Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Срокслужбы до 30 лет.6.5. Травильные материалыХимическое удаление окалины и ржавчины с поверхностиметалла основано преимущественно на их растворении, иногдас применением электрического тока.Окалина с поверхности стали удаляется обычно травлениемв кислотах. Чаще всего применяют серную, реже соляную кислоты. При растворении стали в кислотах образуется соль закисного железа и водород: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2. Образующийся водород создает на поверхности металла небольшиепузырьки, которые своим давлением отрывают окалину от основного металла (растворение окалины в кислоте является второстепенным процессом). Для снижения потери металла и предотвращения диффузии водорода в металл (появляется водородная хрупкость) используют раствор кислоты и добавлениеингибиторов, а также ограничивают время травления и температуру раствора.
Для травления стали применяют 5…20%-нуюсерную кислоту, в которую добавляют ингибитор S9 в концентрации 8 г/л или ингибитор DBS – 1 г/л раствора). Температурараствора составляет 30…40°С, время травления 10…20 мин,предельно допустимое содержание железа в растворе – 90 г/л.После травления детали промывают в 0,5…1%-ном растворесоды.При травлении соляной кислотой получают более чистуюповерхность. Концентрация раствора составляет 10…20% соляной кислоты, 8 г ингибитора S9 на 1 л раствора, процесспротекает при нормальной температуре, время травления10…20 мин.Травление в фосфорной кислоте имеет ряд преимуществ посравнению с серной и соляной кислотами: меньше опасностьперетравления, отсутствует надобность в ингибиторах, поверх150ность после травления менее склонна к коррозии (на поверхности образуется тонкая пленка фосфатов).
Температура и концентрация раствора такие же, как и при травлении в серной кислоте.Травление может осуществляться не только погружением,но и натиранием деталей (для крупных конструкций).В отличие от травления стали при травлении чугуна встречаются две трудности: остатки песка на поверхности отливок ипористость чугуна. Единственной кислотой, способной растворять кремнистые соли и песок, является плавиковая кислота.Применяют раствор, содержащий 10% соляной кислоты и неболее 10% плавиковой. После травления применяют нейтрализующую промывку в 1%-ном растворе соды в течение 5 мин.Для травления высоколегированных сталей применяют водный раствор, содержащий 13% соляной, 4% серной и 9% азотной кислот, рабочая температура до 85°С.
Зачастую серную кислоту заменяют фосфорной или плавиковой кислотами (до10%).Для травления меди и ее сплавов используют следующиесоставы на 1 л воды: 160 г концентрированной серной кислоты,50 г хромпика, температура до 80°С; 100 г концентрированнойсерной кислоты и 100 г сернокислого железа, температура50…80°С. При опаливании (детали погружают на короткоевремя в крепкий раствор смеси кислот) применяют следующиерастворы: 3 л концентрированной азотной кислоты, 1 л воды,110 г поваренной соли; для заключительного чистового опаливания – концентрированные азотная и серная кислоты в пропорции от 1:2 до 2:1 и небольшое количество калиевого хромпика или хромовой кислоты (около 1%).Травление алюминия производится в 10…20%-ном раствореедкого натра при температуре 50…80°С на протяжении 2 мин.При травлении интенсивно выделяется водород, отделяющий споверхности нерастворимые загрязнения.
Для улучшения внешнего вида деталей и более равномерного хода травления на100 г едкого натра добавляют 20 г поваренной соли или15120…50 г фтористого натрия. После травления для осветленияповерхностей деталей применяют кратковременное погружениев концентрированную или разбавленную до 50% азотную кислоту (иногда с добавлением 25% плавиковой кислоты). Длятравления алюминия также применяют растворы кислот: на 1 лводы – 65 г хромового ангидрида, 350 г серной кислоты; на 1 лводы – 175 г хромового ангидрида, 35 г серной кислоты, времятравления 0,5…2 мин, температура раствора 60…70°С. Передтравлением детали обезжиривают. Сплавы алюминия, содержащие марганец, травятся в течение 2…5 мин при комнатнойтемпературе в водном растворе 8% плавиковой и 13% азотнойкислот.Перед нанесением органических покрытий после травленияалюминиевые сплавы погружают на 5…10 мин (или протирают) в раствор, содержащий 10% фосфорной кислоты, 40% бутилалкоголя, 30% изопропилалкоголя, 20% воды.
После травления производят промывку и сушку деталей.Для травления магния и его сплавов используют слабыерастворы (7…10%) любых кислот, кроме плавиковой, с погружением деталей на несколько секунд, последующей промывкойи просушкой. Для травления магния наиболее подходит хромовая кислота. Для этого применяют 15%-ный раствор хромовогоангидрида в дистиллированной воде при температуре90…100°С, время погружения 1…5 мин.Хорошую очистку стальных деталей от продуктов коррозииможно достичь в растворах травления с применением электрического тока, при этом используют в основном два способаэлектролитического травления: травление в щелочном цианистом электролите и анодное травление в серной кислоте.При травлении в щелочном цианистом электролите направление тока постоянно изменяют, т.е. деталь попеременно становится то анодом, то катодом.
Достоинством этого метода является абсолютное удаление с поверхности стали продуктовкоррозии независимо от наличия на поверхности остатков жировых загрязнений. Время травления составляет 10…60 мин.152Состав электролита в г/л: 30…10 NaOH, 20…50 NaCH, 10 NaCl.Температура раствора 45°С, плотность тока 3…6 А/дм2, режимчередования 45…50 с деталь катода, 10…15 с – анода, противоположным электродом является стальная пластина.Анодное травление стальных деталей в растворе серной кислоты осуществляется непосредственно перед их защитным покрытием с целью улучшения адгезии. Время травления можетсоставлять от нескольких секунд до 2 мин и зависит от плотности тока (до 20 А/дм2), температуры раствора, концентрациираствора (до 70%). Травление производят в ванне, футерованной свинцом, катодный электрод также свинцовый.153Раздел IIОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВГлава 7.
ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ7.1. Материалы для режущих инструментовВ основу режущих инструментов положен режущий клин,состоящий из двух поверхностей, сходящихся в острую кромку.При перемещении клина относительно обрабатываемого материала он давит на заготовку и разделяет ее на две неравныечасти, меньшая из которых деформируется и превращается встружку. Режущий клин при работе подвергается истиранию,тепловым воздействиям и силовым нагрузкам. Внедрение клинав заготовку возможно лишь при преобладающей прочности материала клина.Материалы для режущих инструментов подразделяются наследующие основные группы: инструментальные стали; твердые сплавы; минералокерамика и керметы, сверхтвердые материалы.Инструментальные стали в зависимости от химического состава делятся на углеродистые, легированные и быстрорежущие.
По твердости в холодном состоянии все эти стали малоотличаются друг от друга, основное их отличие в теплостойкости. Углеродистые стали (У10А, У12А и др.) имеют низкую теплостойкость – до 200…250°С. У легированных сталей (имеютоколо 1% легирующих элементов: вольфрама, хрома, ванадия идр.) – большая теплостойкость – до 300°С (марки 9ХС, ХВГ,Х6ВФ и др.). Углеродистые и легированные стали применяются154для изготовления инструментов, работающих с малыми скоростями резания: плашки, метчики, развертки и слесарные инструменты.Быстрорежущие стали имеют содержание вольфрама до6…18% и большое количество легирующих элементов: Р –вольфрам, К – кобальт, М – молибден, Ф – ванадий и др. Быстрорежущие стали умеренной теплостойкости – до 620…630 °С(марки Р9К10, Р9М4К8, Р18Ф2К8М и др.) – предназначены дляобработки труднообрабатываемых материалов: жаропрочных ититановых сплавов, нержавеющих сталей и др.
Стали с высокими теплостойкостью (до 700…730°С) и твердостью (до68…69 HRC) легированы большим количеством кобальта (до16…25%), вольфрама (до 11…20%) и молибдена (до 4…7%).Эти стали (марки В18М7К25, В14М7К25 и др.) используютсяпри резании труднообрабатываемых материалов.Твердые сплавы изготовляются методом порошковой металлургии. Основными компонентами твердых сплавов являются карбиды вольфрама, титана и тантала, а в качестве связкииспользуются кобальт, никель, молибден. Теплостойкость твердых сплавов различных марок составляет 800…1000°С, твердость – до 86…90 HRC, прочность при сжатии – до 3,5 ГПа,прочность при изгибе – до 1,8 ГПа. Инструменты из твердыхсплавов работают на высоких скоростях резания. В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы делятся на четыре группы: однокарбидные (группа ВК), двухкарбидные(группа ТК), трехкарбидные (группа ТТК) и безвольфрамовые(группа ТН).Сплавы группы ВК содержат карбид вольфрама и кобальт,являющийся своеобразной связкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
