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

67561. МАТРИЦЫ ОПЕРАТОРОВ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА 738 KB
  Мы хотим найти матрицы спиновых операторов в явном виде. Для этого решим сначала более общую задачу - найдем матрицы операторов момента и, которые удовлетворяют коммутационным соотношениям...
67562. КВАЗИКЛАССИЧЕСКОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ 363 KB
  В квантовой механике уравнение Шредингера для сколько-нибудь реалистических систем невозможно решить точно, в квадратурах. Поэтому здесь создано большое количество приближенных методов исследования. Мощнейший из них - теорию возмущений - мы рассмотрим позже.
67563. ТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ 295.5 KB
  Значительный интерес представляет как бы промежуточный случай. Уровни не вырождены (это не случай 2), но они очень близко расположены, так что не выполняется необходимое условие применимости теории возмущений (т.е. это и не случай 1).
67564. ВАРИАЦИОННЫЙ МЕТОД 239 KB
  Ищем функции доставляющие функционалу экстремум при дополнительном условии нормировки. Таким образом вместо того чтобы решать уравнение Шредингера можно искать функции которые доставляют экстремум функционалу J. Возьмем собственные функции гамильтониана...
67565. ОСНОВЫ КВАЗИРЕЛЯТИВИСТСКОЙ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ. УРАВНЕНИЕ КЛЕЙНА-ГОРДОНА 192 KB
  Видим, что трудность проистекает из-за того, что в уравнении - вторая производная по времени. Попытаемся получить релятивистское уравнение первого порядка по времени. Но в СТО время и координаты равноправны, поэтому уравнение должно быть первого порядка и по координатам. Общий вид такого уравнения...
67566. Каналы передачи данных 430 KB
  Основные типы линий передачи данных. Основные понятия В начале лекции определим основные понятия которые характеризуют канал передачи данных и его основные параметры. Среда передачи данных это совокупность линий передачи и блоков взаимодействия т.
67567. Кодирование информации в информационно-вычислительных сетях 46 KB
  Поскольку в канале передачи данных по ряду причин (например, по причине электромагнитных волн) могут возникнут помехи, искажающие передаваемую информацию, используется специальное кодирование данных кодами, исправляющими ошибки.
67568. Локальные вычислительные сети. Методы доступа к моноканалу 153.5 KB
  Маркерный доступ в кольцевой сети. Маркерный доступ в сети с шинной топологией. В это множество входят станции сети ЭВМ ГЭВМ терминалы устройства предназначенные для усиления сигнала в линиях связи репитеры трансиверы концентраторы устройства расширения сетей мосты коммутаторы маршрутизаторы шлюзы.
67569. Протоколы локальных вычислительных сетей. Принципы построения протоколов локальных вычислительных сетей 109 KB
  Стандарты протоколов для взаимодействия ЛВС с сетями передачи данных разрабатывает МККТТ международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии. Основные принципы взаимодействия объектов на уровнях модели ВОС При взаимодействии двух уровней сети в частности сетевых уровней все время...