Гидростанции из плунжерных насосов (Г-301, Г-305) обслуживают работу прессов большой мощности. Создаваемое в насосах пульсирующее высокое давление (~300 атм) вызывает коррозионно-кавитационные повреждения. Их дополняет механический износ абразивными частицами, обычно содержащимися в рабочей жидкости, что обусловливает быстрый выход из строя плунжеров. Так, насосы с плунжерами из углеродистой стали 45 в нормализованном (горяче-катаном) состоянии с твердостью НВ180 начинают давать течь и требовать ремонта всего через 20 суток. Из-за обильной течи воды при работе насосные станции располагают в углублениях. В них вода не имеет возможности растекаться, что делает удобным откачивание ее помпами. Вода на полах насосных станций и частые ремонты причиняли экономический и экологический ущерб, что делало актуальными исследования по увеличению износостойкости плунжеров.
В 1970-х гг. для упрочнения плунжеров стали применять азотирование, и их стойкость, с учетом одной шлифовки на ремонтный размер, увеличилась до 9 месяцев. Эксперименты с нанесением гальванического хрома оказались неудачными. Вследствие насыщения водородом в ходе гальванирования происходили поломки в местах крепления плунжеров и отслоение гальванического покрытия. Рассматривалась возможность вибродуговой наплавки плунжеров, но она распространения не получила. Вибрирующая наплавочная головка нуждалась в частых повторных настройках, что затрудняло ее внедрение в производство. Стойкость наплавленных плунжеров оказалась недостаточно высокой, т. к. наплавленный слой имел неравномерную (с шагом наплавки) твердость, которая приводила к образованию волнистости при изнашивании. Кроме того, плунжеры при наплавке имели склонность к искривлению, из‑за чего многие из них становились непригодными к употреблению.
Исследования, проведенные в работе [1], позволили выработать меры по предупреждению деформаций плунжеров при наплавке. Затем был выбран износостойкий (нестабильно аустенитный) наплавочный материал, обеспечивающий равномерную твердость в наплавленном слое [2]. После наплавки и обточки требуется получение высокой чистоты поверхности плунжера, на уровне Ra < 1. Было установлено, что обкатка шариком снижает шероховатость от Ra~7 до Ra < 1, и одновременно увеличивает твердость с HV 200 до HV 350…400. Кроме того, остаточные напряжения на наплавленной поверхности из растягивающих переходят в сжимающие, что благоприятно отражается как на усталостной прочности, так и на износостойкости [3]. Производственные испытания на уральских предприятиях в 1992–1994 гг. партий (по 40–50 шт.) наплавленных плунжеров показали, что их стойкость не уступает стойкости азотированных плунжеров. Но возможность восстановления изношенных плунжеров для повторного употребления делала наплавку плунжеров нестабильно аустенитной сталью предпочтительнее их азотирования.