Восстановление чугунных деталей пайкой

Детали из серого и ковкого чугу­на с повреждениями в виде обломов, трещин или износа можно восстанав­ливать пайкой твердыми припоями с нагревом токами высокой частоты (т. в. ч.). Например, вместо обломан­ного прилива под палец крепления рычага центрального тормоза в зад­ней крышке коробки передач автомо­биля ГАЗ-51 можно припаять допол­нительную ремонтную деталь, заме­нить изношенную часть верхней крышки коробки передач под шаро­вую опору рычага переключения и др.

Восстановление задней крышки ко­робки передач автомобиля ГАЗ-51 (деталь № 51-1701200-Б) может быть типичным примером применения но­вой технологии, разработанной в НИИАТе.

Рассматриваемая деталь, кроме своего основного назначения, выполняет и другие функции: она служит корпусом редуктора привода спидо­метра и на ней сделан прилив с за­прессованным пальцем для крепления рычага центрального тормоза. Крыш­ка изготовлена из серого чугуна мар­ки СЧ 18-36.

В процессе эксплуатации крышки появляются обломы ушек под кре­пежные болты и нередко обламыва­ется прилив под палец крепления ры­чага центрального тормоза (рис. 1).

Наплавка прилива чугуном с на­гревом ацетилено-кислородным пла­менем часто не дает желаемых ре­зультатов. Поэтому детали с таки­ми дефектами обычно поступают в металлолом.

После заварки стальными электро­дами механическая обработка на­плавленного металла становится не­возможной.

Новый способ восстановления чу­гунных автомобильных деталей пай­кой твердыми латунными припоями с нагревом т.в.ч. свободен от этих недостатков. Причем этим способом можно соединять как чугун с чугу­ном, так и чугун со сталью.

Прочность паяного соединения по­лучается не ниже прочности чугуна. При испытаниях образцы всегда раз­рушались по основному металлу-чу­гуну. Твердость чугуна после пайки остается прежней, что относится к положительным сторонам этого про­цесса и не вызывает трудностей в последующей механической обработ­ке деталей обычным режущим ин­струментом. В чугуне не образуют­ся твердые закалочные и ледебуритные структуры.

Восстановление задней крышки проводится в следующей последова­тельности: из крышки выпрессовыва-ют сальник, обломанный прилив от­резают фрезой по высоте на 21 мм от верхнего торца. Такая глубина фрезерования оказывается достаточной примерно для 95% деталей с этим дефектом. Отверстие в центре прилива рассверливают сверлом диа­метром 15,5 мм на глубину 3 мм.

dhdhudhndhnydhdhndh180

Рис. 1. Крышка коробки передач с обломанным приливом под палец рычага центрального тормоза

Взамен срезанного прилива изго­товляют бобышку из стали марки Ст.З или какой-либо другой незака­ливающейся стали (рис. 2). Диаметр шейки у бобышки должен быть мень­ше диаметра рассверленного отвер­стия в крышке для того, чтобы при пайке образовался капиллярный за­зор.

В качестве припоя используется ла­тунь марки Л-62, в виде шайбы (рис. 3).

Непосредственно перед пайкой крышку устанавливают срезанным приливом вверх и на него наносят тонкий слой порошкообразного флюса марки АН-ШТ2, затем кладут ла­тунную шайбу и ее также посыпают флюсом. Сверху устанавливают сталь­ную бобышку так, чтобы ее шейка входила в рассверленное отверстие диаметром 15,5 мм.

dhdhudhndhnydhdhndh181Рис. 2. Дополнительная ремонтная де­таль

dhdhudhndhnydhdhndh182Рис. 3. Шайба из латуни марки Л-62, используемая в качестве припоя

Собранную таким образом крышку вводят в кольцевой индуктор (рис. 4) снизу. Шайба должна находиться в плоскости индуктора, а зазор между индуктором и бобышкой должен быть одинаков по всему контуру.

Индуктор изготовлен из медной трубки диаметром 5 мм толщиной стенки 1 мм. Внутренний диаметр ин­дуктора равен 70 мм, число витков — 2. Петля индуктора изогнута в пло­скости, перпендикулярной контуру, со стрелой прогиба, примерно равной 10 мм. Такой прогиб необходим для лучшего охвата нагреваемого участка детали и равномерного распределе­ния тепла. Витки индуктора изолиро­ваны между собой шнуровым асбе­стом и покрыты жидким стеклом.

Режим пайки: напряжение анода — 12 кВ; напряжение контура — 6,5 кВ; ток анода 5,5 А; ток сети — 1,5 А; температура пайки — 950° С; время пайки — 50 с.

В процессе пайки необходимо сле­дить за тем, чтобы крышка в области паяного соединения прогревалась до указанной температуры по всему се­чению прилива, не допуская оплавле­ния близлежащих участков детали.

После расплавления латунной шай­бы бобышку необходимо поворачи­вать вокруг своей оси, одновремен­но прижимая ее к торцу прилива. Эта операция необходима для луч­шего смачивания и устранения пор.

Плавленный флюс марки АН-ШТ2 обладает хорошими технологически­ми свойствами, обеспечивая очистку поверхностей от окислов, хорошее формирование паяного соединения, а также легкую отделимость шлаковой пленки после остывания.

Деталь после пайки вынимают из индуктора и охлаждают на воздухе.

В припаянной бобышке сверлят от­верстие для пальца диаметром 13,8 мм на глубину 20 мм, которое затем развертывают под размер 14+0,023 мм.

В восстановленную деталь запрес­совывают сальник, после чего она го­това к эксплуатации.

Ресурс восстановленной детали увеличивается в связи с тем, что вме­сто обломанного чугунного прилива к крышке припаивают более прочную стальную бобышку.

На микрошлифах паяного соедине­ния, вырезанных из восстановленной детали просматривается удовлетвори­тельное формирование паяного соединения. Отдельные точечные шлако­вые включения практически не влия­ют на прочность соединения, которое всегда получается прочнее основного металла. Толщина латунной прослой­ки составляет 0,15—0,20 мм. Лишний металл припоя образует галтели.

dhdhudhndhnydhdhndh183Рис. 4. Положение индуктора и пая­ного соединения при пайке т.в.ч.

Микрошлиф триметаллического со­единения чугун — латунь — сталь сви­детельствует, что паяное соединение получается хорошего качества. Сплав­ление латуни с чугуном и со сталью происходит по всей поверх­ности и без дефектов. Так как время пайки относительно мало, а время контакта основного металла с расплавленным припоем еще меньше, диффузионные процессы не успевают получить достаточно полного разви­тия, поэтому исключается возмож­ность появления по границам сплав­ления хрупких интерметаллидных про­слоек, что повышает надежность па­яного соединения.

Стоимость восстановления состав­ляет 15—20% от стоимости новых де­талей.

Технологический процесс восста­новления задних крышек коробок пе­редач автомобилей ГАЗ-51 в опыт­ном порядке внедрен на авторемонт­ном заводе № 3 Главмосавтотра