94328

Способи зміцнення робочих поверхонь деталей машин

Доклад

Производство и промышленные технологии

Процес зміцнення здійснюється шляхом переміщення дислокацій, що при своєму русі утворюють десятки й сотні нових дислокацій. Збільшення їхньої щільності призводить до збільшення межі міцності і твердості. При цьому змінюється кристалічна структура металу, що характеризується перекручуванням кристалічних решіток...

Украинкский

2015-09-11

19.1 KB

0 чел.

Способи зміцнення робочих поверхонь деталей машин.

Поверхневому зміцненню піддаються, головним чином, сталеві деталі: колінчасті вали, зубчасті колеса, поршневі пальці, торсіонні вали, пальці траків, гільзи циліндрів та інші.

Поверхневе пластичне деформування являє собою обробку тиском, при якій деформується тільки поверхневий шар. Зміцнююча обробка пластичним деформуванням супроводжується наклепом, тобто зміцненням металу під дією пластичної деформації.

Процес зміцнення здійснюється шляхом переміщення дислокацій, що при своєму русі утворюють десятки й сотні нових дислокацій. Збільшення їхньої щільності призводить до збільшення межі міцності і твердості. При цьому змінюється кристалічна структура металу, що характеризується перекручуванням кристалічних решіток і визначеною орієнтацією зерен текстурою. Зерна з рівновісних перетворюються в нерівновісні. Всередині кристалів відбувається дроблення блоків мозаїчної структури і збільшується ступінь їхньої розорієнтації. На поверхні металу виникають напруження стиску. Зміцнення поверхневим пластичним деформуванням застосовується, головним чином, для підвищення границі витривалості деталей, що працюють при динамічних і знакозмінних навантаженнях (колінчасті вали, пальці траків, торсіонні вали, пружини, ресори й ін.).

Процес поверхневого пластичного деформування може здійснюватися обробкою дробом, накочуванням роликами.

Обробка дробом це процес зміцнення деталей потоком чавунного чи сталевого дробу діаметром 0,3-2,0 мм, що рухається із значною швидкістю та вдаряючись в поверхню, створює наклеп глибиною до 5 мм. Такому зміцненню піддаються ресори, пружини, зубчасті колеса, різні вали, втулки.

В результаті обробки дробом знищуються напруги розтягання, що виникають на поверхні після шліфування, зменшуються напруги в зонах концентраторів напруг (канавок, отворів, різких переходів і т.п.), підвищується опір втомі. Наприклад, термін служби ресор, оброблених дробом, збільшується в 2,5-3 рази, а шестерні зі сталі 20Х2Н4А у 5 разів.

Зміцнююче накочування представляє собою процес поверхневого накочування інструментом по поверхні деформованого матеріалу. В якості інструменту найчастіше використовується спеціальна оправка з роликом, виконаним із загартованої швидкорізальної сталі (рис. 4.6). Утворення наклепу відбувається при стисканні інструменту з зусиллям від 5000 до 30000 Н. Цей метод зміцнення широко використовується для обробки торсіонних валів, ободів сталевих опорних ковзанок, пальців траків та ін.

Зміцнююче накочування, в порівнянні з обробкою дробом, значно ефективніше підвищує опір втомі. В залежності від тиску ролика глибина шару, що зміцнюється, може досягати 25 мм, а границя витривалості збільшується в 2 рази. При цьому збільшується твердість, міцність і зносостійкість поверхневого шару, а в цілому збільшується ресурс роботи деталі.

 Поверхневе гартування сталі — застосовується з метою отримання підвищеної твердості в поверхневому шарі із збереженням в'язкої серцевини, що забезпечує деталі зносостійкість і високу динамічну міцність. Це досягається за рахунок того, що поверхневий шар набуває структури мартенситу, а в серцевині залишається перлітно-феритна або сорбітна структура.

Процес поверхневого гартування полягає в порівняно швидкому нагріванні поверхневих шарів вище критичної точки Ас3 (рис. 4.7) з подальшим охолодженням із швидкістю вище критичної. Шар металу, нагрітий вище Ас3, одержить повне гартування, а нижче Асі гартування не відбудеться і збережеться перлітно-феритна або сорбітна структура.

В результаті поверхневого гартування в металі виникають напруження стиснення, які сприяють підвищенню втомної міцності деталей.

Хороші результати дає зміцнення поверхневим гартуванням деталей, виготовлених з вуглецевих і легованих сталей із вмістом вуглецю 0,35-0,55%. З них виготовляються зубчасті колеса, металеві опорні катки, вали, втулки.

Залежно від способу нагріву розрізняють наступні види поверхневого гартування: полумяневе, електроконтактне, електролітичне та індукційне.

Полумяневе поверхневе гартування здійснюється шляхом нагріву поверхні деталі полум'ям газового пальника з подальшим охолодженням водою. При цьому способі гартування має місце перегрів, нестабільність результатів, низька продуктивність. Це гартування застосовується в одиночному виробництві.

Електроконтактне поверхневе гартування здійснюється нагрівом струмами високої частоти, що підводяться через мідні водоохолоджуючі ролики. Його недолік — наявність відпущених проміжків на зміцненій поверхні.

Електролітичне поверхневе гартування є нагрівом поверхні деталі за рахунок електрохімічної енергії, що виділяється поблизу катода при проходженні через електроліт постійного струму. Після відключення струму, охолодження здійснюється в тому ж електроліті.

Індукційне гартування здійснюється шляхом нагріву деталі струмами високої частоти з подальшим охолодженням у воді. Цей вид поверхневого гартування був вперше здійснений професором В.П.Вологдіним в 1923-1924 рр. і знайшов широке застосування в промисловості.

Суть процесу нагріву струмами високої частоти полягає у тому, що змінний магнітний потік, створюваний змінним струмом високої частоти, проходячи вздовж провідника (індуктора), індуктує в металі деталі, яка розміщується всередині індуктора, вихрові струми. Струм, проходячи вздовж провідника (деталі), зустрічає опір, внаслідок чого деталь нагрівається. Схема установки показана на рис. 4.8. Змінюючи силу струму, індукованого в деталі, можна одержати необхідну кількість тепла для її нагріву до певної температури.

Струм високої частоти (більше 50 Гц) одержують від спеціальних машинних генераторів (500-15 000 Гц) або від лампових генераторів (15000-10 000 000 Гц).

Розподіл змінного струму по перетину деталі нерівномірний. Густина струму на поверхні більше, ніж в серцевині, тому і спостерігається більший нагрів поверхневих шарів.

Процес нагріву металу струмами високої частоти відбувається дуже швидко і навіть при значному перегріві не спостерігається зростання зерна. В результаті гартування в поверхневому шарі утворюється структура дрібного-льчастого мартенситу, який відрізняється підвищеною в'язкістю, а в серцевині залишається перлітно-феритна або сорбітна структура.

Основними перевагами індукційного гартуванння є висока продуктивність, відсутність вигоряння вуглецю з поверхні деталі, можливість регулювання глибини загартованого шару.

Оскільки для здійснення процесу гартування необхідно для кожної конфігурації деталей мати свій індуктор і дороге устаткування, то індукційне гартування знайшлло широке застосування тільки в серійному і масовому виробництві.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72607. Комиссия по рассмотрению дел о нарушении антимонопольного законодательства. Акты, принимаемые комиссией 14.22 KB
  Состав комиссии и ее председатель утверждаются антимонопольным органом. Председателем комиссии может быть руководитель антимонопольного органа или его заместитель. Количество членов комиссии не должно быть менее чем три человека. Замена члена комиссии осуществляется на основании мотивированного...
72608. Сделки с акциями (долями), активами финансовых организаций и правами в отношении финансовых организаций с предварительного согласия антимонопольного органа 13.72 KB
  С предварительного согласия антимонопольного органа осуществляются следующие сделки с акциями долями активами финансовой организации или правами в отношении финансовой организации: приобретение лицом группой лиц голосующих акций акционерного общества если такое лицо группа лиц получает право...
72609. Особенности государственного контроля за экономической концентрацией, осуществляемой группой лиц 14.13 KB
  Закон о защите конкуренции устанавливает упрощенные правила контроля за экономической концентрацией для сделок иных действий которые совершаются лицами входящими в одну группу. Основание для упрощения правил – наличие между лицами входящими в одну группу тесной организационной...
72615. Сделки с акциями (долями), имуществом коммерческих организаций, правами в отношении коммерческих организаций с предварительного согласия антимонопольного органа 17.7 KB
  В случае, если суммарная стоимость активов по последним балансам лица, приобретающего акции (доли), права и (или) имущество, и его группы лиц, лица, являющегося объектом экономической концентрации, и его группы лиц превышает семь миллиардов рублей или если их суммарная выручка от реализации...