Уровень отечественных разработок в области лазерной техники и технологий позволяет России находиться в ряду ведущих мировых производителей в этом направлении. Но для развития производства на промышленных предприятиях России необходимо существенное развитие инфраструктуры производства с разработкой и использованием новых наукоемких технологий и обрабатывающего оборудования. Широкое внедрение лазерных технологий на производственных предприятиях позволит резко поднять уровень конкурентоспособности выпускаемой продукции, повысить эффективность деятельности, расширить экспорт.
Восстановление штампов наплавкой — это актуальная задача для АО «Иркутский релейный завод». Так же существует необходимость в исследовании свойств и структуры получаемого поверхностного слоя.
В эксплуатации выходит из строя вследствие износа рабочих поверхностей большая часть штампов. Наиболее часто такие износы встречаются, когда при штамповке производится знaчительное перемещение метaлла по рабочим поверхностям штампа. Указанный фактор при штамповке увеличивает время контакта обрабатываемoго металла с инструментом, вследствие чего увеличивается износ.
Неисправности штампов ипути их устранения
Ремонт штампов обычно разделяют на три категории: текущий (мелкий ремонт), средний и капитальный, в зависимости от сложности и объема работы.
Текущий ремонт выполняется обычно непосредственно в штамповочном цехе, на специально отведенном ремонтном участке. В ходе этого ремонта устраняются мелкие дефекты, и происходит замена вышедших из строя деталей (пружин, упоров и т. д.), или переточка затупившихся (матрицы или пуансона).
Средний ремонт выполняется обычно в инструментальном цехе и в ходе этого ремонта, чаще всего, происходит замена одной из основных рабочих частей штампа и нескольких вспомогательных деталей.
В ходе капитального ремонта происходит полный осмотр и разборка штампа. Заменяют значительное число основных и вспомогательных деталей. В связи с этим капитальный ремонт является самым трудоемким из всех упомянутых видов ремонта, а его трудоемкость может достигать до 60–75 % от общей трудоемкости.
Соотношение количества ремонтов и их категории строго последовательно для всех конструкций штампов и имеет свои временные интервалы: один средний ремонт выполняют после десяти мелких ремонтов, а один капитальный — после двух-трех средних. Количество ремонтов, примененных к штампу, напрямую зависит от типа штампа и материла, из которого изготовлены его рабочие части.
Основную часть ремонтных работ штампов составляют слесарные — около 70 %, остальные 30 % приходятся на станочные работы.
Однако ремонт, проводимый механическим оборудованием, не всегда оправдывает трудозатраты. В некоторых случаях целесообразнее заново изготовить штамп.
Необходимо стремиться к снижению трудоемкости ремонта за счет использования лазерной техники и технологии восстановления (наплавки) данного оборудования.
Некоторые из неполадок штампуемых деталей по характеру и причинам возникновения сходны с неполадками, возникающими при плохом качестве изготовления штампов. Только способы их устранения имеют свои особенности, так как штампы уже были в употреблении.
Предложенный нами способ относится к лазерной наплавке поверхностей металлических изделий и может быть использован для восстановления изношенных поверхностей изделий. Непрерывным лазерным лучом на поверхности детали создают зону нагрева и подают в нее коррозионно-эрозионностойкий самофлюсующийся присадочный порошок, при этом обеспечивается его расплавление и смешивание с подплaвленным основным мeтaллoм издeлия. При подготовке присaдочного порошкового материала в него добавляются сажа в весовом соотношении 1:50. Подачу присадочного порошка в процессе наплавки осуществляют вслед движущейся наплавляемой поверхности. 1 ил.
Изобретение относится к технологии порошковой лазерной наплавки сталей.
В настоящее время широко используют газопорошковые и порошковые технологии лазерной наплавки металлических поверхностей.
По сравнению с обычными методами ремонта изношенных поверхностей, лазеpная обpаботкa обладает значительными преимуществами:
– подводимая энергия имеет высокую концентрацию и локальность, в ограниченном промежутке времени, что позволяет производить обработку поверхностного слоя с высокими скоростями нагрева и охлаждения, при этом его свойства не нарушаются;
– вследствие полной автоматизации процесса лазерной обработки осуществляется широкое регулирование ее режимов, в связи с чем, возможен ряд поверхностных изменений структуры, фазового состава и механических свойств обрабатываемой поверхности;
– процесс лазерной обработки имеет высокую технологичность и отсутствие вредных выбросов, а также может осуществляться в обычных условиях, то есть специальная подготовленная среда не требуется;
– возможна транспортировка лазерного луча на значительные расстояния и в труднодоступные зоны.
В настоящее время перед АО «Иркутский релейный завод» стоит проблема восстановление штампового инструмента оснастки. Стоимость инструментальной оснастки составляет 10...12 % себестоимости заготовок. За счет увеличения стойкости инструмента при его эксплуатации, а также за счет повышения технико-экономической эффективности использования штампового оборудования, может быть достигнуто уменьшение затрат на инструмент. Одним из наиболее эффективных методов повышения стойкости штампового инструмента является лазерная наплавка. Данный способ значительно увеличивает срок службы детали.
Использование лазерной наплавки позволяет если не исключить, то существенно снизить образование трещин при использовании инструмента в рабочем процессе.
Экономическая целесообразность является основным критерием применимости того или иного способа ремонта. Огромный плюс процесса лазерной наплавки — простота технологии восстановления и высокие эксплуатационные свойства наплавленного слоя. Дальнейшая работа предполагает разработку технологии лазерного восстановления штампов. Для исследования процесса лазерной наплавки и проведения экспериментов на предприятии имеются — лазерная установка «Квант-15» и лаборатория.
Литература:
- Шастин В. И. Патент № 2478028 Способ лазерной наплавки металлических поверхностей, 2017.
- Бутыгин В. Б. Инструментальные материалы и инструментальное обеспечение автоматизированного производства, 1991. — 78 с.
- Шастин В. И. Современное состояние и перспективы промышленного использования лазерных технологий в машиностроении // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2008. — № 4.
- Вейко В. П. Технологические лазеры и лазерное излучение. — СПб: СПБ ГУ ИТМО, 2007. — 52 с.
- Владимиров В. М. Изготовление штампов, пресс-форм и приспособлений. — М.:«Высшая школа», 2000. — 431 с.
