Cau 16 Sửa chữa các chi tiết đúc bằng hợp kim đỡ sát

Hợp kim đỡ sát dùng trong các chi tiết máy tàu thủy thường là hợp kim babít và hợp kim đồng chì.

Hợp kim babít bao gồm: ba bít thiếc, babít chì kền và ba bít chì. Ba bít thiếc được dùng để đúc máng lót của những ổ đỡ quan trọng làm việc trong điều kiện chịu áp lực cao, có tốc độ trượt và tải trọng va đập lớn. Babít chì kền là vật liệu thay thế cho ba bít thiếc. Ba bít chì do có tính giòn và có khuynh hướng tạo nên vết nứt khi va đập nên ba bít chì được dùng làm máng lót của những chi tiết không quan trọng như tời đứng, tời nằm, các ổ đỡ của đường trục.

Yêu cầu đối với các hợp kim đỡ sát dùng để rót các ổ đỡ và các mặt trượt, cần có những tính chất sau đây: Độ cứng đủ để đỡ, độ dẻo và độ bám tốt, có khả năng giữ được chất bôi trơn trên bề mặt, có hệ số ma sát nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp, có tính dẫn nhiệt tốt, khả năng chống ăn mòn cao.

Phụ thuộc vào mức độ hư hỏng của lớp kim loại ba bít để chọn phương án sửa chữa tráng lại ổ đỡ hay hàn đắp.

Tráng lại các máng lót:

+ Chuẩn bị máng lót để tráng lại

Khi tráng lại các ổ đỡ, cần phải cạo sạch lớp hợp kim babít cũ và chuẩn bị để tráng lại.

Lớp ba bít cũ được loại bỏ bằng cách đốt nóng bằng đèn hàn hoặc trong các lò điện cảm ứng. Khi dùng đèn hàn ta đốt ổ đỡ phía mặt trái. Tốt nhất là loại bỏ babít cũ bằng cách đốt nóng trong lò điện cảm ứng, nấu chảy trong các nồi sứ hoặc bằng phương pháp cơ giới. Sau khi loại bỏ lớp ba bít cũ, tiến hành các công việc chuẩn bị để tráng lại bao gồm: đánh sạch, tẩy dầu mỡ, cho ăn mòn, tráng một lớp thiếc bề mặt tiếp xúc với ba bít.

Sau khi tráng hợp kim babít và khi nguội sẽ tạo nên ứng suất co rút khá lớn làm co máng lót lại và có thể tạo ra biến dạng dư ở máng lót. Vì vậy, để máng lót có thể lắp vào bệ đỡ phù hợp sau khi rót lại, trước khi tráng ba bít phải găng máng lót ra một lượng tính theo công thức:

Trong đó:

D- đường kính ngoài của máng lót (mm)

b- chiều dày thành máng lót kể cả lớp tráng (mm)

Để loại bỏ màng ô xít bám trên bề mặt ảnh hưởng xấu đến chất lượng tráng sau này, người ta dùng chổi quét lên bề mặt đã chuẩn bị một lớp dung dịch 30% clorua kẽm cho ăn mòn bề mặt.

Có 2 phương pháp tráng thiếc lên bề mặt ổ đỡ:

- Dùng mỏ hàn làm chảy thiếc lên bề mặt: với que thiếc tráng bao gồm 2 phần chì, một phần thiếc hoặc bằng hợp kim POC - 30, POC - 40. Nhiệt độ máng lót phải được đốt nóng đến nhiệt độ từ 260 ¸2700C.

- Nhúng vào thiếc nóng chảy: những ổ đỡ nhỏ được tráng thiếc bằng cách nhúng. Khi nhúng, những chỗ không cần bám thiếc sẽ được bôi một dung dịch (một phần phấn, ba phần nước và 1 - 2% dung dịch keo dán). Những bề mặt cần bám thiếc trong khi nhứng cần phủ một lớp dung dịch clorua kẽm với dung dịch clorua amôn 5%. ổ đỡ đã được đốt nóng tới 150 ¸2000C và từ từ nhúng vào chậu thiếc chì nóng chảy, để trong vòng 3 ¸5 phút sau đó nhấc ra.

+ Nấu babít: babít được nấu trong nồi của lò điện chuyên dùng hay lò rèn. Khi tráng ổ đỡ, nhiệt độ của babít phải cao hơn nhiệt độ babít chảy lỏng hoàn toàn

là 30 ¸500C.  Khi  tráng ba bít ÁÍ, phải đung nóng tới 430 ¸4500C,  khi  tráng  babít                             Á83 nhiệt độ phải là 300 ¸3200C. Không được nấu quá nhiệt độ nói trên vì kim loại quá nóng, các thành phần hợp kim bị cháy, cấu trúc kim loại xấu đi, làm xuất hiện các lỗ xốp.

Khi tráng nhiệt độ của ổ đỡ phải cao hơn nhiệt độ của babít bắt đầu nóng chảy từ 10 ¸300C.

Khi babít đã chảy ra, người ta làm sạch babít bằng clorua amôn, những khí và hơi do phân hủy sinh ra sẽ xáo trộn babít làm cho các ôxyt nổi lên bề mặt.

+ Tráng babít: ổ đỡ được tráng ba bít bằng phương pháp thủ công trên bệ hoặc trong đồ gá, bằng phương pháp li tâm hoặc bằng áp lực. Tráng bằng áp lực cho kết quả tốt nhất nên được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn, nhưng đòi hỏi phải có trang bị phức tạp.

Chất lượng tráng thủ công (hình 1-44a) kém hơn so với các phương pháp khác. Đồ gá để tráng bao gồm bộ đỡ 3, máng lót 2 đã ghép chặt với dưỡng 1, dưỡng này qui định chiều dày của lớp tráng.

Chiều dày lớp ba bít đối với các máng lót bằng thép hay bằng đồng (không kể đến lớp dư cho gia công cơ khí sau khi rót), xác định theo công thức:

 đối với ổ đỡ trục có đường kính cổ trục d < 200mm

 đối với ổ đỡ trục có đường kính cổ trục d > 200mm.

Đối với các máng lót bằng gang chiều dày lớp ba bít cũng xác định theo công thức trên và cộng thêm 30%.

Tráng bằng phương pháp ly tâm, với ba bít có mật độ tốt, không có lỗ xốp, cấu trúc hạt min nhỏ. Hình 1-44b là thiết bị để tráng ba bít bằng phương pháp ly tâm.

Hình 1-44: Các phương pháp tráng ba bít cho máng lót ổ đỡ

1- Dưỡng ; 2- Máng lót; 3- Bộ đỡ

4- Các tấm xiết đỡ bạc ; 5- Tấm đệm amiăng

Tốc độ quay khi tráng ly tâm được tính theo công thức:

                              (vòng/phút)

Trong đó:  R- bán kính trong của máng lót (cm)

                 K- hệ số phụ thuộc vào tính chất của hợp kim.

Đối với ba bít thiếc K = 1400 ¸1800, đối với ba bít chì K = 1700 ¸1900.

Khi tốc độ quay vượt quá tốc độ trên sẽ làm cho các thành phần hợp kim phân bố không đều, chất lượng lớp tráng sẽ kém đi. Tốc độ làm nguội sau khi tráng cũng phải khá nhanh để tránh tình trạng phân bố không đều các thành phần. Song nếu tốc độ nguội quá nhanh có thể gây ra nứt vì hệ số giãn nở của thép và babít khác nhau. Sau khi tráng phải kiểm tra chất lượng của lớp hợp kim đã tráng và mối liên kết với vỏ máng lót.

Các máng lót rót babít coi như đạt yêu cầu nếu chúng đảm bảo các tiêu chuẩn sau:

- Màu sắc bề mặt babít bạc mờ. Nếu có màu vàng xanh hay xám sẫm là có hiện tượng quá nung khi rót, trường hợp này cần phải rót lại.

- Không có lẫn tạp chất, kim loại những chỗ cong có cấu trúc hạt nhỏ, không có hiện tượng tạo lớp.

- Trên mặt máng lót không được có những vết rỗ lớn, những chỗ thiếu ba bít.

- Khi gõ tiếng nghe không bị rè, để đảm bảo mối liên kết giữa máng lót và babít.

+ Gia công máng lót sau khi tráng lại.

Sau khi kiểm tra chất lượng babít ta chuyển sang gia công cơ máng lót. Đầu tiên ta kiểm tra, gia công bề mặt ngăn cách phía trên của máng lót bằng cách gọt bớt những lớp babít dư thừa và rà bề mặt đó theo vết sơn trên bàn rà. Bề mặt ngăn cách phải song song với đường sinh của mặt lưng máng lót.

Việc kiểm tra được thực hiện bằng đồng hồ so dò trên bàn rà. (Hình 1-45).

Hình 1-45: Kiểm tra máng lót

Độ không song song không được vượt quá 0,01mm trên 100mm chiều dài máng lót. Tiến hành kiểm tra sơ bộ độ tiếp xúc giữa hợp kim ba bít với thân máng lót. Sau đó kiểm tra lại độ tiếp xúc lưng của máng lót và bệ đỡ theo các vết sơn và thước lá dày 0,05mm không được lọt sâu vào giữa máng lót và ổ đỡ phía mặt phân cách quá

5 ¸10mm. Tiếp đến tiến hành doa tinh máng lót lần cuối cùng trên máy doa ngang sau khi đã ghép thành bộ và đã tính đến lượng để cạo rà máng lót theo trục là 0,15 ¸0,3mm. Tiếp đến phay rãnh dầu bôi trơn làm mát. Việc rà ổ đỡ theo trục, bằng cách quét sơn lên trục, lắp trục vào ổ đỡ, đậy nắp ổ đỡ xiết lại. Sau khi quay trục ta tháo ổ đỡ ra tiến hành kiểm tra, cạo rà cho đến khi đảm bảo ít nhất 8 ¸10 vết sơn trên diện tích 25 x 25mm.