Наплавка слоя износостойкого материала на поверхности клапанов позволяют увеличить ресурс оборудования в разы.
Из существующих способов защиты клапанов плазменно-порошковая наплавка получила наибольшее распространение как наиболее универсальный по производительности, цене и качеству метод. При плазменно-порошковой наплавке присадкой служат гранулированные металлические порошки.
Достоинства метода плазменной наплавки:
- производительность наплавки - до 25 кг/час;
- коэффициент использования материала около 85 %;
- низкая растворимость основного металла в наплавленном слое (до 5%);
- высокое качество наплавленного металла;
- возможность наплавки относительно тонких слоев (0,5-5,0 мм).
Важной особенностью плазменно-порошковой наплавки является отличное формирование наплавленных валиков, стабильность и хорошая воспроизводимость их размеров. У 95% наплавленных деталей отклонение толщины наплавленного слоя от номинального размера не превышает 0,5 мм.
Плазменная порошковая наплавка обеспечивает высокую работоспособность деталей за счет отличного качества наплавленного металла, его однородности, а также благоприятной структуры, определяемой специфическими условиями кристаллизации металла сварочной ванны.
В качестве материала выбираются композиционные порошки на основе железа (в том числе и нержавеющие стали), кобальта, никеля (в том числе и самофлюсующиеся), обладающие свойствами обеспечивающими коррозионную, ударную, тепловую стойкости и устойчивость к износу. Для автоматизации процесса применяются роботизированные комплексы, обеспечивающие непрерывность процесса изготовления упрочненных клапанов.
Технологии наплавки изобретены Спенсером в 1896 г. В 1922 г. братья Студи впервые осуществили в США наплавку коронок нефтяного бура способом газовой сварки с использованием присадочного материала в виде стальной трубки, заполненной хромовым сплавом. Примерно в это же время была осуществлена наплавка клапанов ДВС с помощью изобретенного Хейнзом сплава – стеллита (кобальт-хром-вольфрамового сплава). В первое время для наплавки использовали газовую сварку, но впоследствии по мере развития технологии сварки стали использовать и другие способы. Начало автоматической наплавки относится к 1939 г., когда советские специалисты Михайлов и Ларионов осуществили наплавку с помощью покрытых электродов прямоугольного сечения.