Тозған бөлшекерді қалпына келтірудің тиімді әдісін таңдау
Беттік пластикалық деформациямен беріктендіруші өңдеу
жүктеу/скачать 20,47 Kb.
|
Ырысбек (2)
| Беттік пластикалық деформациямен беріктендіруші өңдеу.
Беттік пластикалық деформациямен (БПД) беріктендіруші өңдеуді негізінен бөлшектердің шаршауға беріктігін арттыруға қолданады. Беріктендіруге бөлшектің беттік қабаттарында ішкі сығымдау кернеуін жасау және кристалдың құрылымын майдалау есебінен кернеу шоғырландырғыштардың зиянды әсерін төмендетумен қол жеткізіледі. Циклдік таңбасы айнымалы құмсалмақ шартында және каррозиялық ортада жұмыс істейтін бөлшектерді беттік қақтамалап беріктендірген ерекше тиімді. Беттік қақтамалау (БҚ) материалдың құрылымын толық рекристализацияға жеткізбей беттік пластикалық деформациялау болып табылады. Пластикалық деформация түйіршіктерді майдалап, олардың өлшемдерінің кішіреюіне әкеледі және текстура жасайды. Қақтамалау кезінде металл түйіршіктерінің жылжуы жылжу сызығына жақын кристалдық торлардың көлемдерінің серпімді бұрмалануы, түйіршіктердің тұрқы мен өлшемдерінің өзгеруі болады. Қақтамалау нәтижесінде металдың механикалық қасиеттері өзгереді: деформация қарсыласуының барлық сипаттамалары өседі, пластикалығы төмендейді және қаттылығы арттады, металдың беткі қабаттарының беріктігі артады, қалдық кернеулердің бөлшектің қимасында қолайлы таралуы пайда болады. Қақтамалаудан кейін беттік қабатта қалдық сығымдаушы кернеудің шамасы 100кгс/мм2 астам болатыны анықталған. Қалдық сығымдаушы кернеу пайдалану кезінде сыртқы құмсалмақтардан болатын созушы кернеумен қосылып, оның шамасын азайтады, демек, қалдық сығымдаушы кернеу жоқ кезбен салыстырғанда беттік қабатқа түсетін құмсалмақ азаяды. Бұл қалдық сығымдаушы кернеудің пайдалы әсері болып табылады. БПД –ның екі әдісі белгілі – статискалық және соққылық деформациялау. Статистикалық БПД – ге беттік домалату және жаю, кернеулік беттік қақтамалау, тесіктерді шарикпен және құрал білікпен калибрлеу жатады. Домалатуда құрал ретінде әртүрлі шариктер мен роликтер пайдаланылады. (6.10 – сурет). Домалатуда қаттылық 15 - 20%, шаршау шегі 25 - 26% артады, сондай – ақ болат бөлшектердің каррозия – шарушылық беріктігі өседі. Домалатуға кәдімгі токарь немесе арнаулы станоктарды пайдалануға болады. Домалату белгілі қысыммен роликті немесе шарикті бөлшектің дөңес немесе тегіс бетімен қозғалтумен іске асырылады. Домалатудың беріктендіруші және беріктендіруші түрлерін қолданады. Жоғарғы қысым жасап жүргізілетін беріктендіруші домалатуда қақтамалау тереңдігі маңызды, сондай – ақ беріктендірілген қабаттағы қалдық сығымдаушы кернеудің шамасы үлкен. Бұл кезде беттің кедір – бұдырлығы өседі. Беріктендіруші – тегістеуші домалатуда беттік қабаттың беріктенуі мен қатар беттің кедір – бұдырлығы 2 – 3 сыныпқа кемиді (тазалығын 11 сыныпқа дейін жеткізуге болады). Беріктендірудің нәтижесінде домалату режимдерінің (қысым, беріліс, жылдамдық, өту саны) дұрыс таңдалуына және ролик геометриясына тәуелді. Қысым өскен сайын қақтамаланған қабат қалыңдығы өседі, қалдық қысым белгілі бір мәнге дейін өседі де, сонан соң қақтамалау қабаты өте үлкен болғанда төмендейді. Аз қысыммен домалатуда қалдық кернеудің жоғарғы мәндеріне жұмыс пішінінің қисықтық радиусы кішкентай роликтерді пайдаланумен жетуге болады. Жаю болаттан, шойыннан және түсті металдардан жасалған бөлшектердің ойық беттерін беріктендіруші өңдеу үшін қолданылады. Тесіктерді жаю үшін қатты (реттелетін және реттелмейтін) және серпімді ретінде цилиндр немесе конус роликтер мен шариктер пайдаланылады. Жайғыштар бір роликті немесе көп роликті, бір қаталық және көп қатарлық болулары мүмкін. Роликтерді тез кескіш болаттан немесе шх 15 болатынан жасап, НRС = 60-63 қаттылығына дейін шынықтырады. Қақтамалау тереңдігі, қалдық кернеу шамасы, беттің кедір – бұдырлығы домалатудағыдай технологиялық факторларға тәуелді. Жаймалау жылдамдығы әдетте 20-150м/мин аралығында беріліс шамасы 0,1-2,7мм/айн, өту саны екіден көп емес. Жаю нәтижесінде беттің тегістігі бір өтуде 2 – 3 сыныпқа жоғарылайды. Кернеулік беттік қақтамалаудың мағынасы бағыты пайдалану кернеуімен бағыттас статистикалық кернеумен бөлшекті беттік пластикалық деформациялау болып табылады. Бұндай қақтамалау болат бөлшектердің салыстырмалы ұзындығын қысқартып, беттік қабаттарының қаттылығын, беріктік және ағымдау шегін арттырады. Бұл әдіс рессорларды беріктендіруде кеңінен қолданылады (6.12 –сурет). Тесіктерді шарикпен немесе құралбілікпен калибрлеу (статистикалық беріктендіру) үшін тесіктерден қысыла өтетін беттері тегіс құралбілік немесе шарик пайдаланылады. Нәтижесінде тесіктердің беттік микроқаттылығы, оның тегістігі және өңдеу дәлдігі артады (6.13 –сурет). Тесіктерді калибрлеу кезінде шойындарға керосинді, ал болат пен қолаға машина майын пайдаланады. Соққылық БПД іске асыру тәсілдері мыналар: бытырамен өңдеу, гидроабразивтік өңдеу, центрден тепкіштік өңдеу, бедер салу, дірілдеуші роликпен. Бытырамен өңдеудің негізінде бытыра ағынның кинетикалық энергиясының әрекетімен материалды беттік пластикалық деформациялау жатыр. Бытырамен өңдеуден алынатын әсер негізінен қақатамаланатын қабаттың тереңдігіне тәуелді және бытыраның кинетикалық энергиясы мен қақтамалау ұзақтығынан анықталады. Қақтамалау ұзақтығы тәжірибе жолымен белгіленеді және бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін созылады. Қақтамаланған қабат қалыңдығы бытыраның диаметрі мен ұшу жылдамдығынан тікелей тәуелділікте, ал материалдың қаттылығына кері тәуелділікте. Бытырамен өңдеу материалдың беттік қабаттарының қаттылығын, циклдік құмсалмақпен жұмыс істейтін бөлшектердің төзімділік шегін және каррозия – шарушылық беріктігін арттырады. Бытырамен кез – келген пішіндегі қара да, түсті де металдардан жасалған бөлшектер өңделуі мүмкін және де болат бөлшектерге шойын немесе болат бытыра, ал түсті металдардан жасалған бөлшектерге алюминий немесе шыныдан жасалған бытыра қолданылады. Бытырамен өңдеу бытыраға кинетикалық энергия беру тәсілі бойынша түрлерге бөлінеді. Жөндеу – механикалық заводтарда бытырамен өңдеу арнайы механикалық немесе превматикалық қондырғыларда орындалады. Ең үнемді және процесс тұрақтылығын қамтамасыз етуші ретінде механикалық – роторлық бытыра лақтырғыштар кең таралған. Гидроабразивтік өңдеу процесінің мағынасы – құрамында әртүрлі түйіршікті абразивтік материал бар сұйық ағыны 50-70м/с жылдамдықпен өңделетін бетке лақтырады. Бұл кезде абразивті түйіршік бетке соғылып металдың жоғарғы қабатын сыдырады, сонымен қатар оның астындағы жұқа беттік қабат пластикалық деформацияланады. Жұмысшы қоспа судан, электркорундтан, натрий нитридінен және кальций қосылған содадан тұрады. Гидроабразивтік өңдеу нәтижесінде ақаулы жоғарғы қабат 0,1мм тереңдікке дейін сыдырылады, 0,2мм тереңдікке дейін қақтамаланады, жұқа беттік қабаттағы сығымдау кернеуінің шамасы 150кгс/мм2жетеді, беттің микрогеометрияны 8-11 сынып тегістігіне сәйкес келеді. Кернеу шоғырланғыштары бар бөлшектердің төзімділік шегі гидроабразивтік өңдеуден кейін жалтыратумен салыстырғанда 15% артады. сырғанау үйкелісі тозуға төзімділігі 25-30% өседі. Гидроабразивтік өңдеуді серіппелер мен тісті доңғалақтарды, сондай – ақ беттерді гальваникалық және полимерлік жабуға дайындау үшін қолданады. Ортадан тепкіш өңдеу кезінде айналып тұрған құрсаудың шет жиектерінде орналасқан шариктердің немесе роликтердің кинетикалық энергиясы пайдаланылады. Шариктер құрсаудың арнаулы ұяларында еркін қозғалуы мүмкін. Құрсау айналған кезде шариктер центрден тепкіш күш әсеріне ұяларынан азғантай ғана шығады, бұл кезде олар беріктендірілетін бетті бірнеше қайтара соққылайды. Айналу жылдамдығы бойлық беріліс тұрақтылығы бірқалыпты қақтамалануын қамтамасыз етеді. Нәтижесінде беттік қабаттың қаттылығы маңызды өседі (80% дейін, беттік қабаттағы қалдық сығымдау кернеуінің шамасы 80кгс/мм2 жетеді, беттің тегістігі жақсарады және бөлшектердің өмір ұзақтығы 3 – 10 есе артады. қақтамалау тереңдігі, сондай – ақ қалдық кернеу беріктендіргіш пен бөлшектің өзара қозғалыс жылдамдығы өсуімен, өңделетін беттің бастапқы тегістігі, шариктің диаметрі және оның құрсаудан шығу шамасы артқан сайын үлкейеді. Беріктендіру кезінде әрбір 5 – 10 мин кейін өңделетін бетті ұршық майымен, вазелинмен немесе өндірістік майдың керосинмен 50% қоспасымен майлап тұру керек. Білік пен тесікті ортадан тепкіш жөндеу 6.14 – суретте көрсетілген. Ортадан тепкіш өңдеуді ішкі және сыртқы айналу беттерін және жазықтықтары қақтамалау үшін пайдаланады. Беріктендіруші бедер салу арнайы соққыштардың өңделетін бетті соққылау әсеріне негізделген. Соққылау әсерінен қақтамалау іске асырылады, жоғары қалдық сығымдау кернеуі жасалады (100кгс/мм2 дейінгі), беттік қабаттың қаттылығы өседі (30-50% - ға). Бедер салу сатылық біріктердің көтергіштік қасиетін 1,5 есе жоғарылатады. Ірі габаритті бөлшектерге және бөлшектегі қол жетуі қиын жерлерге бедер салу үшін пневматикалық балғаларды қолданады. Бірақ бұндай қақтамалауы бақылау қиын. Станоктық бедер салу жетіліңкіреген түріне жатады. Бедер солатын құралдарды токарь станогінің құрал күйшегіне бекітеді. Дірілдеуші роликпен беттік беріктендіру қақтамалау мен бедер салу біріктіріліп бір уақытта жасайтын құрылымды пайдаланып іске асырылатын процесс болып табылады. Ролик серіппемен өңделетін бетке үздіксіз басылып тұрады. Роликке берілген жиілікпен механикалық немесе пневматикалық құрылымның көмегімен соққы жасалып тұрады. Бұл тәсілдің артықшылықтары құралыдың құрылымының қарапайымдығы, габариттік өлшемдерінің кішілігі және қақтамаланатын қабаттың тереңдігі (20мм дейін). Дірілдеуші роликпен беттік беріктендіру айнымалы майысу кезінде жұмыс істейтін бөлшектердің төзімділік шегін 3 есе-ден аса арттыруға мүмкіндік береді. Бұл тәсілді бұранданы беріктендіруде кеңінен қолданады. Қазіргі кезде беріктендірудің бір тәсілі – жылу механикалық деформация мен жылулық өңдеуді бірге жасау. Бұл өңдеуде фазалық өзгеру аралық құрылымды (аустенитті) алдын – ала қақтамалау әсерінен жүреді. Егер аустениттің пластикалық деформациясы берілген қорытпаның рекристаллизациялану температурасынан жоғары температурада жүргізілсе, онда жылу – механикалық өңдеу жоғары температуралық (ЖЖМӨ) деп аталады. Егер деформация рекристаллизациялану температурасынан төмен температурада жүргізілсе, онда төменгі температуралық (ТЖМӨ) деп аталады. ЖМӨ негізгі кранстерінің сұлбасы берілген ЖЖМӨ кезінде бөлшек АС3 нүктесінен жоғары қыздырылады да күшті деформацияланады және тез шынықтырылады. ТЖМӨ кезінде бөлшек АС3 нүктесінен жоғары қыздырылады, перлиттік және аралық өзгеру аралығындағы температураға дейін салқындатылады, сонан соң күшті деформациялайды да тез шынықтырады. Сонан соң жоғарғы моттықты болдырмау үшін ЖЖМӨ - дағы төменгі температурада (100-3000С) жасытылады. ТЖМӨ әдетте қоспаланған, құрылымдық болаттарды беріктендіруге қолданады. ТЖМӨ кезінде деформация дәрежесі (50÷90%) ЖЖМӨ салыстырғанда ( ) әлдеқайда жоғары. Жылу-механикалық өңдеу болаттың беріктілік сипаттарын арттыруға үлкен әсер етеді: құрылымдық қоспаланған болаттық беріктілік шегі кгс/мм2, салыстырмалы ұзаруы , соққылық тұтқырлығы , бұл әдетті шынықтыру мен жасытудан кейін алынатын параметрлерден әлдеқайда жоғары. ЖМӨ кейінгі Беріктендіру болаттағы көміртек концентрациясына тәуелді. Механикалық сипаттардың ең жоғарғы мәндеріне құрамында %С бар болаттарда жетуге болады. ТЖМӨ кемшілігі қаттылығы мен беріктігі жоғары болғандықтан одан кейін механикалық өңдеу қиындайды, сондай-пқ бөлшектер 100-1500С жоғары температурада пайдаланған жағдайда беріктендірудің әсері төмендейді. Аустенитті болаттармен қорытпаларда ЖЖМӨ пайдаланғанда беріктендіру әсері 900-9500С дейін сақталады. Тозуға төзімді материалдар балқымасымен беріктендіруші өңдеу Машина бөлшектерін беттік беріктендірудің тиімді әдістерінің бірі пайдаланулық қасиеттері жоғары материалдардың балқымасын құю. Бұл әдіс унемді, өйткені балқыма тек қарқынды қаталу жағдайында жұмыс істейтін беттерге ғана құйылады, әдетте бақытылған материалдың массасы бүкіл бөлшектің массасының азғана үлесін құрайды. Беріктендірілген бөлшектердің өмір ұзақтығы балқытылып құйылған материалдың қасиеттерімен анықталады, сондықтан жабыстырылатын материал немесе қорытпа бөлшектің пайдалану шартын және қолданылатын балқыма құю әдісін ескере таңдалады. Бақытылып құйылатын материалдардың мына топтары көп қолданылады: марганецпен, хроммен, никельмен, вольфраммен, молибденмен қоспаланған болаттар; Хромы көп, вольфрамды, молбиденді темір негізіндегі қорытпалар шойындар және құрамында хромы, вольфрамы, кобальты, молибдені көп қорытпалар; Вольфрам, кобальт, никель негізіндегі қорытпалар Ең көп тараған қоспаланған болат сымды (ГОСТ 10543-63( механикаландырылған электрдоғалық балқытып құю. Тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігін арттыру үшін жиі хромы көп Св-10х13, Св -0,8х14ГТ, Св-10х17Т маркалы сымдар қолданылады. Қол доғалық және газбен балқыма құю кезінде абразивтік қажалу шартында жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіру үшін жылулық өңдеусіз HRC57-63 қаттылықтарын қамтамасыз ететін Т590, Т620, БХ-2, 13КН маркалы электродтарды пайдалану ұсынылады. Балқымы құю жұмыстарының өнімділігі мен сапасы электрод сымның орнын металл тоспаны пайдаланғанда маңызды жоғарылайды. Маркалары 7х15 ГС және 43 таспа балқыма құйылған металдың НRС 45-53 қаттылығын қамтамасыз етеді және абразивтік қажалу шартында жұмыс істейтін бөлшектердің төзімділігін арттырда өзін жақсы көрсететі. Беріктерндіру үшін көбіне сормайт №1 (ЦС-1), сормайт №2 (ЦС-2) сталинит және Висхом-9 қоспалары қолданылады. Сормайт №1 (құрамы 25-31% Сr, 3-5% Ni) абразивтік қажалу шартында соқысыз күшсалмақ кезінде жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіру үшін ұсынылады. Сормайт №2 (құрамы 13-17% Сr, 1,3-2,2 %Ni) тұтқырлығы жоғары, сондықтан соққылы күмсалмақ кезінде жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге ұсынылады. ЦС-1 электроды бақытығын құйылған беттің қаттылығы НRC 48-54, ал ЦС-Л-нің қаттылығы НRC 39-45. ЦС-2 қабаттың кейін шынықтырумен қаттылығын НRC 56-60 жеткізуге болады. Түйіршіктелген қатты қорытналалр Сталинит пен Висхом-9 бір немесе бірнеше металдардың көміртекпен механикалық қоспасы болып табылады. Бұндай балқыма құюды қол электродоғалық пісірумен жасайды, ол үшін бөлшектеің белгілі қыздырылған бураның жұқа қабатымен және қорытпа шихтасы қабатымен жабады. Көмір электродты прелеңтіп қозғай отырып шихтаның негізгі металмен байланысуын қамтамасыз етеді. Балқытылған қабаттың қаттылығы жоғары болғандықтан (HRC 52-62) бұндай балқыма құюды кейіннен механикалық өңдеуді қажет етпейтін бөлшектер үшін пайдаланады. Білік бөлшектерінің жұмысшы беттеріне ақ шойынның тозуға төзімді қабатын үйкемей балқыма құюдың болашағы зор (6.16-сурет). Құюма үшін мынандай құрамдағы ақ шойын жоққасы пайдаланылады (%) 2,63 С, 1,05 Si, 0,04 Сr, 0,5 Мn, 0,11 Р, 0,11S. Зерттеулер ақ шойынның балқыттылған қабатының тозуға төзімділігі шынықтырылған болат 45-тікінен жоғары екенін көрсетті (6.17-сурет). Вольфрам, кобальт және никель негізіндегі қорытпала соққылы күмсалмақ, жоғарғы қысым және температура және коррозия жағдайында жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге қолданылады. Болашағы бар қорытпалар релит ТЗ, вокар. Релит ТЗ қоспаланған вольфрам карбидіне жатады. Құрамы: 95,5-96% вольфрам, 3,8-4,2% баланысқан көміртек, 0,2% көп емес басқа қоспалар. Бұл қорытпа газ жануырғымымен балқытылады. Вокар – түйіршіктелген қатты қорытпа. Түйірлерінің өлшемдері 1-3 мм химиялық құрамы: 9-10%С, 85-87 W, 3% дейін Si, 2% дейін Ғр. Вокар электрондоғалық пісіріліп балқытылады. В2К және ВЗК стелиттері кобальт негізідегі қоспаланған қорытпа. Олар жоғары тозуға төзімділігімен және жоғары температурада қарқынды қажалатын бөлшектерді беріктендіруге қолданылады. Бұлар электродоғалық және газбен пісірумен балқытылады. Стиллиттреге никель негізііндегі қоспаланған қорытпалар ВхН1 және ВХН2 да жатады. Бұл қорытпалар жоғары температурада ұзақ уақыт жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге қолданылады. Беттік беріктендіру әдістерін енгізу бөлшектердің пайдаланулық сипаттамаларын маңызды жоғарылатуға мүмкіндік береді. Беріктендіру әдісін таңдау бөлшектің құрылымымен, оны пайдалану сипатымен, өндіріс ерекшеліктерімен, сондай-ақ қолданылатын материалдық құнына, беріктендіру процесінің өнімділігіне өндірістік топтамасына және өмір ұзақтығына тәуелді техника-экономикалық көрсеткіштерімен анықталады. Әдетте, технологиялық процесті енгізудің экономикалық тиімділігі бөлшектің өзіндік құнының төмендеуімен бағаланады. Ол мына формулармен анықталады. мұнда, j-беріктендіруге кеткен өндірістік шығынды көрсететін бөлшектің қымбаттау коэффициенті; Сб-беріктендірілген бөлшектің өзіндік құны: Сб.е – беріктендірілмеген бөлшектің өзіндік құны; Кб-беріктендіру коэффициенті Тб-беріктендірілген бөлшектің жұмысы қоры (ресурсы); Тб.е.-беріктендірілмеген бөлшектің жұмыс қоры Пб-берілген бөлшектің беріктендірілгеннен кейінгі қажетті саны; Пб.е.-берілген бөлшектің беріктендіруге дейінгі кейінгі қажетті саны; Беріктендіруші өңдеуді енгізгеннен кейінгі үнем: ΔС=Сб.е. ·Пб.е. -Сб·Пб Мәндерін орындарына қоямыз ΔС=Сб.е. ·Пб.е. -Сбе· Мұнда, -беріктендіруші өңдеуді енгізудің үнемдеу коэффициент Демек беріктендіруші өңдеудің түрлеріне талдау жасағанда бірге жақындайтындай жағдайы қамтамасыз ететінін таңдау керек. жүктеу/скачать 20,47 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|