TMOKP

43 УПРОЧНЕНИЕ РЕЗАНИЕМ. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН.

-скорость увеличивается, шероховатость снижается, коррозионная стойкость увеличивается, предел выносливости увеличивается.

-скорость увеличивается, глубина наклепа снижается, температура резания увеличивается, возникнут напряжения сжатия(силовой фактор), напряжения растяжения (температурный фактор). →Если увеличивается угол γ- напряжения сжатия.

-подачу увеличили, шероховатость увеличивается, коррозионная стойкость снижается, предел выносливости снижается, глубина наклепа увеличивается,→ напряжения сжатия.

Скорость, подача – факторы.

-глубина резания

-СОЖ

-геометрия (передний угол γ,α,φ,φ1, радиус при вершине, радиус скругления режущей кромки.

-материал инструмента (если будет адгезия)

-механические свойства материала

При резании стали 30 ХГСА, скорость равна 100 м/мин, γ=-30 градусов. В поверхностном слое образуется белый слой.

53 ЛАЗЕРНОЕ ТЕРМИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ. АМОРФИЗАЦИЯ, ЛЕГИРОВАНИЕ, ШОКОВОЕ УПРОЧНЕНИЕ.

Поверхность нагревается выше температур структур- но-фазовых превращений и быстро охлаждается вглубь. Для каждого материала должна быть своя энергия. Для стали 20 около 104 Вт/см2 Во всех случаях образуется белый слой, ниже его находится переходный слой, глубина слоя может быть до 3 мм. Увеличение периода стойкости в 3 раза. Уменьшаются силы трения, потому что уменьшается коэффициент трения, нарост практически не образуется, снижаются вибрации при резании.

Желательно использовать не импульсный лазер, а лазер с непрерывным действием (СО2). При использовании непрерывного лазерного излучения граница между верхним слоем и более глубоким размытая, нечеткая, и зона термического глубже.

Если толщина обрабатываемой детали соизмерима с зоной термического влияния, теплоотвод ухудшается и получается отжиг а не упрочнение, поэтому лазерную обработку применяют для отжига мелких деталей в приборостроении, снятие остаточных напряжений при сварке и др. случаях.

Лазерная аморфизация поверхности это процесс при котором поверхностный слой расплавляется (до 0,05 мм) и при высокой скорости охлаждения до 107 С/сек структура замораживается, т.е разупорядоченная структура, полученная при расплавлении замораживается, это состояние называется аморфное состояние.

Впервые аморфное состояние методом холодной закалки было получено в 1960г. В аморфном состоянии отсутствует порядок в расположении атомов, поэтому нет кристаллической анизотропии и нет дефектов кристаллического строения.

Аморфные сплавы это однофазная система состоящая из перенасыщенных твердых растворов. Закономерность расположения атомов в аморфных расплавах.

В настоящее время научились получать аморфную ленту толщиной до 50мкм и шириной до 100мкм и проволоку диаметром до 200мкм.

Аморфные материалы обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью, высокой пластичность и высоким пределом выносливости. Нестабильные свойства.

Лазерное легирование

Это процесс расправления поверхностного слоя изделия и введения в расплав легирующих элементов в виде обмазки или порошка. Под действием гидромеханических сил и температурных градиентов в зоне расплава происходит перемешивание, образования химических соединении. В виду большой скорости охлаждения в поверхностном слоя фиксируются такие концентрации легирующих элементов, которые при обычном легировании получены быть не могут, поэтому поверхностный слой обладает уникальными свойствами.

Используется для повышения теплостойкости, коррозионной стойкости и т.д.

Шоковое лазерное упрочнение Плотность до 1012 Вт/см2 Материал на поверхности под

действием такого луча мгновенно переходит в плазменное состояние. Образуется микро ударная волна. Она вызывает пластическую деформацию, при этом происходит термическая обработка. Это своего рода термомеханическое упрочнение, которое повышает эксплуатационные свойства детали. Остаточные напряжения поверхностного слоя.

При оплавлении всегда происходят структурные превращения.

Влияние лазерного упрочнения на предел выносливости:

1.Величина и знак напряжений в тонком поверхностном слое

2.Особенности микроструктуры полученной

Если произошло плавление поверхностного слоя то предел выносливости почти всегда снижается.

Деформация изделий определяется слуд. факторами:

1.Толщина зоны термического влияния

2.Величиной и знаком напряжения

3.Жесткостью детали

4.Для тонких и не жестких деталей происходит значи-

тельная деформация Производительность обработки. До 100мм2/мин

Отличия лазерного упрочнения от других методов:

1.Легкость управления режимами

2.Экономичность за счет локальности действия

3.Возможность получения поверхностного слоя с заданными свойствами

4.Высокая производительность

5.Безконтактность

6.Возможность использования обработки как финиш-

ную

7.Кратковременность воздействия

8.Высокая плотность энергии

9.Отсутствие ионизирующих излучений

Недостатки:

1.Высокая стоимость лазерного технологического оборудования

2.Недолговечность линз и зеркал

3.Необходимость защиты персонала от излучения

4.Сложность оперативного контроля качества

Контрольные вопросы по ТМОКП

1.Этапы жизненного цикла продукции

2.Влияние износа в сочленениях деталей машин на эксплуа-

тационные характеристики машин -

3.Причины поломки некоторых деталей машин

4.Виды трения в узлах машин (чистое, сухое, граничное, жидкостное)

5.Почему трение качения сопровождается проскальзыванием

6.Номинальная, контурная и фактическая площадь контакта трущихся тел

7.Циклическая прочность. Влияние факторов на предел выносливости

8.Контактная усталость. Факторы, снижающие предел контактной усталости

9.Влияние микрогеометрии поверхности на характер взаимодействия трущихся тел

10.Влияние макрогеометрии поверхности на характер взаимодействия трущихся тел

11.Причины возникновения остаточных напряжений в поверхностном слое деталей машин

12.Влияние остаточных напряжений на эксплуатационные свойства деталей

13.Сущность эффекта Ребиндера

14.Влияние ПАВ на свойства металлической поверхности

15.Виды дефектов кристаллических решёток металлов

16.Механизм пластической деформации металлов. Влияние плотности дислокаций на механические свойства металлов

17.Изнашивание. Основные понятия и определения (пара трения, изнашивание, износ, скорость износа, интенсивность износа, износостойкость, продольный и допустимый износ)

18.Молекулярное и мех-е взаимодействие пов-й трения

19.Влияние температуры и химических свойств среды на процесс трения

20.Трещинообразование термического происхождения

21.Окислительное изнашивание

22.Усталостное изнашивание

23.Абразивное изнашивание деталей в потоке частиц

24.Изнашивание абразивными частицами в зазоре трущихся деталей

25.Износ в результате выкрашивания вновь образуемых структур

26.Кавитационное изнашивание

27.Изнашивание при фреттинге

28.Водородное изнашивание

29.Схватывание при трении

30.Причины различия величины износа сопряжённых деталей, изготовленных из одинаковых металлов

31.Приработка. Сущность. Назначение

32.Методы сокращения продолжительности приработки. Критерии окончания периода приработки

33.Механизм упрочнения с использованием ППД

34.Дробеструйная обработка. Влияние режимов обработки на эксплуатационные свойства деталей

35.Преимущества гидродробеструйной обработки по сравнению с ДСО

36.Центробежно-шариковый наклёп. Схема установки. Характеристика качества пов. слоя.

37.Пневмоцентробежная упрочняющая обработка. Сущность. Конструкции инструментов, применение

38.Упрочнение обкатыванием роликами. Анализ конструкций инструментов

39.Обкатывание шариками. Сравнение процессов обкатывания роликами и шариками. Анализ конструкций инструментов

40.Чеканка - как метод ППД. Особенности процесса. Область рационального применения

41.Калибрование шариками. Сущность процесса. Оборудо-

вание. Инструмент

42.Дорнование. Сущность процесса. Свободное и несвободное дорнование

43.Упрочнение резанием. Влияние факторов на качество поверхностного слоя деталей машин

44.Алмазное выглаживание. Формы выглаживателей. Материалы, используемые для изготовления выглаживателей .

45.Точность при алмазном выглаживании. Анализ применяемых конструкций

46.Электромеханическое упрочнение. Сущность процесса. Оборудование, инструмент, режимы

47.Упрочнение поверхностной закалкой с нагревом газовым пламенем

48.Плазменная поверхностная термическая обработка. Плазмотроны. Плазмообразующие газы

49.Азотирование. Сущность процесса. Свойства азотированного слоя, определяющие эксплуатационные свойства деталей машин

50.Газопламенное напыление. Сущность способа. Подготовка напыляемой поверхности

51.Плазменное напыление. Сущность способа. Остаточные напряжения в напылённом слое и методы их уменьшения

52.Свойства лазерного излучения. Поглощение и отражение лазерного луча. Требования к поглощающим покрытиям

53.Лазерное термическое упрочнение. Аморфизация, легирование, шоковое упрочнение

54.Физические явления, сопровождающие импульсный электрический разряд в диэлектрической жидкости. Качества обработанной поверхности.

55.Способы нанесения регулярного микрорельефа на трущиеся поверхности деталей машин. Причины эффективности применения.

56.Эффект безызносности. Фрикционное латунирование. Применение консистентных металлоплакирующих смазок.