все вместе. Избирательный перенос (ИП)
 Скачать 108.41 Kb.
|
|
1.Избирательный перенос (ИП) – это комплекс физико-химических явлений на контакте поверхностей при трении, который позволяет преодолеть ограниченность ресурса трущихся сочленений машин и снизить потери на трение. ИП есть особый вид трения, который обусловлен самопроизвольным образованием в зоне контакта неокисляющейся тонкой металлической пленки с низким сопротивлением сдвигу и неспособной наклепываться. На пленке образуется в свою очередь полимерная пленка, которая создает дополнительный антифрикционный слой. 2.Безабразивная ультразвуковая финишная обработка (БУФО) ультразвуковая импульсная упрочняюще-чистовая обработка. Ультразвуковое чистовое точение металлов, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и нарезание резьб. Применение современных машин и механизмов, работающих на больших скоростях и со значительными нагрузками, требует от конструкторов и технологов решение проблемы повышения срока их службы и, соответственно, срока службы отдельных деталей, входящих в состав машин и механизмов. 3. Сущность процесса состоит в том, что стальные или чугунные детали после традиционной окончательной обработки резанием их поверхности (резание, шлифование, хонингование) покрывают тонким слоем (1... 4 мкм) латуни, меди или бронзы. Покрытие производят путем трения латунного, медного или бронзового прутка (инструмента) о поверхность детали, смазывая при этом поверхность трения технологической жидкостью. При трении материал инструмента переносится на стальную (или чугунную) поверхность детали. 4. Существует принципиальная разница в переносе материала при ИП и ФАБО. При ИП в случае трения бронзы по стали в среде глицерина или ЦИАТИМ-201 из твердого раствора бронзы происходит выделение атомов меди. Атомы легирующих элементов, растворяясь, уходят в смазочный материал, атомы меди, соединяясь в группы, переносятся на сталь. Этот процесс происходит медленно, за многие (не за один-два) проходы. При ФАБО состав перенесенного материала не отличается от исходного. Материал переносится крупинками, которые прочно схватываются со сталью и имеют между собой определенную связь. Детали, подвергаемые ФАБО, могут быть шлифованы, развернуты, проточены или хонингованы. Шероховатость поверхности должна быть в пределах Ra = 2,5—1,25 мкм 5. С учетом специфики протекания процессов формирования покрытий их можно разделить на три основные группы [1]. К первой группе относятся методы, при которых формирование покрытий осуществляется преимущественно за счет диффузионных реакций между насыщающими элементами и структурами инструментального материала. Во вторую группу входят методы формирования покрытий по комплексному механизму. Покрытие образуется за счет реакций между парогазовыми смесями, состоящими из соединения металлоносителя, носителя второго компонента, служащего как газомтранспортером, так и восстановителем. При этом одновременно в процесс формирования покрытия большой вклад вносят субструктура поверхности материала инструмента и интердиффузионные реакции между конденсатом и материалом инструмента. К третьей группе можно отнести методы формирования покрытий за счет химических и плазмохимических реакций потока частиц одновременно в объемах пространства, непосредственно примыкающего к насыщаемым поверхностям инструментальной основы. Наиболее распространенные методы получения покрытий: а) химико-термические методы (методы термодиффузионного насыщения поверхности). Метод ДТ используют для нанесения покрытий на твердосплавные пластины при температуре порядка 1100 С. Его преимущество - возможность совмещения технологических процессов производства твердосплавных пластин и нанесения покрытия в водородных электропечах непрерывного действия. При этом не требуется точная дозировка и очистка газа-восстановителя - водорода. Производительность метода очень высока и составляет до 500 пластинок (типа квадрат 12,5 12,5 4,75) в час при выходе годной продукции не ниже 95 %. Термодиффузионное насыщение твердосплавных СМП осуществляется из порошкообразной засыпки, содержащей титан или другой тугоплавкий компонент, идущий на формирование покрытия. Скорость роста покрытия. Скорость роста покрытия до мкм/ч [2]. б) методы химического осаждения покрытий. Методы ХОП используются для нанесения покрытий на основе карбидов, нитридов и карбонитридов титана, а также окисла алюминия на многогранные неперетачиваемые твердосплавные пластины и цельные твердосплавные инструменты. 6. Перечислите термические способы упрочнения 1. Закалка (объемная, поверхностная и объемно-поверхностная) 2. Отжиг 3. Нормализация 4. Отпуск 5. Старение 6. Обработка холодом 7. Из чего состоит процесс термообработки стали нагрев до требуемой температуры с определенной скоростью; выдержка при этой температуре в течение требуемого времени; охлаждение с заданной скоростью. Измерение этих факторов определяет различные свойства стали. 8. Сущность химико-термической обработки Химико-термическая обработка стали основана на диффузии (проникновении) в атомно-кристаллическую решетку железа атомов различных химических элементов при нагреве стальных деталей в среде, богатой этими элементами. 9. Перечислите процессы химико-термической обработки однокомпонентные: цементация стали — насыщение углеродом; азотирование — насыщение азотом; алитирование — насыщение алюминием; хромирование — насыщение хромом; борирование — насыщение бором; силицирование — насыщение кремнием; многокомпонентные: нитроцементация (цианирование, карбонитрация) — насыщение азотом и углеродом; боро- и хромоалитирование — насыщение, бором или хромом и алюминием, соответственно; хромосилицирование — насыщение хромом и кремнием и т. д. 10. Сущность электроискрового легирования Электроискровое легирование или сокращенно ЭИЛ, относится к технологии упрочнения поверхности металла, которая основана на взаимодействии материала с высококонцентрированным энергетическим потоком. Возникновение кратковременного электрического импульса, вызывает расплавление легирующей основы электрода и перенос её на обрабатываемую поверхность. 11)Достоинства и недостатки плазменного напыления Основные достоинства метода плазменного напыления: - высокая производительность процесса от 2 - 8 кг/ч для плазмотронов мощностью 20 - 60 кВт до 50 - 80 кг/ч при более мощных распылителях (150 - 200 кВт); - универсальность по распыляемому материалу (проволока, порошок с различной температурой плавления; - большое количество параметров, обеспечивающих гибкое регулирование процесса напыления; - регулирование в широких пределах качества напыленных покрытий, в том числе получение особо качественных при ведения процесса с общей защитой; - высокие значения КИМ (при напылении проволочных материалов 0,7 - 0,85, порошковых - 0,2 - 0,8); - возможность комплексной механизации и автоматизации процесса; - широкая доступность метода, достаточная экономичность и невысокая стоимость простейшего оборудования. К недостаткам метода следует отнести: - невысокие значения коэффициента использования энергии (при проволочном напылении зк = 0,02 - 0,18; порошковом - зи = 0,001 - 0,02); - наличие пористости и других видов несплошностей (2 - 15%); - сравнительно невысокая адгезионная и когезионная прочность покрытия (максимальные значения составляют 80 - 100 МПа); - высокий уровень шума при открытом ведении процесса (60 - 120 дБ). 12)Электро-дуговая металлизация.Сущность процесса. Применяемые материалы. Для выполнения металлизации применяется косвенная электродуга, горящая между токопроводящими проволочными элементами. Металл электрода, нагретый до капельного состояния, распыляется на обрабатываемое изделие струей защитного газа либо сжатого воздуха. По мере расплавления присадки одновременно поступают в область дуги двумя парами роликов. Антикоррозионная защита способом металлизации характеризуется: малыми энергозатратами; высокой производительностью и эффективностью расхода распыляемой присадки; возможностью создания покрытия толщиной до 15 мм без ограничения по размерам деталей; небольшое температурное воздействие на основной материал обрабатываемых изделий; надежность, простота обслуживания оборудования; возможность полной или частичной автоматизации процесса, создания поточных линий. Металлизация при помощи электродуги имеет и недостатки: ограниченность ассортимента присадочного материала; содержание в покрытии большого количества оксидов, снижающих ударную прочность; недостаточно высокую прочность сцепления с основным материалом; высокую пористость слоев, препятствующую постоянной эксплуатации изделий в подверженных коррозии средах без дополнительной защиты. Присадочные материалы В качестве присадочного материала преимущественно применяется проволочный стержень непрерывной длины. Присадки поставляются двух видов: сплошного сечения; порошковые. Интенсивность поступления назначается 220–850 м/ч. Для создания защитного слоя металлических элементов с последующей их посадкой либо при неподвижном соединении применяется сплошная проволочная нить. Для создания поверхностей повышенной твердости при электродуговой металлизации должны использоваться стержни порошковые. Для формирования антикоррозийных слоев используются высоколегированные присадочные материалы на основе железа, проволоки из цветных металлов. Для нанесения методом электродуговой металлизации чаще всего используются алюминий, цинк и соединения на их основе. Алюминий относится к активным веществам, но под воздействием окислителей на его поверхности образуется защитная пленка, сводящая к минимуму способность к химическим взаимодействиям. Устойчивость алюминия к коррозии изменяется в зависимости от условий эксплуатации. В загрязненной среде коррозия развивается более интенсивно. 13)Детонационное напыление.Сущность процесса. Детонационное напыление — одна из разновидностей газотермического напыления промышленных покрытий, в основе которого лежит принцип нагрева напыляемого материала (обычно порошка) с последующим его ускорением и переносом на напыляемую деталь с помощью продуктов детонации. При детонационном напылении для нагрева и ускорения напыляемого материала используется энергия продуктов детонации газокислородного топлива. В качестве горючего газа обычно применяется пропан-бутановая смесь. Детонационное нанесение покрытий — дискретный процесс, осуществляется последовательным выполнением следующих операций, входящих в единичный цикл (выстрел): заполнение взрывчатой газовой смесью ствола детонационной пушки; подача в ствол пушки порошка; взрыв газовой смеси в стволе. Состав взрывчатой смеси и степень заполнения ствола существенно влияют на энергетические характеристики продуктов детонации. От процентного соотношения горючего, окислителя и разбавителя, а также от их объёма зависит количество тепла, выделяющегося при детонации; степень термической диссоциации продуктов детонации; химическая активность продуктов детонации по отношению к наносимому материалу; температура и скорость истечения из ствола порошка. 14)Какие рабочие и вспомогательные газы применяют при детонационном процессе напыление? Рабочие газы: Ацетилен, пропан, водород, метан Вспомогательные газы: оксид алюминия , самофлюсующиеся сплавы. Для повышения износостойкости используют карбиды вольфрама , титана , хрома , борид хрома с добавками 8-20 % Ni или Co 15)Холодное газотермическое напыление. Типовая схема технологического процесса. При холодном напылении речь идёт о новом поколении сверхзвукового газопламенного напыления. Кинетическая энергия напыляемых частиц при этом увеличивается, а термическая энергия уменьшается. Тем самым можно создавать почти полностью безоксидные покрытия. Этот новый способ известен под именем CGDM (Cold Gas Dynamic Spray Method). Порошок нагревается газовой струёй до 6000 С соответствующим давлением ускоряется до скорости более 1000 м/сек и наносится непрерывным потоком на покрываемую поверхность. Поток частиц может фокусироваться от сечения размером 1,5 х 2,5 до 7 х 12 мм. Производительность напыления составляет от 3 до 15 кг в час. Лабораторные исследования показывают, что этим способом производятся покрытия с экстремально высокой адгезией и чрезвычайно плотные. В отличии от других способов газотермического напыления, при которых порошок нагревается до температуры плавления, при холодном напылении порошок нагревается всего на несколько сот градусов. Поэтому окисления порошка и покрытия не происходит, содержание окислов в покрытии ничтожное. Материал покрытия не подвергается изменениям из-за теплового воздействия. Применение: автомобилестроение, коррозионная защита, электроника.  16. Газотермическое напыление с последующим оплавлением. В чем отличие от «холодного» газотермического напыления Напыление с оплавлением — один из наиболее распространённых методов газотермического напыления, позволяющий получить плотные износостойкие коррозионностойкие покрытия с высокой адгезией. Газопламенное напыление покрытий выполняют установками газопорошкового напыления из самофлюсующихся металлических порошков. Самофлюсованием называют самопроизвольное удаление оксидов с поверхности частиц покрытия при их оплавлении. Для этого оксиды должны иметь невысокую температуру плавления, небольшую плотность и высокую жидкотекучесть. Наиболее часто для этих целей применяют сплавы на никелевой основе системы Ni-Cr-B-Si. Оксиды B2O3-Cr2O3-SiO2 образуют легкоплавкий шлак, всплывающий при оплавлении на поверхность в виде тонкого стекловидного налёта. Выдержка при температуре оплавления 1050-1080 °C должна составлять 1-2 мин. Кроме флюсования при оплавлении происходит формирование износостойкой структуры, основу которой составляют боридные и карбидные фазы высокой твёрдости. Напыление с оплавлением проводится как вручную, так и в автоматизированном режиме. Оплавление может производиться специализированными горелками (предпочтительно), стандартными ацетилен-кислородными горелками, в печи, либо индукционным методом. Оплавленные покрытия системы NiCrBSi примерно в 1,5 раза превосходят по износостойкости улучшенную сталь 38ХМЮА. К недостаткам метода относят: высокая температура при оплавлении, которая часто приводит к термическим поводкам; Высокие требования к качеству и грануляционному составу самофлюсующихся порошков. Недостаточно качественный материал может привести к повышенной пористости покрытия, неполному или неравномерному оплавлению частиц; Относительно большие припуски под мехобработку; Холодное газодинамическое напыление (ХГН) (англ. ColdSpray) металлических покрытий — это процесс формирования металлических покрытий при соударении холодных (с температурой, существенно меньшей температуры плавления) металлических частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком до скорости несколько сот метров в секунду, с поверхностью обрабатываемой детали. При ударах нерасплавленных металлических частиц о подложку происходит их пластическая деформация и кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло, обеспечивая формирование сплошного слоя из плотно упакованных металлических частиц. Основной особенностью ХГН является отсутствие высоких температур в процессе формирования металлических покрытий, следовательно, отсутствие окисления материалов частиц и основы, процессов неравновесной кристаллизации, высоких внутренних напряжений в обрабатываемых деталях. 17. Ионно-вакуумное напыление. Сущность процесса Ионно вакуумное напыление – это процесс покрытия материала специальными слоями, которые защищают его от разного рода воздействия. Данный способ состоит в разбрызгивании вещества наносимого элемента, пребывающего под отрицательным потенциалом, вследствие бомбардировки ионами пассивного газа, появляющихся в ходе возбужденности перетлевающего разряда изнутри конструкции вакуумного напыления. Материал негативно заряженного электрода распыляется перед воздействием ударяющихся о него ионизованных атомов пассивного газа. Данные пульверизированные промежуточные атомы и осаждаются сверху подложки. Основным превосходством ионно-вакуумного способа напыления представляется отсутствие потребности нагрева испарителя вплоть до высочайшей температуры. 18. Основные способы электрохимических покрытий (гальванопокрытий) Покрытия гальванические широко используются как средство защиты от коррозии и механических повреждений, одновременно делая их красивыми, необычными и яркими. Это отличная возможность обеспечить качественную защиту любым изделиям из металла. Гальваническая покраска бывает разных видов. Хромирование. В несколько раз повышает устойчивость воздействия агрессивных сред, высокой влажности. Делает изделие прочней, долговечней, красивей. Блестящая поверхность отлично смотрится. Цинкование. Гальваническое покрытие тонким слоем цинка помогает противостоять любым капризам природы, защищая от попадания влаги, скачков температур, механических повреждений. Покрытие хорошо защищает от негативного электрохимического воздействия. Меднение. Специальная химическая обработка делает изделие более устойчивым перед агрессивной средой, защищая от коррозии. Микро выравнивание поверхности придает товару привлекательный внешний вид. Нанесение золота и серебра. Услуги по нанесению гальванических покрытий драгоценных металлов мгновенно увеличивает их себестоимость, делая нарядными, броскими, необычными. При этом в несколько раз повышается антикоррозийная защита. Никелирование. Вместе с улучшением эстетического вида, становится надежным барьером на пути ржавчины, скачков температур, механических повреждений. 19. Способы пластического деформирования Холодная деформация. Наклеп Холодная деформация проходит при температурах, ниже tрек. В ее результате возникает искажение кристаллической структуры материала. Все зерна растягиваются в одном направлении. Растет прочность, а свойства пластичности снижаются. Это упрочнение называется наклеп (нагортовка). Он может быть: полезным — наклепанный слой формируется специально, например в дробеметных машинах, накатыванием поверхностей роликами или шариками, чеканкой бойками, гидроабразивными методами; неумышленным (вредным) – возникает при воздействии на металл существенных давлений со стороны обрабатывающего инструмента. Причина наклепа заключается в развороте плоскостей скольжения и усилении искажений кристаллической решетки. Упрочненный, наклепанный металл быстро вступает в химические реакции, хорошо корродирует и склонен к коррозионному растрескиванию. Деформировать его затруднительно. Но наклеп повышает свойство сопротивления усталости. Горячая деформация Горячая деформация имеет такие характерные признаки: Температура, выше tрек. Материал приобретает равноосную (рекристаллизованную) структуру. Сопротивление материала деформированию ниже в десять раз, чем при холодной. Отсутствует упрочнение. Свойства пластичности более высокие, чем при холодной. Благодаря этим обстоятельствам, технологии горячей деформации применяются при обработке давлением крупных заготовок, малопластичных и сложно деформируемых материалов, литых заготовок. При этом используется оборудование меньшей мощности, чем для холодной деформации. Недостаток процесса — возникновение окалины на поверхности заготовок. Это снижает показатели качества и возможность обеспечения требуемых размеров. Способы ремонтной сварки чугуна Сварка полуавтоматом Чтобы правильно выполнить сварку чугуна полуавтоматом, нужно рассмотреть правильную технологию. Также потребуется специальная проволока для сварки полуавтоматом чугуна. Обычно данный метод производиться при помощи трех способов сварки: холодная сварка чугуна. Она подходит для небольших коротких швов, заделки трещин, для работы с тонкими деталями из чугуна. Никакого подготовительного этапа не потребуется, достаточно только лишь провести кончиком проволоки по области сварки. Схватывание дуги происходит практически сразу, потребуется удержать ее в течение нескольких секунда, а в это время нужно провести проволокой по месту шва; полугорячая сварка чугуна полуавтоматом обычной проволокой применяется для сваривания более сложных участков. Уровень температуры нагревания составляет около 350 градусов Цельсия. горячая сварка применяется для изготовления сварных швов с высокой прочностью, которые обладают повышенными качествами на изгиб и излом. Во время него применяется проволока сварочная для чугуна ПП АНЧ-3. Нагревание производится в печи или при помощи газовой горелки. Нагревание производится до температуры 600 градусов Цельсия. Сварка аргоном Этот метод не оправдывает себя для изделий из чугунных сплавов. Соединение получается, как на воздухе с подогревом, но при этом сильно возрастают затраты. Технология сварки чугуна и стали аргоном обычно предусматривает наличие нейтральной среды. При осуществлении сварки в данной среде в соединении могут образоваться микротрещины, а также будет наблюдаться неравномерная закалка. Если дополнительно к сварке подать инертный газ аргон, то химический состав в сварочной ванне никак не поменяется. Если применяется аргон, совсем не имеет значения способ сварки. Качество сварных швов получается одинаково хорошее при любом соединении деталей - встык, внахлест, заплатка. TIG сварка чугуна с использованием аргона считается самым оптимальным вариантом, который позволяет сделать прочный шов. При помощи газа можно варить практически любые сочетания. Газовая сварка Газовая сварка чугуна в основном применяется в случаях, когда требуется получение высокопрочного сварного шва, но при условии соблюдения небольшого провара поверхности основного металла. На показатель качества сварного соединения оказывают влияние следующие составляющие: Для получения прочного соединения необходимо показатель напряжения дуги должен быть от 18 до 21 В; сила тока - 100-120 А; скорость прохождения не больше 12 м в час; сварные работы должны выполняться с использованием специальных сварных проволок 09Г2СА или ПАНЧ 11 с размером диаметра 1 мм Сварка инвертором Процесс подготовки чугуна для сварки инвертором должен проводиться с учетом следующих рекомендаций: в первую очередь необходимая область зачищается болгаркой. Для зачистки рекомендуется применять лепестковый круг или другую наиболее подходящую насадку; после того как будет проведена зачистка верхнего слоя до не окисленного металла требуется выполнить обезжиривание. Данный процесс может выполняться при помощи бензина или любого другого растворителя; если требуется заделать трещину, то ее нужно расчистить до полного окончания. После этого в этом месте необходимо просверлить отверстие с размером диаметра 10 мм. Сварка чугуна инвертором может осуществляться послойно и с использованием опорных элементов - шпилек. Они полностью состоят из стали. Применение данных опорных элементов должно сопровождаться с учетом важных требований: размеры данных элементов должны быть точными, их размер диаметра не должен быть больше 40 % от толщины чугуна; показатель выступа шпильки над металлом составляет не более 4-6 мм; расстояние между ними не должно превышать 6 мм; количество используемых шпилек должно зависеть от параметров соединения, но их не должно быть больше 25 % от площади излома. Также могут применяться специальные электроды. Для сплава этого вида подойдут электроды с добавлением никеля, меди, хрома и других лигатур, которые способствуют прочному наплавлению чугуна. Технология и материалы для сварки чугуна без подогрева ("холодная" сварка); с подогревом ("горячая" сварка). "Холодная" сварка более проста в исполнении, но для получения качественного, прочного шва необходимо применение специальных электродов. При использовании электродов для стали, металл шва при "холодной" сварке представляет собой высокоуглеродистую закаленную сталь со значительным содержанием кремния, марганца, а иногда серы, фосфора и прочих элементов, которые содержатся в чугуне. Помимо того, что такой шов нельзя обрабатывать режущим инструментом, он еще склонен и к образованию трещин. Быстрое охлаждение металла приводит к тому, что чугун, находящийся в непосредственной близости от шва, приобретает структуру белого чугуна, характеризующуюся хрупкостью и твердостью. Между швом и основным металлом образуется полоска отбеленного чугуна около 1 мм шириной, а за ней располагается широкая полоса закаленного чугуна. В шве могут возникать поры из-за газообразования. Таковы последствия сваривания чугуна стальным электродом без подогрева. "Горячая" сварка избавлена от многих недостатков "холодной" - особенно тех, которые связанны с закалочными процессами и отбеливанием чугуна. Она имеет различные вариации в зависимости от характера и вида подогрева - общего или местного, горячего (500-600°С), полугорячего (300-400°C) или теплого (150-200°С). Технология сварки чугуна "горячим" способом заключается в подогреве детали до необходимой температуры, непосредственно перед сваркой и медленном охлаждении металла. Основные требования к подогреву - температура не должна превышать 600-650°С во избежание нежелательных структурных изменений в чугуне, а скорость нагрева должна быть 120-150°С в час. Медленным должно быть и охлаждение, т.к. иначе происходить отбеливание чугуна. Плавного охлаждения добиваются, используя различные подходящие способы, - осуществляя поддерживающий подогрев, поместив деталь в горячую печь и охлаждая вместе с ней, или, в крайнем случае, укутав ее каким-нибудь негорючим тепло сберегающим материалом. Порошковые материалы, применяемые для восстановления деталей. Применяют порошковые материалы как однородные (металлы, сплавы, оксиды, бескислородные тугоплавкие соединения), так и сложной структуры (механические смеси, композиционные порошки, в том числе вступающие при нагревании в экзотермические реакции с выделением тепловой энергии). Для напыления покрытий применяют порошки преимущественно грануляции 0,04—0,10 мм. металлы (Ni, Al, Mo, Ti, Cr, Сu); сплавы (легированные стали и чугун, никелевые, медные, кобальтовые, титановые сплавы, в том числе самофлюсующиеся сплавы Ni—Cr—В—Si, Ni—В—Si, Со—Ni—Сг—В—Si, Ni— Сu—В—Si); оксиды (Al, Ti, Cr, Zr и др. и их композиции); бескислородные тугоплавкие соединения и твердые сплавы (карбиды Cr, Ti, W и др. и их композиции с Сu и Ni); композиционные порошки, в том числе плакированные Ni — графит, Ni—Al и др.; конгломерированные Ni—Аl, NiCrBSi—Al и др.; механические смеси (Cr3C2 + NiCr, NiCrBSi+WC и др.) Как разделяются порошковые материалы в зависимости от их поведения в процессе напыления Порошки по характеру их поведения при напылении разделяются на две группы: экзотермически реагирующие и термонейтральные. Применение экзотермически реагирующих порошков характеризуется протеканием в их объеме химических реакций с активным выделением теплоты. Экзотермическими реакциями сопровождается взаимодействие большинства элементов периодической таблицы с бором, углеродом, азотом, кремнием, серой, алюминием и др.: + aX + bY = Z, где X - металл (Ti, Zr, Nb, Ta, Mo, W); Y - металлоиды (В, C, N, Si, S, Se, Al); Z - продукты реакции: бориды, нитриды, интерме-таллиды, карбиды, силициды. 25. Виды наплавки Электродуговая наплавка. Чаще всего для наплавления металла применяют традиционное электродуговое оборудование. При ручной дуговой наплавке это стандартные выпрямители и инверторы постоянного тока, подключенные плюсом на электрод, а минусом — на деталь. Такая схема включения используется для снижения глубины проплавления и общего нагрева изделия. Вручную металлы наплавляют как штучными обмазанными электродами, так и с помощью аппаратов с не расходуемыми электродами и полуавтоматов с защитной средой из газа. Ручная электродуговая наплавка угольными электродами с использованием порошковых смесей применяется для создания упрочняющих поверхностных слоев. В этом случае для обеспечения устойчивого плавления металла в присадочном порошке применяют включение с прямой полярностью (плюс на детали), повышающее нагрев поверхностного слоя изделия. В составе механизированного наплавочного оборудования обычно используют сварочные полуавтоматы с подачей сплошной или порошковой проволоки, позволяющей вести работу под флюсом. Такие установки имеют высокую производительность и обеспечивают высокое качество наплавленной поверхности. Основному процессу предшествует зачистка металла с помощью прямошлифовальной машинки и разогрев места наплавления газовой горелкой. В качестве присадочного материала используется наплавочная проволока с омеднением. Вибродуговая наплавка с применением проволоки Вибродуговая наплавка применяется для нанесения металла толщиной менее одного миллиметра с минимальным нагревом верхнего слоя основы. Эта технология представляет собой прерывистый сварочный процесс, во время которого электрод совершает колебательные движения в осевом направлении с частотой до ста герц и амплитудой от 0.3 до 3 мм. В результате таких колебаний время существования дуги составляет около одной пятой от времени всего рабочего цикла и на поверхность переносится малое количество металла. Поэтому глубина провара получается небольшой, а тепловое воздействие на основную деталь — минимальным. Вибродуговое наплавление выполняют с помощью полуавтоматов, оснащенных специальными электромеханическими устройствами прерывистой подачи, при этом используется проволока для наплавки диаметром 1.6÷2 мм. Процесс наплавления осуществляется в защитной среде из газа, водных растворов или пены. Газопламенная наплавка. Газопламенная наплавка считается самым простым и доступным способом наплавления металла, при котором источником тепла служит пламя горящего ацетилена или пропан-бутановой смеси. В качестве присадочного материала применяется сварочная проволока или прутки, которые подаются в зону, а для флюсов чаще всего используют смеси на основе буры и борной кислоты. Детали небольшого размера наплавляют без предварительного разогрева, а крупные перед наплавкой необходимо нагревать до температуры не менее 500 ºC. Кроме проволочных и прутковых присадок, при газопламенном наплавлении также используют порошковые, которые направляются в газовую струю из специального накопителя, плавятся в потоке пламени и в виде мелких капель металла оседают на поверхности детали. Плазменная наплавка. Плазменная наплавка выполняется на специальных сварочных аппаратах, которые называются плазмотронами. Главным элементом такого оборудования является специальная горелка, в которой формируется поток газовой плазмы, достигающий температуры в несколько десятков тысяч градусов. При плазменной наплавке применяют традиционные присадочные материалы, в том числе и гранулированные смеси, которые подают в рабочую зону механизированным способом. Этот вид наплавочной технологии характеризуется небольшой глубиной проплавления основной детали в сочетании с качественной структурой наплавленного слоя металла. Электрошлаковая наплавка. Электрошлаковая наплавка — это термический процесс, при котором источником нагрева гранулированной присадочной смеси, наносимой на поверхность детали, является шлаковая ванна. Такое устройство представляет собой небольшую емкость с кристаллизатором, перемещаемую вдоль поверхности базовой детали. Сверху в нее опускается плавящийся электрод или подается гранулированная присадка, при этом плавление металла происходит под слоем шлака и флюса, защищающего зону наплавления от нежелательного воздействия атмосферных газов. Вертикальное расположение шлаковой ванны способствует всплыванию пузырьков газа и частиц шлака, что способствует уменьшению количества пор и твердых включений в наплавленном металле. Кроме того, шлаковый слой защищает от разбрызгивания металла и сохраняет тепло рабочей зоны, поэтому эта технология характеризуется пониженным энергопотреблением. Одними из немногих ее недостатков являются повышенная сложность технологического процесса и невозможность работы с деталями малого размера и сложной конфигурации. Лазерная наплавка. Лазерная наплавка работает по тому же принципу, что и порошковые плазменная и газопламенная. Здесь также создается поток присадочного материала из порошка с соединениями металлов и флюса, только его расплавление производится при помощи сфокусированного луча лазера. Основным элементом лазерных установок является специальная головка с соплом, в котором образуется нагретый лазером поток газа, и порошковым инжектором, впрыскивающим в этот поток присадочный порошок. По сравнению с другими видами наплавочных технологий лазерная наплавка характеризуется высокой точностью и стабильностью технологических режимов. Индукционная наплавка Индукционная наплавка основана на расплавлении присадочного материала и верхнего слоя металла вихревыми токами, наводимыми на поверхность изделия с помощью высокочастотного поля. Для этого на участок детали, предназначенный к наплавлению металлом, вначале наносится слой присадочного материала с флюсом. Затем над ним на небольшом расстоянии размещается индуктор, представляющий собой несколько витков медной трубки или шинки, на которую подается высокочастотное напряжение. Глубина проплавления металла базовой детали зависит от частоты тока индуктора: чем выше частота, тем на меньшую глубину проникают вихревые токи. Этот метод наплавления имеет одну из самых высоких производительностей и обеспечивает минимальный нагрев металла изделия. Электроискровая наплавка Электроискровая наплавка — это одна из разновидностей электроэрозионной обработки, основанной на воздействии кратковременных электрических разрядов на поверхность металлического изделия. Основные элементы электроискровой установки — это электромагнитный осциллятор и электрод, из которого при искровых разрядах вырываются частицы металла. Поскольку ионы металлов обладают положительным зарядом, электрод подключается к плюсу, а деталь — к минусу. С помощью электроискрового метода наносят покрытия толщиной от нескольких микрон до 0.5 мм. При этом наплавленный металл получается плотным и мелкопористым, что способствует хорошему удержанию масла на поверхностях трения. Одно из главных достоинств этой технологии — практически полное отсутствие нагрева обрабатываемой поверхности, что позволяет избежать деформации изделия и изменения структуры металла. 24. В чём состоит эффект самофлюсующихся порошков Самофлюсующиеся порошки на основе кобальта обладают повышенной коррозионной стойкостью и устойчивостью против трещинообразования. Наиболее распространенными самофлюсующимися порошками являются сплавы на основе никеля, легированные бором и кремнием. Они отличаются высокими технологическими свойствами и низкой температурой плавления, что позволяет наплавлять стальные детали на воздухе. Покрытия стойки к воздействию агрессивных сред, повышенных температур, износоустойчивы при трении по металлу со смазкой и без нее, а также при абразивном изнашивании. Для газопорошковой наплавки применяют самофлюсующиеся порошки на хромборни-келевой основе с добавками кремния. Частицы порошков должны иметь строго сферическую форму размером 40 - 100 мкм. Наличие в них бора и кремния придает им самофлюсующие свойства и наплавка производится без применения флюса, что выгодно отличает газопорошковую пайкосварку от других способов наплавки. Самофлюсующиеся порошки на основе кобальта обладают повышенной коррозионной стойкостью и устойчивостью против трещинообразования. Особенно это важно для самофлюсующихся порошков. В них бор является основным легирующим элементом. Особое преимущество материалов этого класса состоит в том, что качественное оплавление покрытия происходит без применения дополнительных флюсов или защитных сред. Химический состав сплавов обеспечивает пониженную температуру плавления, расплав хорошо смачивает наплавляемую поверхность, удаляет оксидные пленки, частично растворяет подложку, что в конечном итоге приводит к формированию высококачественного покрытия с минимальной пористостью, высокой прочностью сцепления с основой и ровной, гладкой поверхностью. Основными элементами, обеспечивающими самофлюсование сплава, являются бор и кремний. Эти элементы имеют высокое сродство к кислороду. В настоящее время выпускают самофлюсующиеся порошки на основе кобальта, никеля и железа. Вопрос 26.Лазерная наплавкаЛазерная наплавка - технология, позволяющая восстанавливать детали из металла, которые при эксплуатации подвергаются повышенному износу, динамическим нагрузкам и механическим воздействиям. Лучом, генерируемым станком, на поверхности изделия создается ванна расплава. В эту зону подают присадки: порошок, проволока, газопорошок или другой материал. В результате образуются сварные наплавки, восстанавливающие изношенную структуру изделий. Широкое применение данный метод получил на предприятиях и в мастерских, занимающихся изготовлением и ремонтом металлических инструментов, штампов, пресс-форм, компонентов компрессорного оборудования и пр. В ходе технологического процесса убираются трещины, сколы, царапины, задиры, забоины и прочие дефекты поверхности, восстанавливается прочность изделия. Технология лазерной наплавки Работы выполняются на станках, оснащенных лазерными генераторами диодного, алюмоиттриевого или оптоволоконного типа. Они способны генерировать лучи с длиной волны 0,9-1,3 мкм. В таком диапазоне лучше всего поглощает большая часть чистых металлов. Наибольшее распространение получили диодные лазеры. Они обеспечивают максимально равномерную плотность распределения в месте, где фокусируется луч. Лазерная наплавка металла выполняется с применением порошковых, газопорошковых присадок и проволоки. Разными бывают и способы подачи расходного материала: коаксиальная, латеральная, радиальная. Вопрос 27 Сварка алюминия и его сплавов обладает некоторыми сложностями и трудностями, которые могут повлиять на дальнейшее качество и прочность сварных швов. Это объясняется определенными особенностями данного металла: главная трудность тепловой обработки заключается в том, что на поверхности металла постоянно образуется окисная пленка. Она плавится при высоких температурах - 2044 градусов. А сам металл расплавляется при сниженной температуре - при 660 градусах; во время сварки алюминия в сварной области образуются капли сварного металла, на которых быстро образуется покрытие из окисной тугоплавкой пленки. Именно она предотвращает получение равномерного соединения. Чтобы предотвратить все эти проблемы алюминиевая сварка должна выполняться с применением защиты сварной области от взаимодействия с окружающим воздухом. Для этих целей применяется аргоновый газ; при расплавлении у алюминия наблюдается высокая степень текучести, именно это создает трудности при формировании сварной ванны. По этой причине технология сварки алюминиевых сплавов рекомендует применять специальные подкладки с теплоотводящей структурой; в состав алюминия входит водород в растворенном виде, который во время застывания металла начинает выходить наружу. Это может привести к появлению в области шва пор и кристаллизованных трещин. Многие сплавы из алюминия имеют в составе повышенный уровень кремния, именно это вызывает появление трещин во время охлаждения деталей; алюминий обладает высоким коэффициентом линейного расширения. Из-за этого возникает сильная усадка металла во время его застывания. Все это приводит к деформированию соединений у деталей, которые применяются для сваривания; процесс сварки сплавов из алюминия должен проводиться только под воздействием высоких разрядов тока. Это объясняется тем, что этот металл имеет высокую теплопроводность. А вот во время сварки других сталей применяются токи с наименьшей силой - 1,2-15 раза. Это связано с тем, что они в отличие от алюминия имеют более высокую температуру плавления; сварка алюминия дома может быть затруднена тем, что часто не получается определить точную марку сплава, из которого выполняются соединяемые детали. Это может достаточно сильно осложнить выбор режимов сварки и применяемых для ее выполнения методов. Вопрос 28 Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Единичными показателями долговечности являются средний ресурс, средний срок службы. Понятие ресурс применяется при характеристике долговечности по наработке изделия, а срок службы — при характеристике долговечности по календарному времени. [c.195] Количественным показателем долговечности этих изделий, как и изделий технологического назначения, будет технический ресурс. Измеритель же наработки должен выбираться исходя из характерна работы оборудования. [c.79] Установление перечня технических требований предполагает необходимость осуществления прогнозных исследований с учетом тенденций развития соответствующих типов электроизделий и изменения их технических характеристик, а также изучение основных направлений развития технологии и организации производства этих изделий. Прогнозы должны быть разработаны по конкретным техническим показателям . техническим параметрам, показателям долговечности и надежности, конструктивным характеристикам, применяемым материалам, изменениям технологических методов и т. д. Вопрос 29 Основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 23.002-78. В частности, по этому ГОСТУ результат изнашивания определен термином износ. Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы, а износ за единицу времени - как скорость изнашивания, м/ч: J=Dh/t, где Dh - величина износа, (линейный износ) или толщина удаленного слоя, м; t - время, ч. Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:  (безразмерная величина),где Dh - величина износа, м, а L - путь трения, м. Представление о характере изнашивания можно получить из краткого обзора основных разновидностей изнашивания. Их описание предварим следующим замечанием. В трибологии принято за основу классификации видов изнашивания принимать отчетливо наблюдаемый или иным образом установленный преобладающий вид разрушения поверхностей трения. |