насыщение ванадием проводят в течение 4-6 часов с получением восстанавливаемого слоя толщиной 40-50 мкм, а насыщение хромом или марганцем - в течение 10-12 часов с получением восстанавливаемого слоя толщиной 50-60 мкм.
Способ восстановления рабочих поверхностей зубьев чугунных зубчатых колес осуществляют следующим образом.
Рабочие поверхности зубьев чугунных зубчатых колес, подлежащих восстановлению, очищают от остатков смазки и слоя окислов.
Поверхности зубчатых колес, не подвергающиеся восстановлению, покрываются защитным слоем меди толщиной 5-10 мкм. Такой слой препятствует карбидообразованию и блокирует диффузию ванадия, хрома и марганца.
Таким образом, заявленный способ позволяет увеличить износостойкость зубчатых колес в 2-2,3 раза в сравнении с прототипом за счет создания высокотвердых противоизносных термодиффузионных покрытий и во столько же раз сократить количество текущих ремонтов чугунных зубчатых передач.