Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Февраля 2015 в 20:55, реферат
Метали разом із здатністю деформуватися володіють також високими міцністю та в'язкістю, хорошими тепло-і електропровідність. При сплаву металів в залежності від властивостей складових компонентів створюються матеріали з високою жаростійкістю, кислототривкі, магнітними й іншими корисними властивостями.
Існує кілька способів хіміко-термічної обробки, але в умовах невеликої майстерні можна виконати тільки цементацію.
Цементація — насичення вуглецем поверхневого шару сталі без доступу повітря в середовищі (карбюризаторі), яке має значний вміст вуглецю. Цементують, звичайно, деталі з маловуглецевйх сталей, які після загартування вуглецевого шару шліфують. Карбюризатор можна приготувати з вуглекислого натрію (сода 6-10 %) і пиляного рогу або торф'яного коксу (90— 94 %). Дрібні або поодинокі деталі цементують у пасті. Цементують так. У металевий ящик з кришкою на дно насипають карбюризатор шаром ЗО—40 мм і на нього кладуть підготовлені (обмазані) деталі так, щоб відстань між ними, а також між ними та стінками ящика становила 10—15 мм. Зверху деталі присипають карбюризатором шаром 30—40 мм, закривають кришкою, промазують її в місці з'єднання з ящиком вогнетривкою глиною і сушать.
Якщо для цементації використовують пасту, то деталь намазують нею шаром товщиною 3—4 мм-, кладуть в ящик, закривають і також обмазують кромки вогнетривкою глиною. Після висихання глини ящик поміщають у піч і витримують (температура 930—950 °С) протягом 1,5—3 год (з твердим карбюризатором 7—8 год). При цьому шар цементації досягає 1 мм. Іноді в ящику для цементації роблять отвори і через них вставляють 1—2 відрізки м'якого стального дроту діаметром 3—4 мм. Щілини добре обмазують вогнетривкою глиною. Через деякий час пробник виймають, отвір з-під нього замазують глиною, а пробник перерізають і визначають глибину цементації. Цим визначають доцільність дальшого прогрівання. Після цементації деталі охолоджують разом з ящиком, потім нагрівають до температури 760—780 °С і гартують.
Електроімпульсна обробка характеризується наступними особливостями: застосуванням уніполярних імпульсів струму тривалістю 500- 10 000 мксек (звичайно біля 1000 мксек), шпаруватістю 1-10; високою продуктивністю, що досягає 5000- 15 000 мм3/хв на грубих режимах; низькою чистотою оброблюваної поверхні, що знаходиться на грубих режимах, яка досягає 8-9-го квалітету на більш м"яких режимах; малим відносним зносом електродів-інструментів, що складає для графіту 0,1-0,5%; застосуванням зворотної полярності (електрод-інструмент приєднується до позитивного полюса джерела струму); застосуванням у якості джерела струму переважно машинних генераторів імпульсів з низкою і середньою частотою (400-3000 гц); роботою переважно на низьких напругах (25-30 в) і великих силах струму (50-500 а).
Основна область застосування електроімпульсного методу - обробка отворів (або деталей) великих об"ємів, складної форми, із низькою чистотою і невисокою точністю в сталевих і жароміцних заготовках.
Приклади використання електроімпульсної обробки: виготовлення сталевих ковальських штампів, прес-форм, форм для литва (трудомісткість виготовлення таких видів технологічного оснащення скорочується в середньому в 1,5-2 рази і більше, у порівнянні з механічною обробкою); попередня обробка пера лопаток турбін із жароміцних сплавів точно в розмір перед остаточною електрохімічною обробкою ( при припуску на електроімпульсну обробку 3 мм обробка пера лопаток площею 1500 мм2 складає 2,5 хв. замість 8 хв. при механічному фрезеруванні); відновлення молотових штампів для виготовлення турбінних лопаток загальної площі обробки 30 000 мм2 при глибині 34 мм (час обробки скоротився з 6 до 2,5 г; наступне абразивне доведення штампа також зменшилося з 6 до 2,5 г)", виготовлення суцільних роторів турбін (час обробки скорочується в порівнянні з механічним фрезеруванням із 350 до 35г ), виготовлення щілин, сит і гратів.
Високочастотна електроерозійна обробка є найбільш точною, вона дозволяє обробляти деталі з чистотою до Ra 1.25…0.63 і продуктивністю в 30-50 разів більшої, ніж при чистових режимах електроіскрового методу.
Обробку при цьому методі здійснюють за допомогою спеціальних імпульсів (рис.4). Мала енергія імпульсів забезпечує високу чистоту обробленої поверхні; висока частота проходження імпульсів дозволяє одержати велику продуктивність; мала тривалість імпульсу запобігає виникненню мікротріщин на обробленій поверхні, а сталість амплітуди сприяє підвищенню точності обробки. Імпульси генеруються спеціальними ламповими генераторами 4
Рис. 4. Схема високочастотної електроерозійної обробки
Обробку роблять у середовищі гасу або води 2. У якості матеріалу інструмента 8 застосовують мідь. Уніполярність імпульсів забезпечує малий знос електрода-інструмента, тому що при коротких імпульсах є явно виражений полярний ефект, що полягає в тому, що анод більше піддається ерозії, ніж катод.
Особливості високочастотної електроерозійної обробки :
- висока чистота обробленої поверхні (у межах Ra 10-1,25 );
- порівняно велика продуктивність ( для чистових режимів), що складає 15-20 мм3/хв при Ra10…5 та 3-10 ммз/хв приRa 2.5…1.25 і 0,8-1,2 мм3/хв при 1.25…0.63;
- відсутність мікротріщин на обробленій поверхні, навіть таких матеріалів, як тверді сплави;
- висока точність обробки, що дозволяє здійснювати обробку з допуском 1…3мкм;
- порівняно мале зношування електрода-інструмента;
- необхідність примусового прокачування робочої рідини між електродом-інструментом і оброблюваною деталлю;
- застосування електронних генераторів підвищеної частоти ( до 300 кгц) при невеликій (10-3…10-4 дж} потужності одиничного імпульсу;
- можливість обробки в середовищі слабких електролітів із зменшенням зносу інструменту і невеликого зниження продуктивності ;
- можливість застосування звичайних електроерозійних верстатів, оснащених спеціальними приставками;
- придатність для виконання операцій, нездійсненних іншими способами.
Основне призначення високочастотної електроерозійної обробки - чистова обробка деталей, що виключає наступне доведення: основне застосування - обробка твердосплавного оснащення: пуансонів і матриць вирубних штампів, форм литва, прес-форм, витяжних матриць.
По технологічних операціях високочастотний електроерозійний метод аналогічний електроіскровому. Звичайно для обробки твердосплавної пластинки оснащення електроіскрового верстата модернізують, підключаючи до нього [генератор -приставку (типу 1ВЧИУ-2М, ГІТ-1 і ін.). Продуктивність при високочастотній електроерозійній обробці на чистових режимах вище, ніж при електроіскровій.
Ультразвукову обробку використовують для обробки трердих і крихких матеріалів (скло, рубін, фарфор, алмаз, кераміка, загартована сталь, твердий сплав та ін.) які дуже важко обробляються звичайними методами.
Використання ультразвукових коливань для обробки базується на створенні високої швидкості зношування мтеріалу, що оброблюється при контакті вібруючого інструменту і абразиву ( в вигляді пасти, водяної чи олійної суспензії) з місцем обробки. Інструмент виготовляється переважноз пластичного матеріалу , в який абразивні зерна впроваджуються без його суттєвого зношування. Таким чином інструмент (вібратор) використовується тільки для направлення, а різання відбувається абразивним матеріалом.
Рис.14. Принципова схема ультразвукової обробки.
На рис.14 приведена схема ультразвукової обробки. Інструмент 2 здійснює поздовжні коливання з частотою 16000-25000 Гц і амплітудою 0,02-0,06 мм. Він виготовляється із конструкційної сталі, і за профілем він відповідає формі отвору, що обробляється. В зону обробки, тобто в зазор між робочим торцем інструмента 2 і заготовкою 1, за допомогою насосу 6 подають абразивну суспензію ( в якості абразиву як правило використовують карбід бора ). Джерелом коливань інструмента є магнітострикційний перетворювач 3, в якому електричні коливання від потужного електронного генератора 4 перетворюються в механічні. Коливання торцевої поверхні перетворювача 3 невеликі: 5-10 мкм. Для збільшення амплітуди в 2-5 разів застосовують трансформатори швидкості, або акустичні концентратори 5. До вузького перетину концентратора прикріплюють інструмент. В процесі обробки інструмент повинен неперервно пересуватись в напрямку до заготовки. При обробці глухих отворів інструмент необхідно періодично піднімати для заповнення порожнини свіжим абразивом і видалення продуктів різання.
При обробці заготовок з електропровідних матеріалівпопередню обробку для знімання більшої частини матеріалу необхідно виконувати електроерозійним методом, я чистову обробку для отримання шорсткості поверхні 1,6-0,8 мкм. - ультразвуковим методом.
Продуктивність ультразвукової обробки залежить від властивостей матеріалу, що обробляється, амплітуди і частоти коливань інструмента, виду та зернистості абразивного матеріалу, розмірів площі і конфігурації поверхні, що обробляється. Існуючі моделі ультразвукових верстатів дозволяють обробляти отвори діаметром від 0,15 до 90 мм. При максимальній глибині обробки 2-5 діаметрів з похибкою обробки для твердих сплаві 0,01мм.
Ультразвукова обробка може використовуватись для виготовлення твердосплавних штампів, для формоутворення складних поверхонь в заготовках із твердих і крихких матеріалів, чеканки рельєфів (наприклад медалей), для очищення деталей від бруду та продуктів корозії.
Електронно-променева обробка (ЕПО) основана на дії на матеріал заготовки сформованого пучка електронів, кінетична енергія якого, перетворюючись в робочій зоні в теплову, викликає нагрів, лавлення і (або) випаровування оброблюємого матеріалу.
Джо процесів ЕПО відносяться зварювання, паяння, різання, вирізання прицезійних заготовок, прошивання отворів, різання важкооброблюємих матеріалів, нанесення покриття, запис інформації.
При світло-променевій (СПО) обробці аналогічну дію на матеріал здійснює сфокусоване поліхроматичне аба монохроматичне випромінювання.
В останньому (найбільш важливому для практики) випадку процес називається лазерною обробкою. Потужні лазери дозволяють виконувати різання, сверління, гартування і зварювання різних матеріалів без виникнення в них механічних напружень, яких не можна уникнути при звичайному обробленні. Обробляються заготовки із матеріалів любої твердості, металів, алмазів, рубінів та ін. з великою точністю.
До процесів СПО відносяться вирізання заготовок, нанесення маркування, локальне легування і зміцнення, зварювання, паяння.
При плазмовій обробці (ПЗО) відбуваються процеси, при яких в результаті дії потоку низькотемпературної (3000-30000 0 С) плазми виникають зміни хімічного складу, структури або фізичного стану матеріалу, що оброблюється. При цьому змінюється форма і (або) геометричні розміри оброблюємої заготовки. Плазма це частково або повністю іонізований газ, яякий генерується дуговими або високочастотними плазмотронами, і в якому густина позитивних і від’ємних зарядів практично одинакова.
Процеси ПЗО класифікуються по характеру дії потоку низькотемпературної плазми. ПЗО використовують для зменшення міцності, руйнування як електропровідних так і неелектропровідних матеріалів, для отримання композиційних матеріалів, вирощування кристалів, формування поверхні з заданими властивостями зміною структури або нанесенням покриття тугоплавкими металами і карбідами.
1. Сидельников С.Б. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография [Текст] / С.Б. Сидельников, Н.Н. Довженко, Н.Н. Загиров. - М.: МАКС Пресс, 2005. - 344 с.
2. Сергеев, В.М. Непрерывное литье–прессование цветных металлов [Текст] / В.М. Сергеев, Ю.В. Горохов, В.В. Соболев, Н.А. Нестеров. - М.: Металлургия, 1990. - 85 с.
3. Сидельников,
С.Б. Проектирование и освоение
опытно-промышленной установки
4. Громов Н.П. Теория обработки металлов давленим. – М: Металлургия, 1978. –360 с.
5. Суворов И.К. Обработка металлов давленим. Учебник для вузов. М: Высшая школа, 1980.–364 с.
6. Зубцов М.Е.. Листовая штамповка. – Л: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1980.– 432 с.
7. Смирнов В. О., Білецький В. С. Фізичні та хімічні основи виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2005.
8. А.О. Рудович, В.А. Клушин, И.Л. Почтарев, О.Н. Ковальчук. Ресурсосберегающие технологии на КИЗ «СИТОМО». Материалы международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии обработки металлов давлением», в двух частях, часть 1, стр. 153-160, // БНТУ, 2004. Мн., УП «Технопринт».
9. Бізнес-Україна,
база даних підприємств, товарів, послуг
[Електронний ресурс] // Режим доступу: http://www.businessua.com/