Порошковые материалы в машиностроении.

Резка металлов и сплавов.

Способы резки металлов и сплавов связаны с их нагревом. Можно подраз-ть на хим.в основе кот-х лежит сжигание металла в струе кислорода и физ.,осущ-е расплавлением металлов электр.дугой.

По направленности кисл.струи хар-ру образуемых резов различают разделительную и поверхностную резку. Разделит.применяют при получении заготовок из листового и профильного металла, а также подготовки их для сварки,удаления прибылей, ледников в отливках и т.д. Поверхностной резкой устраняют части металла с поверхности.

Резку металла в кислороде можно успешно осущ-ть если его свойство отвечает опр.условиям: т плавления металла превышает т его выплавления в среде кислорода, кол-во теплоты получается при сгорании металла достаточно для выполнения непрерывного процесса резки. Этими св-ми обладают низко и среднеуглер.стали, а также некоторые легированные марки стали. Стали, содержащие углерод в пределах от 1-2%, а также чугуны не режут в среде кислорода, т.к их воспламенение в этой среде выше т плавления. Высоколегированные стали образуют тугоплавкие оксиды, что затрудняет дальнейшее окисление и процесс резки становится невозможным.

Физическим способом (в частности эл.дугой) можно резать любые металлы и сплавы, т.к т источника нагрева всегда значительно превышает т плавления металла и их оксидов. Кислородная резка отличается простотой использованного оборудования и приёмов работы, а также большой универсальностью и экономичностью. Резку выполняют кислородными резаками различных типов.

Ручные резаки - не обеспечивают высокого качества поверхности после срезов(неравномерная скорость перемещения резака и его колебания). Резка, выполняемая посредством механизированных уст-в обеспечивает равномерное и точное перемещение резака, а поэтому повышенное качество и большую производительность.

Дуговую резку металлов осущ-т угольным или металлическими электродами. Резку угольным электродом испол-т для изделий из чугуна и некот-х цветных металлов, кот-е нельзя резать обычной кислородной резкой. Метал.электрод обеспечивает более высокое кач-во резки. Резка, осущ-ся на том же оборудовании и теми же электродами, кот-е применяются для сварки.

Последние годы в машиностр-ом произ-ве испол-ся ряд принципиально новых методов обработки, основанный на разнообразных процессах энергетич.воздействия на твердое тело. Так например появился метод обработки конструкц-х материалов сверхзвуковой струёй жидкости. Такой способ даёт возможность осущ-ть высокоточную резку сложно профильных поверхностей заготовок, что позволяет существенно снизить объём последующей мех.обработки, сократить отходы материалов. В кач-ве примера может служить установка для резания сверхзвуковой струей воды при раб.давлении до 4200 атмосфер.

 

Макроскопический анализ.

Макроскопический анализ -этот метод заключается в исследовании макростр-ры металлов и сплавов.

Макроструктурой- наз-т строение металла видимое невооруженным глазом или через увеличительное стекло при небольших увеличениях до 30 раз. Макростр-ру изучают непосредственно на упрочненные поверхности детали на специально вырезанном образце(темплет), а также на изломе вместе разрушения образца детали или инструмента.

3. Кислородная и дуговая резка металлов.

Резку металла в кислороде можно успешно осущ-ть если его свойство отвечает опр.условиям: т плавления металла превышает т его выплавления в среде кислорода, кол-во теплоты получается при сгорании металла достаточно для выполнения непрерывного процесса резки. Этими св-ми обладают низко и среднеуглер.стали, а также некоторые легированные марки стали. Стали, содержащие углерод в пределах от 1-2%, а также чугуны не режут в среде кислорода, т.к их воспламенение в этой среде выше т плавления. Высоколегированные стали образуют тугоплавкие оксиды, что затрудняет дальнейшее окисление и процесс резки становится невозможным.

Физическим способом (в частности эл.дугой) можно резать любые металлы и сплавы, т.к т источника нагрева всегда значительно превышает т плавления металла и их оксидов. Кислородная резка отличается простотой использованного оборудования и приёмов работы, а также большой универсальностью и экономичностью. Резку выполняют кислородными резаками различных типов.

Ручные резаки - не обеспечивают высокого качества поверхности после срезов(неравномерная скорость перемещения резака и его колебания). Резка, выполняемая посредством механизированных уст-в обеспечивает равномерное и точное перемещение резака, а поэтому повышенное качество и большую производительность.

Дуговую резку металлов осущ-т угольным или металлическими электродами. Резку угольным электродом испол-т для изделий из чугуна и некот-х цветных металлов, кот-е нельзя резать обычной кислородной резкой. Метал.электрод обеспечивает более высокое кач-во резки. Резка, осущ-ся на том же оборудовании и теми же электродами, кот-е применяются для сварки.

Последние годы в машиностр-ом произ-ве испол-ся ряд принципиально новых методов обработки, основанный на разнообразных процессах энергетич.воздействия на твердое тело. Так например появился метод обработки конструкц-х материалов сверхзвуковой струёй жидкости. Такой способ даёт возможность осущ-ть высокоточную резку сложно профильных поверхностей заготовок, что позволяет существенно снизить объём последующей мех.обработки, сократить отходы материалов. В кач-ве примера может служить установка для резания сверхзвуковой струей воды при раб.давлении до 4200 атмосфер.

 

Микроскопический анализ.

Микроскопический анализ-его применяют для изучения микростр-ры металла с помощью оптических микроскопов, обеспечивающих увеличение до 1500раз. При помощи микроскопа изучают форму и размер кристалл.зёрен, из кот-х состоит металл.

Для проведения микроанализа из испытуемого материала вырезают образец и путём шлифования, полирования, травления подготавливают его для исследования под микроскопом. Подготовленная для исследования поверхность образца наз-ся микрошлифом. После этого поверхностный слой анализ-ся с помощью металлографических и электродных микроскопов.

 

Рентгеноструктурный анализ.

В задачи этого анализа входят установление типа кристалл.решётки исследуемого металла, изучение стр-ры материала после его обработки, опр-е внутр.остаточных напряжений и т.д. Его используют для контроля кач-ва поверхностного слоя, обработанного различными методами в том числе термич.обработкой. Этим анализом можно установить изменение кристалл.стр-ры, а в связи с этим св-ва (мех-е, физ-е и др) материала в процессе его обработки и эксплуатации. Рентгеновские аппараты, работающие по методу прямого измерения интенсивности рентгеновских лучей называются- рентгеновскими дифрактометрами.

 

Дуговая резка металла.

Дуговую резку металлов осущ-т угольным или металлическими электродами. Резку угольным электродом испол-т для изделий из чугуна и некот-х цветных металлов, кот-е нельзя резать обычной кислородной резкой. Метал.электрод обеспечивает более высокое кач-во резки. Резка, осущ-ся на том же оборудовании и теми же электродами, кот-е применяются для сварки.

Последние годы в машиностр-ом произ-ве испол-ся ряд принципиально новых методов обработки, основанный на разнообразных процессах энергетич.воздействия на твердое тело. Так например появился метод обработки конструкц-х материалов сверхзвуковой струёй жидкости. Такой способ даёт возможность осущ-ть высокоточную резку сложно профильных поверхностей заготовок, что позволяет существенно снизить объём последующей мех.обработки, сократить отходы материалов. В кач-ве примера может служить установка для резания сверхзвуковой струей воды при раб.давлении до 4200 атмосфер.

 

Резец и его геометрия.

Резцы применяют при обработке на токарных расточных, строгальных и др.станках.

Резцы в машиностроении классифицируют по след.признакам:

1.по назначению: проходные,отрезные, фасонные и др;

2.по направлению подачи: правые, левые.

3.по сечению державки: прямоугольные, квадратные, круглые.

4.по роду инструмент.материала: из сверхтвёрдых сплавов, с пластинками из твёрдого сплава.

 

Процесс волочения.

Сущность волочения заключается в протягивании, обычно в холодном состоянии, заготовки через отверстие матрицы. Площадь поперечного сечения которого меньше площади поперечного сечения заготовки.

В результате волочения поперечные размеры заготовки уменьшается, а длина увеличивается. Исходными заготовками служат прокатные или прессованные трубы. Из стали различных марок, цв.мет. и сплавов.

Волочением получают проволку диаметром до 5мм. В том числе и тонкую, диаметром от 0,02 до 1 мм., а так же тонкостенные трубы.Для уменьшения контактного трения при волочении примняют различные предварительные покрытия заготовок в виде смазки(минеральные масла, графит, имульсии). Матрицу часто наз. волоокой.

Волоку с одним отверстием наз. фильерой. Волоки имеют постоянно сужающиеся в направлении волочения воронкообразное отверстие. Волоки изготовляют из инструментальных сталей, твердых стплавов. Оборудование для волочения служат волочильные станы, кот в зависимости от конструкций делятся на барабанные(усилие вращения волочения создается вращ-ся барабанами) цепные(цепь обеспечивает прямолинейное движение)таким способом производят волочение труб, прутков. скорость волочения составляет от 0,1 до 40 м/сек.

 

25. Стружкообразование.

Металл, срезанный с заготовки режущим инструментом называется- стружкой. Процесс стружкообразования явл-ся одним из сложных физ.процессов. Он сопровождается трением, тепловыделением, заливанием стружки и износом режущего инструмента.

При соприкосновении с заготовкой резец передней поверхностью постепенно будет вдавливаться в металл и сжимать его поверхностный слой. При этом слой металла будет упруго деформироваться.

При дальнейшем вдавливании резца в металл наступает момент, когда напряжение в металле превышает сначало пределы упругости, а затем пределы прочности.

В рез-те от основной массы металла отделяется 1-й элемент срезанного слоя. Элементы срезаемого слоя металла, образующую стружку пластически деформируются, укарачиваются по длине и увеличиваются по сечению.

 

Пайка материалов.

Пайкой- наз-ся образование соединения с межатомными связями путём нагрева соединяемых материаловы ниже т их плавления, смачивания припоем, запеканием припоя в зазор с последующей его кристаллизацией.

Припой- материал для пайки с т плавления ниже т плавления паяемых материалов.

По сравнению со сваркой пайка имеет ряд преимуществ:

1.возможность соединения за один приём множества заготовок, соединяющих изделие. Поэтому пайка как никакой другой способ соединения отвечает условиям массового произ-ва.

2.в отличии от сварных, паянные соединения разъёмные, что делает пайку незаменимой при монтажных и ремонтных работах в радио и приборостроении.

3.пайка позволяет соединить разнородные металлы, а также металлы со стеклом, керамикой и др.неметал.материалами, что невозможно или весьма трудно осущ-ть сваркой.

Из не ручных способов пайки наиболее широко расп-на газопламенная пайка горелкой или паяльником.

Наиболее расп-м способом пайки явл-ся пайка в печах. Этот способ наиболее полно воплощает в себе технич.возможности и особенности процесса пайки, обеспечивает стабильность и качество соединения.

 

Абразивные материалы.

Это мелкозернистые порошковые вещ-ва, использующиеся для произ-ва абразивных инструментов.

Абразивные материалы имеют высокую твердость, теплостойкость. Инструменты из абразивных материалов позволяют обрабатывать заготовки со скоростью от 12-50м/сек.

Инструменты из абразивных материалов испол-т гл.образом для окончательного изгот-я детали.

Алмазы составляют особую группу материалов. В промышленности испол-ся природный алмаз и синтетический алмаз. Алмаз явл-ся самым твердым материалом, имеет высокую теплостойкость и износостойкость.

Алмазный инструмент применяют для обработки заготовок из тв.материалов: жаропрочных сталей, полупроводниковых материалов. Обработку ведут со скоростью порядка 20м/с.

 

Вакумирование жидкой стали.

 

Цель процесса вакумирования жидких расплавов металлов состоит в умен-ии кол-ва газов в ней(а именно водорода,азота,кислород),а также неметал.включений. Процессы вакумирования помогают создать конкурентноспос-ую продукцию, завоевать как российский так и зарубежные рынки. В таких странах как США, Япония вакумир-ю подвергается 100% производимых сталей,а в России не более 11%. Всё многообразие процессов вакумир-я можно объединить в 4 вида: вакум-е жидкой стали в ковше, вакум-е струи металла, порционное вакум-е, циркуляц.вакумир-е.

 

Элементы режимов резания.

К элементам резания при точении относят: скорость резания и глубина резания.

Скорость резания опр-ся по формуле: V= ПДn/1000 м/мин, где Д-диаметр заготовки в мм, n- кол-во оборотов в минуту, П-3,14.

Глубина резания- величина срезаемого слоя за один проход, измеренная в направлении перпендикулярно к обрабатываемой поверхности. Опр-ся по формуле: t= Д-Д0/2 мм, где Д- диаметр заготовки в мм, До-диаметр обработанной поверхности.

Учитывая влияние геом.элементов, режущие части резца на скорости резания, новаторы произ-ва применяют высокопроизводительные методы резания, т.е скоростное и силовое резание металла.

Так изменением углов заточки достигает упрочнения режущие части резцов, улучшение отводотепла от режущей крошки и повышения общей стойкости резца.

Все это позволяет увеличить скорость резания.

Другой способ повышения произ-ти труда- это увел-е подачи. Для скоростного резания с большими подачами(метод силового резания) испо-ся спец.резец.

При работе этим методом производительность повышается за счет увелич-я подачи от 0,1-0,6мм на 1 оборот до 1-3мм на один оборот заготовки. Т.е происходит увеличение произ-ти в 5-10 раз.

 

Магнитная дефектоскопия.

Этот метод позволяет выявить различного рода несплошности в поверхностном слое изделий, например мелкие трещины, раковины, плёны.

Для выявлений дефектов применяют спец.приборы, кот-е называются магнитные дефектоскопы.

Резка металлов и сплавов.

Способы резки металлов и сплавов связаны с их нагревом. Можно подраз-ть на хим.в основе кот-х лежит сжигание металла в струе кислорода и физ.,осущ-е расплавлением металлов электр.дугой.

По направленности кисл.струи хар-ру образуемых резов различают разделительную и поверхностную резку. Разделит.применяют при получении заготовок из листового и профильного металла, а также подготовки их для сварки,удаления прибылей, ледников в отливках и т.д. Поверхностной резкой устраняют части металла с поверхности.

Резку металла в кислороде можно успешно осущ-ть если его свойство отвечает опр.условиям: т плавления металла превышает т его выплавления в среде кислорода, кол-во теплоты получается при сгорании металла достаточно для выполнения непрерывного процесса резки. Этими св-ми обладают низко и среднеуглер.стали, а также некоторые легированные марки стали. Стали, содержащие углерод в пределах от 1-2%, а также чугуны не режут в среде кислорода, т.к их воспламенение в этой среде выше т плавления. Высоколегированные стали образуют тугоплавкие оксиды, что затрудняет дальнейшее окисление и процесс резки становится невозможным.

Физическим способом (в частности эл.дугой) можно резать любые металлы и сплавы, т.к т источника нагрева всегда значительно превышает т плавления металла и их оксидов. Кислородная резка отличается простотой использованного оборудования и приёмов работы, а также большой универсальностью и экономичностью. Резку выполняют кислородными резаками различных типов.

Ручные резаки - не обеспечивают высокого качества поверхности после срезов(неравномерная скорость перемещения резака и его колебания). Резка, выполняемая посредством механизированных уст-в обеспечивает равномерное и точное перемещение резака, а поэтому повышенное качество и большую производительность.

Дуговую резку металлов осущ-т угольным или металлическими электродами. Резку угольным электродом испол-т для изделий из чугуна и некот-х цветных металлов, кот-е нельзя резать обычной кислородной резкой. Метал.электрод обеспечивает более высокое кач-во резки. Резка, осущ-ся на том же оборудовании и теми же электродами, кот-е применяются для сварки.

Последние годы в машиностр-ом произ-ве испол-ся ряд принципиально новых методов обработки, основанный на разнообразных процессах энергетич.воздействия на твердое тело. Так например появился метод обработки конструкц-х материалов сверхзвуковой струёй жидкости. Такой способ даёт возможность осущ-ть высокоточную резку сложно профильных поверхностей заготовок, что позволяет существенно снизить объём последующей мех.обработки, сократить отходы материалов. В кач-ве примера может служить установка для резания сверхзвуковой струей воды при раб.давлении до 4200 атмосфер.

 

Макроскопический анализ.

Макроскопический анализ -этот метод заключается в исследовании макростр-ры металлов и сплавов.

Макроструктурой- наз-т строение металла видимое невооруженным глазом или через увеличительное стекло при небольших увеличениях до 30 раз. Макростр-ру изучают непосредственно на упрочненные поверхности детали на специально вырезанном образце(темплет), а также на изломе вместе разрушения образца детали или инструмента.

3. Кислородная и дуговая резка металлов.

Резку металла в кислороде можно успешно осущ-ть если его свойство отвечает опр.условиям: т плавления металла превышает т его выплавления в среде кислорода, кол-во теплоты получается при сгорании металла достаточно для выполнения непрерывного процесса резки. Этими св-ми обладают низко и среднеуглер.стали, а также некоторые легированные марки стали. Стали, содержащие углерод в пределах от 1-2%, а также чугуны не режут в среде кислорода, т.к их воспламенение в этой среде выше т плавления. Высоколегированные стали образуют тугоплавкие оксиды, что затрудняет дальнейшее окисление и процесс резки становится невозможным.

Физическим способом (в частности эл.дугой) можно резать любые металлы и сплавы, т.к т источника нагрева всегда значительно превышает т плавления металла и их оксидов. Кислородная резка отличается простотой использованного оборудования и приёмов работы, а также большой универсальностью и экономичностью. Резку выполняют кислородными резаками различных типов.

Ручные резаки - не обеспечивают высокого качества поверхности после срезов(неравномерная скорость перемещения резака и его колебания). Резка, выполняемая посредством механизированных уст-в обеспечивает равномерное и точное перемещение резака, а поэтому повышенное качество и большую производительность.

Дуговую резку металлов осущ-т угольным или металлическими электродами. Резку угольным электродом испол-т для изделий из чугуна и некот-х цветных металлов, кот-е нельзя резать обычной кислородной резкой. Метал.электрод обеспечивает более высокое кач-во резки. Резка, осущ-ся на том же оборудовании и теми же электродами, кот-е применяются для сварки.

Последние годы в машиностр-ом произ-ве испол-ся ряд принципиально новых методов обработки, основанный на разнообразных процессах энергетич.воздействия на твердое тело. Так например появился метод обработки конструкц-х материалов сверхзвуковой струёй жидкости. Такой способ даёт возможность осущ-ть высокоточную резку сложно профильных поверхностей заготовок, что позволяет существенно снизить объём последующей мех.обработки, сократить отходы материалов. В кач-ве примера может служить установка для резания сверхзвуковой струей воды при раб.давлении до 4200 атмосфер.

 

Микроскопический анализ.

Микроскопический анализ-его применяют для изучения микростр-ры металла с помощью оптических микроскопов, обеспечивающих увеличение до 1500раз. При помощи микроскопа изучают форму и размер кристалл.зёрен, из кот-х состоит металл.

Для проведения микроанализа из испытуемого материала вырезают образец и путём шлифования, полирования, травления подготавливают его для исследования под микроскопом. Подготовленная для исследования поверхность образца наз-ся микрошлифом. После этого поверхностный слой анализ-ся с помощью металлографических и электродных микроскопов.

 

Порошковые материалы в машиностроении.

Порошковая металлургия- это область техники, охватывающая совокупность методов изготовления металич. Порошков и металлоподобных соединений. Преимущества: 1. получение изделий, кот-е невозможно изготовить никакими др.методами; 2. большая экономия металлов, т.к можно использовать для получения порошков отходы(стружку) и получать изделия без дальнейшей мех.обработки(втлки,шестерни), что приводит к значительному снижению себестоимости материалов и гот.продукции. Недостатки: 1. дорогостоящая оснастка; 2.трудности изготовления крупногабаритных и сложных по форме изделий.

Осн. технологические операции:

1. пригот-е порошковой шихты заданного хим. и гранулометрического состава;

2. формование заготовок;

3. спекание спрессованных заготовок с целью придания необх.прочности и физико-мех.св-в.

Порошки металлов и неметаллов явл-ся основными исх.материалами для изготовления порошковых изделий. Промышленностью выпускаются металич.порошки: железный,медный,никелевый, титановый. Сущ-т различные методы получения метал.порошков:

1. механ.размельчением(размолом);

2. распылением металла;

3. восстановление окалины или оксидом электролизом.

Восстановление металлов из их оксидов- один из наиболее распространённых методов получения метал.порошков. Методы восстановления оксидов классиф-ся по применяемому восстановителю, ввиду шихтовых материалов при т процессов.

В зав-ти от способа получения порошка форма частиц может быть сферической, тарельчатой, осколочной и волокнистой. Форма частиц порошков оказывает большое влияние на их насыпную плотность и прессуемость.