TMOKP

ем мартенсита и образуется напряжение сжатия в этом слое. Выглаживание закаленных сталей может привести к образованию субмикро трещин. Микротвердость поверхностного слоя плавно изменяется по глубине и поэтому трещины не образуются. Градиент остаточных напряжений маленький, по сравнению с шлифованием. А в сравнении с полированием градиент в 100 раз меньше.

Таким образом алмазное выглаживание снижает шероховатость, повышает опорную поверхность, твердость и прочность материала, создает остаточное напряжение сжатия с благоприятной эпюрой. Устраняет концентраторы напряжений. В результате предел выносливасти деталей в коррозионной среде возрастает в 5 раз, износостойкость детали повышается на 50%, алмазноевыглаживание ленточек круглых протяжек повышает износостойкость примерно в 1,5-2 раза. Склонность к схватыванию из-за повышения твердости уменьшается, сопротивление фреттинг коррозии повышается.

К деталям, подвергаемым алмазным выглаживанием предъявляются следующие требования:

-поверхность должна имень равномерную твер-

дость

-не должна быть прерывистой

-обрабатываемые поверхности должны иметь заданную чертежом биометрическую точность Алмазное выглаживание дает возможность повысить

производительность труда, по сравнению с полированием в 2-4 раза (стр 57-58)

48 ПЛАЗМЕННАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ Т/О. ПЛАЗМОТРОНЫ. ПЛАЗМООБРАЗУЮЩИЕ ГАЗЫ.

Вдуговом разряде газ находится в особом состоянии,

внем есть и нейтральные молекулы и ионы и эллектроны.

Плазма – это ионизированный газ в котором концентрации положительных и отрицательных зарядов рав-

ны. Слабо ионизированная плазма имеет температуру 50000С, а полностью ионизированная 500000С.

Схема плазменного напыления стр 69 вверху. В качестве плазмообразуешего газа используется азот, гелий,

аргон, водород. Самая высокая температура у гелия

200000С.

Оборудование состоит из источника тока, плазмотрона, порошкового дозатора и блока управляющей аппаратуры. Расстояние между плазмотроном и изделием 100-150мм. Диаметр пятна 10-15мм. Температура нагрева детали до 150С, толщина покрытия до 1мм. Плазмотрон генерирует и стабилизирует в пространстве поток плазмы.

Требования к плазмотронам:

-большая длительность непрерывной работы;

-надежность конструкции;

-простота обслуживания;

-возможность использовать различные плазмообразующие газы;

Хорошо изготовленные плазмотроны служат до 200 часов без замены эллектрода. Мощные плазмотроны, которые используются для сварки, резки, имеют мощность до 100кВт.

46 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА, ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, РЕЖИМЫ.

Сущность ЭМО заключается в том, что в процессе обработки через место контакта инструмента с изделием проходит ток большой силы, но низкого напряжения в результате чего выступающие гребешки поверхности подвергаются сильному нагреву, под давлением инструмента деформируются и сглаживаются, а поверхностный слой упрочняется.

В итоге ЭМО основано на сочетании термического и силового воздействия (рис 63 внизу)

Для подвода тока используются скользящие контакты (щетки) или катящийся ролик. Используется или постоянный ток или переменный.

При постоянном токе более глубокий прогрев, но создается резкий перепад твердости упрочненного слоя. Это может привести к отслаиванию наклепанного слоя. Применение переменного тока обеспечивает более высокую микротвердость и более плавный переход твердости по глубине, но большую шероховатость.

Электрическое сопротивление контактов зависит от удельного сопротивления. Q=0,24*I2*R*T

Коэффициент трения приобработки стали 0,7. Инструмент нагревается, поэтому он должен иметь высокую теплопроводность, больше массу, должен охлаждаться. Оборудование – универсальные металлорежущие станки.

Рабочий инструмент:

-твердосплавные ролики, бронзовые;

-неподвижные пластины (неподвижные вставки) дают меньшую шероховатость, но быстро изнашиваются, поэтому применяются в мелкосерийном производстве. Дают большую глубину упрочненного слоя.

Режимы обработки:

-плотность тока до 600 А/мм2

-скорость до 20 м/мин

-подача до 0,3 мм/об

-сила прижима не превышает 500Н

Этот метод можно применять для обработки нежестких деталей.

Особенности ЭМО:

1.Наличие двух источников теплоты: деформация и ток. Локальный нагрев сопровождается большими удельными давлениями.

2.Термический цикл нагрев и охлаждения измеряется долями секунды, охлаждение идет в тело детали. Поверхностный слой подвергается многократному термомеханическому воздействию. При ЭМО происходит сглаживание микронеровностей (стр 63 в центре).

Величина шероховатости примерно падает в 5 раз.

При жестких режимах ЭМО температура в зоне контакта может превысить температуру фазовых превращений и из-за быстрого охлаждения могу образовываться особые структурные превращения вплоть до образования светлых слоев.

Твердость увеличивается после обработки в несколько раз и чем больше углеродов в стали тем больше это увеличение.

Толщина упрочненного слоя не превышает 0,3мм. Чугуны обрабатываются роликами.

Производственный опыт показал, что при электромеханическом упрочнении износостойкость стали повышается по сравнению с образцами шлифованными и полированными от 4 до 12 раз. Износостойкость закаленных сталей. Коррозионная стойкость стали в кислой среде возрастает по сравнению с образцами обработанными другими методами ППД

в2 раза, а по сравнению со шлифованными в 3 раза. (стр 63 вверху)

50 ГАЗОПЛАМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ. СУЩНОСТЬ СПОСОБА. ПОДГОТ-КА НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВ-ТИ

(стр71)

В зону обработки подается горючий газ и кислород, транспортирующий газ обычно воздух, образуется вокуум, частички порошка оплавляются и попадают на напыляемую поверхность и расплющиваются, образуют тонкий слой и сцепляются за счет адгезии. Скорость распространнеия пламени примерно 10м\с. Скорость охлаждения частич 1070С\с. Поэтому кристализация совершается моментально. Порошковые установки применяются для материалов с температурой плавления до 8000С. Используются частици до 200мкм. Чрезмерно мелкие частички имеют малую кинетическую энергию, а большие не получают необходимого нагрева и ухудшается качество напыления.

Недостатки порошковых напылителей:

-высокая степень окисляемости;

-малая скорость не позволяет обеспечить высокую плотность покрытия.

Усовершенствуются путем напыления проволоки. Про- извод-ть таких установок 15кг\ч. Для стали до 10кг\ч.

Плотность покрытий около 90%.

Высокоскоростное (сверхзвуковое) напыление скорость газового потока 2000м\с. Скорость достигается благодаря соплу Ловаля. При этом давление в камере сгорания до 1,5МПа. Увеличение скорости позволило уменьшить окисляемость. Плотность покрытий достигло до 99% В качестве наносимого материала используют пороши=ки карбидов, сплавов на основе никеля, меди и других металлов и порошки промышленной серии «Могул».

Примеры применения газопламенного напыления:

-восстановление существующей детали до состояния «как новая», восстановление изношенных поверхностей;

-напыление на сварные металлические контрукции позволило исключить окраску на месте эксплуатации;

-нанесение керамического покрытия на изложницы для разлива Al сплавов, увеличило срок службы в 10ки раз.

Поверхность перед напылением надо подготовить –

значит привести ее в активированное состояние, что бы облегчить адгезию, увеличить площадь сцепления, и усилить механическое сцепление.

Подготовка поверхности заключается:

-очистка от загрязнений;

-сушка горячим чистым воздухом;

-нагрев пламенем газовой горелки до 200С;

-прокаливание в печи 350С;

-обследовать поверхность на наличие вскрытых дефектов;

-обработать предварительно дробеструйкой, накаткой, насечкой или нарезанием мелкой резьбы;

-иногда перед напылением на это изделие наносят легкоплавкий металл, создается покрытие, которое способствует адгезии будущего напыления.

В результате напыления можно получить следующие свойства:

-антиадгезионно;

-антифрикционное;

-износостойкие свойства;

-коррозионностойкие свойства;

-термостойкие свойства;

-фрикционные;

-декоративное покрытие;

-оптического назначения;

52 СВОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. ПОГЛОЩЕНИЕ И ОТРАЖЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА. ТРЕБОВАНИЯ К ПОГЛАЩАЮЩИМ ПОКРЫТИЯМ.

Лазер – усиление света с помощью вынужденного излучения

Активными элементами твердотельных ОКГ является: рубин, неодимовое стекло.

Газовые ОКГ: смесь газов гелия и ионов, СО2 и др. газы.

Полупроводниковые активные элементы: арсенит галлия.

Жидкостные ОКГ: растворы некоторых редкоземельных элементов

Лазерное излучение обладает рядом уникальных свойств:

1.Высокая энергонасыщенность, оно может сконцентрировать энергию с плотностью до 1018 Вт на см2

2.Монохромотичность. Излучается строгоопределенная частота волны.

3.Когерентность (согласованное протекание во времени нескольких волновых процессов.

4.Высокая направленность из-за малой расходимости луча. Это позволяет транспортировать энергию луча на значительные расстояния, угол расходимости

Основные параметры лазерного луча: В импульсном режиме

1.Длина импульса до 10-12 сек

2.Мощность до 30ДЖ, 039кКалл. Один Дж достаточно чтобы нагреть 1гр воды на 0, 0239С. Но если эту энергию сфокусировать на диаметр 1мкм и выделить за одну

микро секунду, то любой материал испариться. Для сравнения: газовая сварка – плотность энергии 5х104 Вт/см2 ,

На солнце плотность энергии 7х103 , лазерный луч до 1018 Вт/см2 .

Энергия лазерного излучения, сконцентрированного на поверхности распределяется следующим образом.

Энергия лазерного излучения, направленного на металл, поглощается на глубине до 1 мкм, поэтому говорят источник энергии лежит на поверхности. Тепловой эффект от лазерного излучения возникает в следствии излучения фатонов. Нагрев тонкого слоя происходит за очень короткий промежуток времени до 10-10 сек. Степень воздействия на металл определяется следующими параметрами:

1.Градиентом температуры. Может составлять до 10-6

С/мм

2.Скоростью охлаждения. Может достигать до 108

С/сек

3.Энергией излучения

4.Теплохимическими свойствами материала

5.Скоростью перемещения луча

Такие необычные параметры предопределяют особые структурные и фазовые изменения.

В зависимости от интенсивности излучения и времени действия луча поверхностный слой может:

1.Нагреваться без фазового превращения

2.Плавиться при энергии 104-105 и образовывать па-

ры 105-106

3.Образовывать низкотемпературную плазму при энергии 1х106-5х106

4.Лазерная эрозия с образованием паровой фазы до

108

5.Сублимация, это когда энергия больше 1012. Сублимация – испарение твердого вещества без образования жидкой фазы. При этом образуется ударная волна.

Отраженная энергия, коэффициент отражения зависит:

1.От длины волны. Чем больше длина волны тем больше коэффициент отражения

2.От оптических свойств поверхности

3.Угла падения луча

4.Шероховатости поверхности, чем больше шероховатость тем больше поглощение

Для того чтобы повысить поглощательную способность необходимо обрабатываемую поверхность дополнительно обработать. Нужны покрытия. Требования к покрытиям:

1.Хорошая отражательная способность

2.Хорошее сцепление с обратной поверхностью

3.Способность выдерживать высокие температуры, высокую теплопроводность, малую толщину, простоту нанесения и удаления после обработки, не дефицитность.

Эффективным средством является коллоидным рас-

твором. Сульфидирование Fe2S3, анодирование алюминия, фосфатные покрытия, гуашь, тушь сажа.

Применяется так же химическое отравление, окисление.

Обрабатываемость зависит отследующих факторов. Теплоемкости обрабатываемого материала: температуры кипения, испарения, сублимации.

Применяется:

Получение филер для текстильной промышленности. Сверление алмазных волок, диаметры от 5мкм, свер-

ление

42 ДОРНОВАНИЕ. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА. СВОБОДНОЕ И НЕСВОБОДНОЕ ДОРНОВАНИЕ.

Процесс обработки отверстий холодным локальным пластическим деформированием, при котором рабочий инструментдорн, перемещаясь вдоль отверстия, обеспечивает за счет натяга упрочнение металла, сглаживание шероховатости и изменение формы в поперечном сечении. Дорнование обеспечивает точность до 6 квалитета, шерох-ть до 0,04 Ra, поэтому может заменять хонингование, шлифование, выглаживание отверстий. Обор-е: протяжные, спец-е станки, прессы. (стр.49,50)

Различают процессы свободного и несвободного дорнования. При свободном дорновании ограничение деформации наружного диаметра нет. Для деталей тонкостенных и длинных (длина больше 10 диаметров), применяют несвободное дорнование, благодаря обойме(стр.50 2ая сверху, 3 рис 5 обойма)

Стр.51 верх. А)дорнвнизметалл вверх, Б)буртик – вытягивание – рационально)

Натяг при дорнованииразность Ø дорна и отверстия. Сила дорнования зависит от диаметра дорна, натяга, геометрии инструмента, числа одновременно работ-х зубьев, мех.свойств материала, коэф трения в контактной зоне.

Дорн изгот-т из стали Х12, ХВГ, У10…(твердость 62-65 HRC, рабочие поверхности полируются Ra 0,04). В кач-ве смазки прим-ся: касторовое масло, чугункеросин, легкие сплавымашинное масло, глицерин.(стр. 52-54)

Коэф трения примерно 0,1 (даже при наличии СОЖ), температура дорна может увеличиваться до 300 градусов.

При дорновании тонкостенных деталей наклепывается весь материал, а не только поверхность. Дорнование экономически выгоднее, чем при шлифовании, но если заготовка имеет неодинаковую твердость по длине, то будет искривление оси или искажение формы отверстия. Если в партии деталей большой разброс по твердости, то нарушается настройка. Если толщина стенки разная, то дорнование приведет к существенной погр-ти формы отв-я.