Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение - файл n5.doc

приобрести
Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение
скачать (43216.2 kb.)
Доступные файлы (11):
n1.rar
n2.rar
n3.rar
n4.rar
n5.doc36kb.23.04.2007 09:22скачать
n6.rar
n7.rar
n8.rar
n9.rar
n10.rar
n11.rar

n5.doc

Поверхностное упрочнение
Существует много методов деформационного упрочнения деталей, основанных на статическом и динамическом воздействии на поверхностный слой, вызывающем в нем пластическую деформацию. Основные из них: дробеструйный, гидро- и пневмогидродробеструйный; гидро и виброгалтовка; обработка стальными шариками, колеблющимися с ультразвуковой частотой (ультразвуковое деформационное упрочнение); обкатка роликами и шариками; алмазное выглаживание; упрочнение энергией взрыва.

Выбор метода деформационного упрочнения предопределяется прежде всего формой и размерами детали.

Дробеструйная обработка применяется для упрочнения деталей из сталей, чугуна и сплавов небольших размеров, сложной конфигурации или с малой жесткостью (шестерни, пружины, рессоры и др). Глубина наклепа при обдувке дробью не превышает 0,8 мм.

Дробеструйная обработка ухудшает исходную шероховатость поверхности детали. Режим обработки определяется скоростью дроби, расходом ее за единицу времени и продолжительностью обдува.

Деформационное упрочнение поверхностного слоя гидро- и пневмогидродробеструйной обработки производят стальными шариками с эмульсией или трансформаторным маслом на специальных установках, принцип действия которых основан на эжекции.

Обрабатываемая деталь (лопатка, закрепленная замком в переходнике) совершает вращательное движение ( ~20 об/мин) и возвратно – поступательное движение (20…50 мм в мин) относительно сопел. Сопла-эжекторы расположены на дне камеры на расстоянии 200…250 мм от оси вращения лопаток. При подаче воздуха из сети или смазочно-охлаждающей жидкости под давлением от местной насосной станции в эжекторе создается разряжение и стальные шарики вместе с маслом или эмульсией засасываются в сопло через заборные окна и под давлением подаются на деталь.

Удары дробинок воспринимаются металлом детали через жидкостную пленку, вследствие чего происходит более равномерное распределение ударной нагрузки на поверхность, чес при обработке сухими шариками. Одновременно жидкость оказывает охлаждающее действие. Давление и время обработки устанавливаются в зависимости от материала и размера детали.

Шероховатость поверхности после гидродробеструйной обработки шариками из стали ШХ15 диаметром 1,6 … 2 мм улучшается примерно на 1 класс (Может ухудшаться).
Гидрогалтовка.

Деформационное упрочнение гидрогалтовкой основано на механическом воздействими рабочей смеси (стальная дробь диаметром 0,6 … 08 мм в масле) на обрабатываемую поверхность при их соударении. Наличие масляной пленки создает условия гидравлического удара и жидкостного трения дроби о поверхность детали, что благоприятствует поверхностному деформированию тонкого поверхностного слоя при сохранении высокой чистоты обработанной поверхности. Оптимальный режим упрочнения гидрогалтовкой устанавливают экспериментально. Он зависит от многих факторов: материала детали и температуры нагрева ее в условиях эксплуатации, размеров и формы детали и др. Например, лопатки из титанового сплава ВТ3-1 ротора компрессора обрабатывают по следующему режиму: частота вращения ротора (дробеструйного колеса) 150 об/мин, продолжительность обработки 30 минут. Шероховатость обработанной поверхности 8-9 кл.( Ra=0,63…0,15 мкм), степень наклепа 20%.
Виброгалтовка.

Виброгалтовка в основном осуществляется на инерционных дисбалансных установках, в которых рабочая камера совершает колебательное движение в трех или двух направлениях. При работе вибратора приспособлению с обрабатываемыми деталями и рабочей среде сообщаются колебательные движения с заданнлой частотой и амплитудой. Непрерывно перемещающиеся стальные шарики, ударяясь о поверхность деталей, сглаживают неровности и пластически деформируют поверхностный слой.

Режим виброгалтовки устанавливается экспериментально. Так, для лопаток из стали ЭИ961 применяют следующий режим: амплитуда колебаний – вертикальная 2,9…3,6 мм, боковая – 1,0…1,1мм, осевая – 0,1…0,15 мм; частота колебаний 24 Гц; продолжительность обработки 3ч. Шероховатость поверхности пера после упрочнения 9…10 кл.
Ультразвуковое деформационное упрочнение. (УЗДУ).

Деформационное упрочнение окончательно обработанных лопаток осуществляется стальными шариками диаметром 1…3мм. Заданная степень деформационного упрочнения обеспечивается выбором режима обработки (расстояния детали от вибрирующих стенок камеры, продолжительности обработки, диаметра шариков).

Шероховатость поверхности после деформационного упрочнения ухудшается на 1…2 кл. по сравнению с исходной.
Деформационное упрочнение микрошариками размером 25…200мкм применяется для маложестких деталей сложной геометрической формы, с тонкими кромками, малыми радиусами переходов, галтелями. При этом достигается шероховатость поверхности 8…9 кл. ( Ra=0,63…0,15 мкм).

Микрошариками целесообразно упрочнять такие детали как лопатки и диски компрессора, сепараторы и кольца подшипников и др.
Обкаткой роликами и шариками упрочняют наружные и внутренние цилиндрические поверхности (валы, шейки коленчатых валов, болты и др.), реже – плоскости и фасонные поверхности (шестерни, шлицы, резьбы, пазы в елочных замках лопаток).

При обкатке роликами основными параметрами режима упрочнения являются давление на ролик, подача инструмента и скорость обкатки. Давление на ролик в основном определяет толщину деформированного слоя.

Деформационное упрочнение роликами и шариками улучшает чистоту поверхности, повышает сопротивление усталости и износу, надежность посадок и контактную десткость.
Алмазное выглаживание – отделочно-упрочняющая обработка, обеспечивающая шероховатость поверхности 8…11кл. (Ra=0,63…0,04 мкм) и деформационное упрочнение поверхностного слоя.

Физическая сущность этого метода заключается в пластическом деформировании (выглаживании) поверхностного слоя детали сферическим алмазным наконечником с высокой скоростью и подачей, обеспечивающими непрерывность механического воздействия и взаимное перекрытие следов движения алмазного наконечника.

Выглаживание рекомендуется проводить с применением СОЖ, лучшая из которых – индустриальное масло 20.

Алмазному выглаживанию подвергаются поверхности тел вращения и плоские поверхности деталей из различных конструкционных материалов (валы компрессора и турбины, торцы гаек, переходники, втулки и т.д.)

Оптимальные режимы для алмазного выглаживания некоторых металлических покрытий (хромированных, никелированных, никель-фосфатированных, серебряных) следующие: усилие выглаживания Py=100…200Н, подача 0,05…0,08 мм/об, радиус алмаза 2…5мм.
Деформационное упрочнение энергией взрыва при импульсных нагрузках значительно отличается от упрочнения обычными методами. При ударе с большой скоростью эффект деформационного упрочнения повышается, но при этом , в зависимости от структуры материала могут возникать высокие локальные температуры вызывающие местные фазовые превращения.

Для осуществления деформационного упрочнения взрывом необходимы энергоноситель и среда, передающая давление на упрочняемую деталь.

В качестве энергоносителя чаще всего используют бризантные взрывчатые вещества: гексоген (флегматизированный) и тротил (прессованный и сыпучий), скорость детонации которых не менее 6500 м/с. Инициирование заряда осуществляется непосредственно электродетонатором или детонирующим шнуром ДШ-А.

Для упрочнения взрывом используют заряды сферической, цилиндрической и плоской формы. Форма заряда определяет форму ударной волны и продолжительность механического воздействия на деталь.

Средой, передающей энергию взрыва на обрабатываемую поверхность, могут быть воздух, вода, огнеупорная глина и другие инертные вещества. Чем плотнее среда, тем больше используется энергия взрыва. Лучшей средой является вода (плотность воды в 750 раз больше плотности воздуха), она дешевле, растворяет в себе продукты распада ВВ, лучше поглощает ударную волну.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации