Дальский А.М., Косилова А.Г. и др. (ред.) - Справочник технолога-машиностроителя, том 1 - 2003 (1004785), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Вязкость разрушения К МН/м' 4,6 4,4 1,75 2,2 8,4 Коэффициент термического расширения, х !0~, 1/грал 3,3 3,28 30 43 4,3 3,0 4,5 9,1 10,9 10,5 Температура плавления, 'С 1600 — 1600- 1900 1900 1600- 1900 2700 ЗАГОТОВКИ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ 2600— 2700 2600— 2700 2600- 2700 2700 2700 2030 Максимальная температура использования, 'С 1400 1500 1500 1650 1650 1650 1500 1500 2300 1500 Твердость, кг/ммз 2200 -1500 1600 99. Оптимальные условия горячего прессования КК Разработаны установки горячего изостатнческого прессования с диаметром рабочего пространства 70 ... 465 мм при длине 250 ...
2000 мм. Рабочие давления и температура находвтся в пределах 200 ... 250 МПа и 1150 ... 2000 'С соответственно. Продолвщтельность юотермической выдержки заготовок 0,5 ... 3 ч. Часто горячее изостатическое прессование выполняют в газовых автоклавах, предстввлающих собой сосуды высокого давления, Из конструкционной керамики (К/О, в частности, изготовляют детали: сгатора газотурбинных установок (сопловые лопатки и аппараты, вставки наароторных уплотнений, элементы облицовки и детали жаровых труб камер сгорания, кольца и т.д.); двигателей внутреннего сгорания (блок цилиндров, насадка поршня) и т.д. Исследуются возможности изготовления ю КК деталей и сборочных единиц роторной группы: лопаток, дисков, монолитных колес газотурбинных установок, подшипников качения.
Широкое распространение в машиностроении получила КК на основе ннтрнла и карбида кремния, оксцлов циркония и алюминия идр, Нитрнд кремния (814)Ч4) не имеет четкой температуры плавления, при температуре 1600 'С соединение разлагается на расплав 68 и Хь Обладает значительно большей, чем у многих металлов устойчивостью к окислению, особенно при высоких температурах. Карбид кремния (8!С) стабилен (в и-фаза) прн высоких температурах, обладает высокой твердостью и коррозионной стойкостью.
Диоксид циркония (2К~) — наиболее тугоплавкий оксид (температура плавления 2700 С), характерны меньший чем у прочих оксидных материалов модуль упругости, высокие сопротивления разрыву и тепловому удару, химическая стабильность при высоких температурах. Оксид алюминия (А140з) используется для изготовления рабочих органов помольных агрегатов, режущих частей инструментов, подшипников, механических уплотнений, сопел, деталей химического оборудования, валов и зубчатых колес.
Обладает высокой твердостью и коррозионной стойкостью. Основные свойства КК приведены в табл. 98. Прочность кервмики как хрупкого материала обычно определяют по вязкости разрушения (трещиностойкости) Км. Одним нз основных процессов получения заготовок нз КК является горячее прессованис из порошков (спекание под давлением) — совмегценный процесс прессования и свекания. В зависимости от хартперистик исходных порошков КК процесс осуществляется при температуре 0,5 — 0,8 температуры плавления формуемого материала и давлениях от единиц до десятков МПа.
Температура при горячем прсссовании на 100 .. 400 'С нюке, чем при спекании без давления. Основные операции горячего прессования: подготовка порошка КК (дисперсность порошка 1О ... 0,1 мкм) подготовка пресс-форм; зтрузка в них порошка и предварительное прессование на холоде; горячее прессование; термообработка — оглгиг; механическая обработка. Опгимальные условия горячего прессованиа КК приведены в табл. 99.
Перспективным методом получения плотных заготовок из КК явлвется метод горячега изостотическаго прессования. Предварительно отформованный полуфабрикат помевшют в высокотемпературную оболочку- контейнер (например, из стали или тугоплавкого стекла типа пирекс), вакуумируюг, заваривают н подвергают горячему прессованию посредством давления инертного гюа или в некоторых случаях — легкоплавких стекол и даже сыпучих средств. Оболочка должна быть газанепронипаемой.
ЗАГОТОВКИ ИЗ КОНС7РУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ Обоз н ач е пня; СБД вЂ” спеченный беэ лввлсння; ГП вЂ” горячепрессаваннын; РС вЂ” Реакцноннаспеченный; ЧС вЂ” частично.стабнлюнроввннмй; С вЂ” ствбнлюнрованный. внутри которых установлен элевтрический нагреввгель. Рабочая среда — гелий или аргон. Горячее изостатическое прессавание более сло1кный и дорогостоящий процесс, чем горячее прессоввние, но он позволяет получать заготовки сложной формы с относительной плотностью 0,9 ... 0,99, в том числе и из трудно опекаемой КК. Йсюпочаются недостатки метода горячего прессоввнив (малый срок службы пресс-форм, загрязнение заготовок материалом пресс-форм).
Технологические факгорм процесса получения керамической заготовки влияют на значения коэффициента усвдки КК при спекаиии. Это ведет к появлению усвдочных трещин — одной из основных причин брака заготовок из КК. Конфигурация заготовок из КК после спеквния может значюельно отличаться от заданной на чертеже, Точность размеров заготовок иэ /ГК соответствует 1Т14 ... 1Т17 и грубее. Шероховатость поверхностей исходных заготовок нз КК определяется размером частиц исходного порошка (обычно 1 ...
5 мкм), видом процесса и его режимами и обычно находится в пределах Яа5 ... Дэ640 и грубее. ВЫБОРЗАГОТОВОК 310 319 Дла получения необходимого качества заготовки из КК обычно подвергаются алмазной обработке (резка алмазными дискамн, алмазное сверление, шлнфоввние авмазнымн кругами, алмазная доводка и полнроввнне), ультразвуковой размерной илн струйной обработке.
В результате, может быль достигнута точность размеров 1Тб, 1Т9 и шероховатость поверхности Яа0,63 ... 1,25 мкм. П)хх) оизкение табл. 100 Прнервтстные виды заготовок Прнмсчинвя Пластичность: ОД,П,ПМ удоелстворншльнея; нсудовлстворителыаж (ОД, П) Свариввем ость: удовясзвгюнгслъгпи; нсудоалстиорнгчльнш СК ВЫБОР ЗАГОТОВОК (СК) П, ПМ О,СК,ОД Плотность материала: обычная Ориепгироввнность структуры: необходима ОД, О нет Удельная стоимость материала: Л, ОД, ПМ высокая ОД, П высокая Производство: единичное П П,ОД,СК,О 100.
Параметры, используемые при выбере вида заготовек О, ОД, ПМ, СК Приератстныс вндн заготовок Примечания Парамстрм Форма детали: простая Деталь ограничена цилиндрическими н плоскимн поверхносгямн, не имеет сложных внугрспних по- лостей, ориентирована по какой-либо оси. Пример: ступенчатый ввл средних размеров П, ПМ Привале Деталь ограничена, кроме прочих, фасонными по- верхноствми, имеет обширные внугренние полости, в том числе, глухие. Например: крышка рсдухтора Форма детали О, СК, ОД Заготовнтсльнмс свойства материала Жидкотекуч есть: удоалегвсрншлыжл; неудовлетворительная Заготовительные свойства мате)гнала Улучшенные жгшйные свойства матсршша (например, ствж 45Л) делает отливку приоритетным видом запповкн.
Заготовки ш чугуна могут быль получены О Особые трсбоваши к ма- териалу детали (0) Выбор заготовки заюпочастся в последовательном определении ее вида и способа изготовления, ив основании которых оформллгот заказ и разрабатывшот технологический процесс сс изготовления. Выбор заготовки — задача конструктора детали и принятое им решение является обязательным к исполнению для технолога Технолог выполняет выбор заготовок, сели в конструкторской документации не указан их вид и способ изготовления. Исходные данные для выбора: чертеж детали с техническими требованиями на изготовление, с указанием се массы и марки материала; годовой объем выпуска, на основании которого делается заключение о предполагаемом типе производства, данные о технологических возможностях и ресурсах производства Для типовых деталей выбор существенно ущющвстся — используются апробированные (типовые) технологические решения.
Выбор осуществластся только при наличии альтернативных решений. Формальные крпшрни выбора вида заготовки отсутствуют. Выбор начинают с анвлиза данных о технолопшеских возможностях(ресурсах)производства Учитываготсл возможности заготовительных цехов (наличие соответствующего оборудования); оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм). Виды заготовок, невозможные для реализации (например, отсутствие собственного лпгейного производства н невозможность приобретения отливок ло кооперашгн), нсклгочаются из рассмотрения. Обычно выбор осуществляют в результате анализа конструкторской документации по отдельным (частным) прививкам.
В табл. 100 приведены основные параметры, наиболее часто используемые при выборе вида заготовки. По какдому параметру нз всего множества выбора определяют подмножество приемлемых видов заготовки и при возможности устанавливают их приоритеты. При этом использугот эвристические правила (табл. 1О1). Выбранный вид находится на пересечении укювнных подмножеств. Если они не пересекаются, принимается необходимый компромисс. Ванду малой мощности множества выбора, принятое решение зачастую однозначно и не требует оптимизации. При выборе вида заготовки, особенно при наличии альтернатив, решение может приниматься на основании сопоставления значений экономически эффективньсг объемов выпуска (табл.
102). Решение о выборе вида заготовки может приниматься с помопгью систем ввтомаппироввнной подаержки, созданных по мстодолоизи экспертных систем и использующих базы знаний на основе продуюиюнных принял "'ЕСЛИ ... ТО ...". Заготовительные свойства могут трактоваться более широко — при анализе допустимо использование понятий: "литейные свойства", "пластические свойства", Шкала оценок может быль более дифферен- цированной "Плотность материала" и "ориентированность структуры" представляют особые требования к материалу детали.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
