РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНА (1210803), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Данная технология значительно сокращает обработку деталей из стали по продолжительности в 3 раза, при этом снижается количество производственных операций и при этом снижает количество израсходованной воды, электроэнергии и материалов не менее чем в 2,5 раза.

2.6 Упрочнение методами лазерного воздействия

Закалка с использованием лазера применяют для деталей, у которых устанавливаются особые требования по износостойкости и сопротивлению усталости, в сулчаях если другие методы упрочнения не могут быть применены из-за сложности конструкции детали и возможного коробления поверхностей.

Выполнение поверхностного упрочнения лучом лазера имеет несколько тонкостей: выполнение упрочнение локальных (по глубине и площади) объемов материала обрабатываемых деталей в местах их износа с твердостью, превышающей на 15— 20 % и более твердость после термической обработки существующими способами; локальное упрочнение в металлических деталях поверхностей труднодоступных полостей, углублений и т. п., куда луч лазера может быть введен с помощью несложных оптических устройств; создание «пятнистого» поверхностного упрочнения значительных площадей деталей; получение при необходимости заданной микрошероховатости упрочненных поверхностей деталей; получение определенных физико-механических, химических и других свойств поверхностей обрабатываемых деталей путем их легирования различными элементами с помощью лазерного излучения; отсутствие деформаций обрабатываемых деталей, обусловленное локальностью термической обработки, что позволяет полностью исключить финишное шлифование; простота автоматизации процесса обработки лучом лазера по контуру, в том числе деталей сложной формы, определяемая бесконтактностью лазерного нагрева.

Лазерное упрочнение применяют для увеличения стойкости поверхностей деталей, пресс-форм и режущего инструмента, а также деталей, у которых имеются труднодоступные поверхности которые обрабатываются с использованием оптических и дополнительных систем.

Лазерное упрочнение применяют для сталей углеродистых, малоуглеродистых и легированных марок У8А, У10А, 45, низкоуглеродистых марок 20, 12ХНЗА, хромистых коррозионно-стойких мароки 4X13, высоколегированных марок Х12, Х12М, Х12Ф, ХВГ, ШХ15.

Лазерное упрочнение применяют для инструмента, который подлежит термической обработки, и дальнейшей шлифовки и заточки под необходимые размеры. Технология лазерной обработки разрабатывается с учётом её выполнения в воздушной среде или защитном газе. Особенностью является получение шероховатости которая не изменяется.

Лазерную закалку можно применять как окончательный вид обработки при изготовлении инструмента и деталей технологической оснастки для упрочнения рабочих поверхностей, подвергающихся интенсивному изнашиванию; для упрочнения протяженных кромок инструмента и деталей технологической оснастки; для упрочнения рабочих поверхностей, подвергающихся интенсивному изнашиванию.

Комплексное лазерное и криогенное упрочнение выполняется лазерным нагревом поверхности, которая подлежит упрочнению с последующим охлаждением в среде криоагента, который позволяет охлаждать деталь до необходимой температуры с учётом мартенситного превращения структуры металла.

В ходе выполнения криогенной обработке в поверхностной зоне снижается содержание аустенита, что влечёт за собой к увеличению микротвердости структуры и снижению свойств по изнашиванию в сравнении с качествами лазерного упрочнения. При осуществлении комплексного лазерного упрочнения совместно с криогенной обработки исключается растрескивание поверхностных слоёв по окончании из жидкого азота в процессе охлаждения, а после процессов испытания.

Применение криогенной обработки после лазерной закалки приводит к дополнительному повышению твердости и износостойкости поверхностного слоя инструментальных сталей, а также к повышению стойкости инструмента для резания и давления, изготовленного из них.

Комплексное лазерное и ультразвуковое упрочнение. Выполняется локальным нагревом лазерным лучом зоны обработки и ее последующим или совмещенным ультразвуковым упрочнением. Совокупное воздействие температур, давлений и скоростных режимов охлаждения способствуют создания в поверхностной зоне мелкодисперсной структуры металла, которая обладает высокой микротвердостью.

2.7 Упрочнение методами наплавки легирующими металлами

Упрочнение методами наплавки осуществляется для повышения стойкости поверхностей деталей, износостойкости, жаропрочности, в том числе деталей работающих в особых условиях значительных нагрузок, перепадов температур и давлений, в загрязнённых средах.

Восстанавливаемые поверхности деталей обмывают, очищают от загрязнений, масляных пятен, коррозии и старой краски. В случаях если технологическим процессом наплавки предусмотрен предварительный подогрев, то совмещают очистительный отжиг, который обеспечивает быстрое сгорание масел с поверхности детали. После отжига окислы, образовавшиеся на поверхности детали, удаляют металлической щеткой. Наплавляют металл на очищенную поверхность. Канавки, пазы и отверстия на поверхности, которые необходимо сохранить, заделывают медными, графитовыми или угольными вставками. Не наплавляемые поверхности закрывают сухим или мокрым асбестом.

Осуществление упрочнение и восстановление деталей со сложной конфигурацией выполняют наплавкой дисперсионно-твердеющими сталями. Данный метод увеличивает стойко­сть наплавленного слоя в не менее чем в 4 раза в сравнении поверхностями инструмента термически обработанного, или наплавленного плавящимися электродами.

Применение наплавки выполняется последовательно по следующим операциям: производство предварительной механической обработки детали по контуру с припуском не менее 0,2 и не более 0,23 мм, с учётом окончательной механической обработки; выполнение термической обработки режимами для сталей с целью создания установленной твердости наплавленного металла в пределах HRC не менее 49 и не более 54; выполнение наплавки поверхности высотой от 12 до 14 мм с учётом припуска механической обработки по контуру восстановленного слоя не более 2 мм; выполнение предварительной механической обработки восстановленного слоя с учётом припуска под обработку до чертежа; выполнение завершающей механической обработки восстановленного слоя с учётом припуска под обработку поверхности; выполнение механической обработки по всей поверхности зоны.

Для деталей изготовленных из сталей типа ЗХ2В8Ф применяют упрочнение и восстановление аргонодуговой наплавкой рабочих поверхностей сложных фасонных геометрических фигур штампов, валков, пресс-форм, пресс-матриц и подобных инструментов для горячего прессования.

Весь инструмент перед восстановлением очищают от грязи в специальных установках. Наличие глубоких трещин не допускается. При наличии трещины глубиной до 2 мм могут её края обрабатывают горелкой без применения присадочных материалов. Выполнение наплавки и оплавления инструмента из стали ЗХ2В8Ф выполняют в следующем порядке: осуществляют нагрев в электропечи до температуры 800 градусов; выставляют режим наплавки: расход аргона 8 л/мин; сварочный ток 100 А, полярность прямая. Применяют присадочный материал в виде инструментальной стали мартенситно-карбидного класса типа 65ХЗВ10МФГТ, проволоки диаметром 3 мм из.

Метод обеспечивает беспористую структуру слоя износостойкого материала, значительно сокращает трудоемкость выполняемых слесарных работ, повышает стойкость восстановленных поверхностей.

Метод применяют для деталей, работающих при средних ударных нагрузках, в том числе при добыче и переработке минералов. На восстанавливаемые поверхности перед наплавкой наносят порошковую смесь толщиной 6 мм выполненную из угольно-металлических порошков С—Сг—Fe, С—Сг—В—Fe, С—Сг—W—Fe на связующем — натриевой карбон-метил-целлюлозе. Сушка выполняется на протяжении 8 часов при комнатной температуре. Наплавка выполняется с применением угольного электрода диаметром 10 мм и выставленной отрицательной полярностью, с величиной сварочного тока 250 А.

Выполнение наплавки хромоникелевого покрытия с включениями распределенных карбидов вольфрама применяется для кондукторных втулок, клапанных уплотнений, распылителей и других деталей из стали. Методом локальной электро-контактной наплавки с использованием порошков выполняется поверхностное легирование крупногабаритных деталей изготовленных с применением легирующих элементов способом, по которому поверхность, предварительно обрабатывается механически по заданным параметрам шероховатости, а также необходимым объемом впадин, образованных микронеровностями. В имеющиеся впадины засыпают порошок из элементов (хром, вольфрам, молибден ) и выполняют обработку поверхности прессовым инструментом, в том числе обкатывают твердосплавным роликом. Далее через контакты инструмента и изделия пропускают электрический ток низкого напряжения что обеспечивает расплав.

При выполнении обработки пластической деформацией в слоях изгиба происходит нагрев металла с легирующими элементами до пластического состояния. При этом создаются оптимальные условия для выполнения диффундирования легирующими элементами в поверхностных слоях изделия. Добавка легирующих элементов во впадины шероховатости выполняется в процессе упрочнения изделия методом поверхностным пластическим деформированием. Порошок, засыпают с учётом шероховатости, за счёт чего он надежно удерживается в них и из-за этого в слоях впадин возникают ультра-микронеровности и остаточный магнетизм, образующиеся во время обработки. При контакте давящего инструмента на поверхности изделия выполняется металлургический процесс в закрытых условиях под высоким давлением при большой температуре исключая доступ окисляющей среды к местам соприкосновения. В результате образовывается легированный слой с мелкой структурой и увеличенной твердостью. В итоге поверхность становится гладкая и упрочненная, с высокой стойкостью к механическим ударам.

Выполнение детонационного метода нанесения порошковых покры­тий основано на использовании энергии детонации в газах. Использование металлического или металлизированного порошка с помощью взрыва ацетиленокислородной смеси, обеспечивает скорость движения частиц порошка не менее 800 и не более 900 м/с.

Прочное соединение распыленных частиц порошка с подложкой обеспечивается за счет микросварки. Образование газово-порошковой смеси и ее взрыв происходят в специальной камере, куда порошок подается струей азота.

Технологические возможности детонационного способа позволяют наносить покрытия на внешние цилиндрические поверхности диаметром до 1000 мм, внутренние цилиндрические поверхности диаметром более 15 мм, плоские поверхности сложной конфигурации. Наиболее эффективно нанесение детонационных покрытий на детали, работающие в условиях повышенных давлений и температур, износа, агрессивных сред.

Плазменное напыление композиционных порошковых материалов, состоящих из жесткой тугоплавкой базы и легкоплавкой связки. Многообещающим способом нанесения покрытий, в том числе порошковых, считается плазменное напыление, получившее распространение в разных секторах экономики техники. Эксплуатационные характеристики таковых покрытий находятся в зависимости от физико-механических качеств порошковых материалов, температурных и газодинамических характеристик плазмы и подготовки плоскости под напыление. К примеру, упорные центры и оправки к насадным зенкерам подвергают напылению порошковыми композициями, обеспечивающими творение износостойких слоев на трудящихся поверхностях инструментов, подверженных трению. Состав композиций подыскивают, как следует из единой оценки критерий работы плоскости, в том числе с учетом возможности отвода тепла, качеств сопрягаемых материалов трущейся пары, требований к качеству плоскости и точности ее исходных размеров и т. п.

Структура нанесенного слоя состоит из хромоникелевого раствора и карбидной фазы, включающей зерна релита и упрочняющие частички связки— карбиды и бориды хрома.

Способ плазменного напыления композиционных порошковых материалов могут использовать - для творения упрочняющих покрытий на трущихся поверхностях элементов вида поршневых колец, втулок цилиндров и шеек коленчатых валов, моторов внутреннего сгорания, плунжерных пар насосов, направляющих колонок и втулок стереотипов и пр.

Способ термонапыления заключается в бомбардировке обрабатываемой плоскости (например, упорных центров, оправок к гидрокопировальным станкам, гибочных и раскатных роликов, направляющих оправок к насадному прибору, борштанг, прессовых оправок и др.) частичками порошка, подогретыми до пластического состояниям Предоставление тепловой и кинетической энергии частичкам порошка осуществляется плазменным (за счет введения порошковых материалов в плазменную струю) и газопламенным (с вступлением порошков в газовую смесь) способами.

Для устойчивой работы плазмотрона электрическая дуга должна быть сформирована и стабилизирована вдоль продольной оси плазмотрона. Недостатками плазменно-напыленных покрытий яв­ляются низкие прочность сцепления с основой, адгезион­ная прочность и термостойкость покрытия, что связано с различными коэффициентами температурного расширения покрытия и основы. Обладая значительной пористостью, плазменно-напыленные покрытия не защищают поверхность от окисления, что приводит к ускоренному разрушению (отслаиванию) покрытия.

Методы широко используются для восстановления отработавших деталей автомобилей, тракторов, сельско­хозяйственной техники, подвижного железнодорожного состава.

Характеристики

Список файлов ВКР