Холодная сварка

Холодная сварка – один из видов сварки в твердом состоянии со значительной объемной пластической деформацией в зоне контакта соединяемых материалов. Ее осуществляют давлением на воздухе при комнатной температуре, которая для большинства металлов значительно ниже температуры рекристаллизации. Холодная сварка предусматривает совместную пластическую деформацию соединяемых деталей за счет приложения сил, нормальных к поверхности соединения [иногда дополнительно прилагают тангенциальные усилия].

Холодную сварку осуществляют внахлестку вдавливанием пуансона в предварительно зажатые или незажатые детали или встык с использованием зажимных приспособлений. Для получения качественного соединения необходимо значительное растекание металла в месте соединения, которое способствует разрушению и выносу оксидных пленок из зоны контакта, сглаживанию поверхностных микронеровностей и образованию активных центров схватывания.

Холодная сварка применяется для соединения как одноименных, так и разнородных металлов.

Для осуществления холодной сварки используют стандартное прессовое и прокатное оборудование.

28 Склеивание – это самый универсальный способ соединения твердых материалов за счет сил молекулярного сцепления. Склеивать можно практически все.

Наиболее широко распространение клеи из различных органических соединений. Клей вводится между соединяемыми частями обычно в жидком виде, реже – в виде твердого порошка и пластинок, размягчаемых нагреванием. Введенный жидкий клей вследствие испарения растворителя, химических реакций постепенно затвердевает. В отличие от припоев клей с самого начала обладает некоторой, хотя и незначительной, прочностью, позволяющей удерживать соединяемые детали в определенном положении. По мере затвердевания прочность клея постепенно растет. Склеивание почти полностью основано на адгезии, причем клей не взаимодействует с соединяемым материалом. Прочность соединения может быть достаточно высокой.

Преимущества склеивания: простота, небольшая стоимость и высокая универсальность.

29 Порошковая металлургия.

Сущность порошковой металлургии заключается в производстве порошков и изготовлении из них изделий, покрытий или материалов многофункционального назначения по безотходной технологии. Порошки получают из металлического и неметаллического сырья, а также вторичного сырья машиностроения и металлургического производства.

Технологический процесс производства и обработки изделий и материалов методами порошковой металлургии включает получение порошков, их формование в заготовки, спекание (консолидацию) и при необходимости окончательную обработку (доводку, калибровку, уплотнение, термообработку).

Способы получения порошков.

Способы производства порошков подразделяют на механические (без изменения химического состава исходных материалов), физико-химические и комбинированные.

Механическое измельчение компактных материалов осуществляют несколькими методами:

1. Дробление и размол твердых материалов в специальных агрегатах – мельницах (вихревых, планетарных, центробежных, шаровых, вибрационных, вращающихся и т.д.). Этим методом получают порошки: Fe, Cu, Mn, Cr, Al, чугун, латунь, бронза, стали.

2 . Распыление (диспергирование) расплавленного металла струей сжатого газа (аргон, гелий) или жидкости, а также посредством вращения электрода за счет центробежных сил расплава осуществляют газовым потоком, потоком воды, под действием центробежных сил. Этим методом получают порошки:Fe, Al, Pb, Zn, латунь, бронза, сталь, чугун.

3. Грануляция расплавленного металла при литье в жидкость. Например, при подаче в емкость с проточной водой струи расплава алюминия получают дискообразные (диаметром 2…20 мм) гранулы. Материалы, из которых получают порошки: Fe, Cu, Pb, Sn, Zn.

4. Обработка компактных металлов (магния) сплавов (стали, чугун, латуни, бронзы) резанием с подбором технологического режима, обеспечивающего образование продукта в виде частиц, а не стружки.

Физико-химические методы связаны с изменением химического состава исходного материала в результате физико-химических превращений.

1. Металлические порошки получают химическим восстановлением металлов из оксидов, солей ангидридов активным веществом (водородом, магнием, алюминием, кальцием, углеродом, оксидом углерода. Восстановление осуществляют в твердом состоянии, паро-газовой фазе, из расплава, в плазме.

2. Электролиз водных растворов (например Ag₂SO₄, CuCl₂) или расплавленных солей (K₂TaF₇, TiCl₂, K₂ZrF₆) различных металлов. При электроосаждении металлические ионы разряжаются на катоде: . Из водных растворов получают порошки Cu, Ni, Fe, Ag, а из расплавов – Fe, Ta, Ti, Zr.

3. Термическая диссоциация (разложением) карбонидов металлов: . Этим методом получают высококачественные дисперсные порошки Fe, Ni, Co, Cr, Mo, W.

4. Метод межкристаллитной коррозии основан на растворении межкристаллитных прослоек в сталях и сплавах специальными растворами (например, 11% CuSO₄, 10% H2SO₄, остальное – вода). Этим методом получают порошки из хромоникелевых и других коррозионностойких сталей.

5. Конденсация испаряемого металла (цинка, магния, кадмия) на холодных поверхностях в виде порошка. Получают тонкодисперсный металлический порошок, содержащий большое количество оксидов.

Термодиффузионное насыщение порошков с целью их легирования и получения на них покрытий осуществляют посредством нагрева смеси или чередующихся слоев порошков разнородных металлов до температуры, обеспечивающей их активное взаимодействие. Этим методом получают порошки из латуни, сплавов на основе хрома и др.