46506

Поверхностное упрочнение детали. Выбор метода поверхностного упрочнения

Доклад

Производство и промышленные технологии

При обработке поверхности шлифованием и полированием устраняющей неровности которые служат концентраторами напряжений повышается усталостная прочность детали. Назначение метода упрочняющей обработки зависит от условий работы детали в машине и ее технологических особенностей. Деталь помещают внутри спирали индуктора или под проводником по которому пропускается переменный ток большой частоты; он вызывает появление вихревых токов на поверхности детали и быстро разогревает слой с наибольшей плотностью индуцированного тока.

Русский

2013-11-23

18.07 KB

29 чел.

  1.   Поверхностное упрочнение детали. Выбор метода поверхностного упрочнения.

Под упрочнением понимается повышение сопротивляемости материала или заготовки разрушению или остаточной деформации.

При обработке поверхности шлифованием и полированием, устраняющей неровности, которые служат концентраторами напряжений, повышается усталостная прочность детали. Поверхности деталей дополнительно упрочняют более эффективными методами упрочняющей обработки: термической, химико-термической, электроискровой, пластическим деформированием и нанесением износостойких материалов.

Назначение метода упрочняющей обработки зависит от условий работы детали в машине и ее технологических особенностей.

Термическая обработка. Поверхностная закалка — один из видов упрочняющей термической обработки стальных и чугунных деталей. Закалка позволяет значительно повысить прочность и износостойкость деталей. Прочность углеродистой стали можно увеличить обычной закалкой и отпуском в 1,5—2 раза, а легированной стали даже в 2—3 раза.

Поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты основана на использовании явлений индукции и поверхностного эффекта. Деталь помещают внутри спирали (индуктора) или под проводником, по которому пропускается переменный ток большой частоты; он вызывает появление вихревых токов на поверхности детали, и быстро разогревает слой с наибольшей плотностью индуцированного тока. По достижении заданной температуры нагрева деталь интенсивно охлаждают струей жидкости.

Имеющая небольшое применение в промышленности поверхностная закалка в электролите заключается в нагреве детали (катода), помещенной в электролит, через который пропускается постоянный ток высокого напряжения. Закалка осуществляется опусканием детали в специальную ванну или в струе электролита при выключенном токе, а также при помощи специального спрейера.

Упрочняющая химико-термическая обработка (ХТО) — это процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя металлических деталей активными элементами, обеспечивающими получение определенных физико-механических свойств для повышения твердости, усталостной прочности, износостойкости, жаростойкости и коррозионной стойкости.

Цементация — процесс науглероживания поверхностного слоя стальных деталей, нагретых до температуры свыше 900—940° С, что определяет наибольшую скорость протекания процесса

Детали после цементации и последующей закалки имеют повышенную твердость (HRC 58—62) и прочность поверхностного слоя. Цементация повышает усталостную прочность деталей, благодаря увеличению твердости, прочности цементированного слоя и образованию в нем внутренних напряжений сжатия, которые снижают влияние концентраторов напряжений.

Азотирование— один из процессов химико-термической обработки, при котором поверхностные слои насыщаются расплавленными серосодержащими солями или в газовых средах. Его можно применять для обработки деталей нефтегазопромыслового оборудования, так как при этом способе облегчаются и доводочные операции.

Цинкование  - процесс насыщ цинком. Детали погружаюти в расплавленный цинк или порошок цинка.

Упрочняющая электроискровая обработка (ЭИО) основана на протекании импульсного разряда между электродом (анодом) и деталью (катодом).Сущность ЭИО заключается в полярном переносе материала электрода на деталь (наращивание) при одновременном термическом воздействии тока и легировании поверхности детали элементами упрочняющего электрода и азота воздуха. Упрочненный слой отличается высокой твердостью, обусловленной образованием карбидов, нитридов, карбонитридов и закалочных структур.

Электроискровое упрочнение и нанесение металла происходит в воздушной или газовой среде при тепловом и химическом действии электрического разряда между поверхностью изделия и упрочняющим электродом, которому сообщается колебательное движение от вибратора. За очень короткое время электроискрового разряда (10~5 — 10~8 с) через электроды проходит мощный (до 106 А/мм2) импульс тока, накопленного в конденсаторах. Температура в межэлектродном зазоре повышается до 11 000° С. При такой температуре азот и легирующие элементы, содержащиеся в электроде, легируют поверхность детали, повышая ее физико-механические свойства.

Недостаток метода: невозможность получения упрочненного слоя значительной толщины и снижение усталостной прочности.

Упрочняющую обработку поверхностным пластическим деформированием (ППД) применяют в основном для повышения усталостной прочности деталей.

Поверхностный наклеп (ПН) представляет собой поверхностное пластическое деформирование с изменением структуры материала без его полной рекристаллизации. Пластическая деформация приводит к измельчению зерен и уменьшению их размеров, создает текстуру.

Обработка дробью – пластич деформирование под действием кинетическ энергии потока дроби. При этом повышается твердость, предел выносливости.

Раскатывание применяют для упрочняющей обработки вогнутых поверхностей деталей из стали, чугуна и цветных металлов.

Гидроабразивная – струя жид-ти, содержащая абразивный материал выбрасывается со скоростью 50…70м/с.при этом методе снимается верхний слой и пластич деформируются нежележащ слои.

Упрочняющая чеканка – основана на ударном воздействии бойков на обрабатываемую пов-ть, в результате происходит наклеп.  

Термомеханич обработка – сочетание операций термо и мех обработок. Для осущест-я использ-ся прокатное, волочильное, ковочное, и штампов-е оборудов-е. Для закалки устанавл охлажд устройство.

Эффективным методом поверхностного упрочнения деталей машин является наплавка материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Этот метод экономичен, так как наплавке подвергают только те поверхности, которые работают в условиях интенсивного изнашивания и, как правило, масса наплавленного материала составляет малую долю от массы детали.Долговечность упрочненных деталей определяется свойствами наплавленного материала, поэтому наносимый материал или сплав выбирают с учетом условий эксплуатации детали и применяемого метода наплавки.

Большое применение имеют следующие группы наплавочных материалов:

1) стали, легированные марганцем, хромом, никелем, вольфрамом, молибденом;

2) сплавы на основе железа — высокохромистые, вольфрамовые, молибденовые, чугуны, а также сплавы с высоким содержанием хрома, вольфрама, кобальта, молибдена;

3) сплавы на основе вольфрама, кобальта, никеля.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42011. Вычислительные машины, системы и сети 1.32 MB
  Цель работы Изучение преобразования Фурье и его основных свойств а также методики получения быстрого преобразования Фурье БПФ. Теоретические сведения Ортогональные функции Для лучшего понимания вопроса о рядах Фурье дадим определение ортогональным функциям.
42012. Топливо и его использование. Лабораторный практикум 672.5 KB
  Приборы и оборудование: шкаф сушильный электрический с терморегулятором, обеспечивающий устойчивую температуру нагрева от 40 до 110 ºС, с отверстиями для естественной вентиляции; пронумерованные бюксы стеклянные с крышками для определения влаги в лабораторной или аналитической пробе; противни из неокисляющегося металла для подсушивания проб; эксикаторы, наполненные свежепросушенным силикагелем или другими высушивающими веществами; весы микроаналитические с пределом взвешивания до 0,001 г.
42013. Физика шпаргалка на казахском языке 1.42 MB
  Физика пәнінде оптиканың орны және басқа пәндермен байланысын көрсетіңіз. Жарықтың электромагниттік табиғатын көрсетіңіз. Абсолют және салыстырмалы сыну көрсеткіші. ЭМ толқындар шкаласы. Монохромат жарықтың интерференциясы. Когеренттіліктің ұзындығы және уақыты. Интерференциялық аспаптар...
42014. Традиції в архітектурі, курс лекцій 241.5 KB
  Традиція – це елементи соціальної i культурної спадщини, що переходять від покоління до покоління i зберігаються протягом тривалого часу. Традиція поширюється на широку область соціальних явищ, але найбільше значення вона має в релігії, мистецтві (в тому числі в архітектурі), в науці.
42015. Ассиметричная криптосистема Эль-Гамаля. Криптосистемы, основанные на эллиптических кривых 212 KB
  Криптосистемы основанные на эллиптических кривых. Ознакомиться с принципом функционирования криптосистем основанных на эллиптических кривых. Освоить реализации обмена ключами с использованием эллиптических кривых а также процедуру шифрования дешифрования использующую данный метод. Рассмотреть принцип организации опроцедуры шифрования и обмена ключами с использованием эллиптических кривых.
42016. Метрологія та вимірювальна техніка та напряму. Метрологія, стандартизація та сертифікація 799 KB
  До звіту включають: мету роботи; лабораторне завдання; протокол повірки; висновки з оцінкою проведеного експерименту та поясненням отриманих результатів. Мета роботи набуття навичок дослідження основних метрологічних характеристик МХ засобів вимірювальної техніки практичне засвоєння методики повірки генераторів сигналів низької частоти ГНЧ закріплення знань з принципів побудови та застосування повірочного обладнання.1 Завдання на самостійну...
42017. Электротехнические дисциплины. Методические указания 1.41 MB
  Принятые обозначения I действующее значение тока А; U действующее значение напряжения В; Im амплитудное значение тока А; Um амплитудное значение напряжения В; E действующее значение ЭДС В; Em амплитудное значение ЭДС В; R сопротивление резистора Ом; L индуктивность катушки индуктивности Гн; C емкость конденсатора Ф; r активное сопротивление Ом; G проводимость См; g активная проводимость См; Z полное сопротивление Ом; Y полная проводимость См; z комплексное...