ДИПЛОМ-Громова Н.И. (1203539), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Напыление обладает рядом преимуществ перед другими видами упрочнения:

– возможность напыления различных материалов с помощью одного и того же оборудования;

– возможность не только упрочнять поверхность, но и восстанавливать геометрические размеры;

– незначительная деформация деталей.

Недостатками напыления являются:

– сложность аппаратуры для некоторых видов напыления;

– вредные условия труда при подготовке изделий к напылению;

– выделение дыма, аэрозолей, шум во время напыления;

– образование внешних дефектов – несплавления, пористость.

2.16.1 Газопламенное напыление

В данном виде упрочнения используется тепло, выделяющееся при сгорании горючих газов (ацетилена, пропан-бутана, водорода, метана, природного газа в смеси с кислородом). При этом температура продуктов сгорания достигает 2000…3000 ⁰С. Газотермические способы восстановления и упрочнения необходимо применять при нанесении тонких слоев (до 2-3 мм).

Схема газопламенного нанесения покрытий из порошковых материалов представлена на рисунке 2.5.

Рис. 2.5 - Схема газопламенного нанесения покрытий из порошковых материалов:

1 – газовое пламя; 2 – подача порошка; 3 – подача сжатого воздуха; 4– подача горючей смеси газов; 5 – напыленный слой; 6 – восстанавливаемая деталь.

Восстановлению и упрочнению подлежат детали, имеющие равномерный или местный износ, а также детали с задирами, смятием рисками и вырывами глубиной не более 1,5 мм. Трещины на подготовленной под упрочнение поверхности детали не допускаются.

Процесс напыления состоит из следующих этапов:

– подготовка напыляемого материала;

– подготовка поверхности детали;

– нанесение покрытия;

– оплавление покрытия (при ГПНО и ГПН);

– механическая обработка (при необходимости).

В зависимости от функционального назначения детали при упрочнении и восстановлении используются различные марки порошков. В том числе самофлюсующихся.

2.16.2 Плазменное напыление

Заключается в формировании на поверхности слоя частиц порошка, обладающих определенным запасом тепловой и кинетической энергии, полученным в результате взаимодействия порошка с плазменной струей. Температура струи 5000…55000 ⁰С. Скорость истечения 1000…1500 м/с.

Преимущества плазменного напыления:

– возможность получения покрытий из большинства материалов, плавящихся без разложения;

– возможность использования различных плазмообразующих газов;

– возможность гибкого управления;

– высокая производительность;

– высокий коэффициент использования порошка 0,5…0,7.

Напылять покрытия следует сразу после дробеструйной обработки, так как уже через два часа активность адгезии уменьшается из-за увеличения на обработанной поверхности оксидной пленки.

При плазменном напылении в качестве напыляющих материалов используют порошки (рисунок 2.6 а) и проволоки (рисунок 2.6 б). Наиболее широкое применение получила наплавка порошками.

Рисунок 2.6 - Схема плазменного напыления: а – порошком; б – проволокой; 1 – подвод плазмообразующего газа; 2 – катод плазмотрона; 3 – корпус катода; 4 – изолятор; 5 – корпус анода; 6 – порошковый питатель или механизм подачи проволоки); 7 – подвод газа; 8 – плазменная струя; 9 – источник питания.

Наиболее часто применяемые марки порошков для плазменного напыления представлены в таблице 2.11.

Таблица 2.11 – Марки порошков для плазменного напыления

Окончание таблицы 2.11

Плазменное напыление композиционных порошковых материалов, состоящих из твердой тугоплавкой основы и легкоплавкой связки, является перспективным методом нанесения покрытий. Эксплуатационные свойства таких покрытий зависят от физико-механических свойств порошковых материалов, температурных и газодинамических параметров плазмы и подготовки поверхности под напыление.[5]

2.17 Упрочнение энергией взрыва

Энергия взрыва повышает износостойкость поверхностей изделий при истирании, их твердость, пределы прочности и текучести, статическую прочность, циклическую прочность (из-за повышения пределов прочности и текучести материала). Упрочнение при импульсных нагрузках взрывом существенно отличается от упрочнения в обычных условиях. При ударе с большой скоростью, свойственной взрыву, эффект упрочнения возрастает по мере увеличения скорости удара. В металле могут возникнуть высокие локальные температуры, вызывающие фазовые превращения в локальных участках. Одновременно действуют процессы, присущие упрочнению при обычных скоростях деформирования, такие, как двойниковые, сдвиги и фрагментация.

Схема процесса упрочнения приведена на рисунке 2. 7.

Рисунок 2.7 – Схема процесса упрочнения с помощью взрыва: а – с укладыванием взрывчатого вещества на поверхность; б – с использованием передающей среды; в – с метанием пластины на поверхность; 1 – заряд; 2 – деталь; 3 – опора; 4 – среда; 5 – пластина.

Основными источниками энергии при упрочнении металлов взрывом служат гексоген (флегматизированный) и тротил (прессованный и сыпучий). Иногда для получения основного заряда используют детонирующие шнуры, укладываемые соответственно форме детали. Детонирующий шнур ДША – высокобризантное взрывчатое вещество, помещенное в хлопчатобумажную оплетку. Детонирующий шнур создает скорость детонации не менее 6500 м/с. Его можно резать на деревянной доске, это абсолютно безопасно.

Виды взрывчатых веществ, приведены в таблице 2.12

Таблица 2.12 – Виды взрывчатых веществ

Окончание таблицы 2.12

2. 18 Упрочнения методами пластического деформирования

Поверхностное пластическое деформирование используют для повышения сопротивления усталости и твердости поверхностного слоя металла, а также для формирования в этом слое направленных внутренних напряжений и образования регламентированного рельефа микронеровностей на поверхности.

Эффективно применение упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием на финишных операциях технологического процесса изготовления деталей машин взамен операций окончательной обработки резанием лезвийным или абразивным инструментом. При обработке нежестких в сечении тонкостенных деталей наиболее пригодна динамическая обработка пластическим поверхностным деформированием инструментами ударного действия, ультразвуковое или импульсное обкатывание.[1]

2.18.1 Наклеп

Пластическое деформирование, выполняемое без использования внешней теплоты для обеспечения нужного комплекса свойств поверхностного слоя, называют наклепом, а слой металла, в котором проявляются эти свойства, соответственно – наклепанным.

В результате наклепа повышаются все характеристики сопротивления металла деформации, понижается его пластичность и увеличивается твердость. Упрочнение незакаленной стали происходит в результате изменения структурных несовершенств (плотности, качества и взаимодействия дислокаций, количества вакансий и др.), дроблением блоков и созданием микронапряжений. При упрочнении закаленных сталей, помимо этого, происходит частичное превращение остаточного аустенита в мартенсит и выделение дисперсных карбидных частиц. Поверхностная деформация приводит к образованию сдвигов и упругому искажению кристаллической решетки, изменению формы и размеров зерен.

Интенсивность наклепа тем выше, чем мягче сталь. У закаленных сталей в результате поверхностного деформирования можно получить увеличение твердости более чем на 100 %, а у закаленных – только на 10-15 %. Прирост твердости определяется структурой деформируемой стали. Наибольшее повышение твердости наблюдается у сталей с аустенитной, ферритной и мартенситной структурами, наименьшее – с перлитной и сорбитной структурами. Абсолютный прирост твердости в результате наклепа составляет: для мартенситных структур 180-320 НВ; для сталей, содержащих избыточный феррит, 60-120 НВ. Значительное увеличение твердости мартенситных структур объясняется тем, что, помимо упрочнения пластическим деформированием, происходит частичное превращение аустенита в мартенсит и выделение высокодисперсных карбидных частиц.

Наклеп поверхности выполняют бомбардированием ее струей стальной или чугунной дроби и шариков, а также суспензией, содержащей абразивные частицы; обкатыванием роликами, шарами или ротационным инструментом; чеканкой. Дробеструйный наклеп обеспечивает неглубокую пластическую деформацию до 0,5-0,7 мм. Применяют для обработки поверхностей небольших деталей сложных форм, а также деталей малой жесткости типа пружин, рессор, мембран и др.

Для обработки чаще всего применяют стальную дробь диаметром 0,8-2 мм. Глубина наклепа при дробеструйной обработке не превышает 0,8 мм. Поверхность детали приобретает некоторую шероховатость; последующей обработке не подвергается. Режим обработки определяется скоростью подачи дроби (до 90 м/с), расходом дроби в единицу времени и экспозицией – временем, в течение которого обрабатываемая поверхность находится под ударами дроби. Режимы обработки устанавливают экспериментально. Поверхность детали должна быть полностью покрыта следами – вмятинами. Обычно экспозиция равна 2 минуты на обрабатываемую поверхность.

Обкатку роликами или шариками осуществляют с помощью различных приспособлений, устанавливаемых на токарных или строгальных станках. Приспособления изготовляют однороликовым или многороликовыми. Давление роликов или шариков создают механическим (пружинным) или гидравлическим способом. Пружинящие элементы тарируют, что дает возможность нормировать давление на ролики. Обкатку роликами или шариками применяют при обработке деталей типа осей, валов и других деталей, имеющих форму тел вращения, реже плоские поверхности. Устанавливают следующие параметры упрочняющей обкатки роликами: давление на ролик, форму и размеры ролика, продольную подачу и скорость обкатки.[1]

Поверхностная твердость обрабатываемого материала и глубина пластической деформации зависят от режимов упрочнения, физико-механических свойств, структуры и химического состава материала. Наибольшее влияние на поверхностную твердость оказывает давление деформирующего элемента в месте контакта с обрабатываемой деталью и кратность приложения этого давления. Значение давления определяется силой обкатывания, геометрией деформирующего элемента и детали, а также физико-механическими свойствами обрабатываемого материала. Кратность приложения давления зависит от подачи, длины линии контакта, числа проходов и деформирующих элементов.

3 ТЕХНОЛОГИЯ УПРОЧНЕНИЯ ВТУЛКИ ШПИНТОНА

3.1 Схема расположения производственных участков пассажирского вагонного депо ст. Первая речка

В качестве примера было рассмотрено пассажирского депо в городе Владивосток, ст. Первая речка.

Пассажирское вагонное депо предназначено для текущего и деповского ремонта вагонов, ремонта деталей и узлов, а также обслуживание вагонов в эксплуатации. Пассажирское вагонное депо является основным линейным предприятием вагонного хозяйства. На предприятии годовая программа ремонта составляет 500 вагонов.

В состав депо входят основные, вспомогательные и обслуживающие участки, а также служебно-бытовые помещения.

К основным относятся участки, которые непосредственно заняты ремонтом вагонов, повышением износостойкости деталей и их узлов.

Характеристики

Список файлов ВКР