4.5.4. Термопластическое упрочнение (тпу)

Сущность ТПУ – нагрев заготовки до температуры не выше начала фазовых превращений, но несколько выше температуры термопластической деформаций с последующим интенсивным охлаждением. При этом формируется поверхностный слой со значительными сжимающими О.Н., а степень деформации не превшает 1%, что по сравнению с методми ППД даёт боьшое преимущество при эксплуатации в условиях высоких и повышенных температур. При этом замедляется скорость релаксации остаточных напряжений.

Температура нагрева приближённо определяется по формуле:

,

где - временное сопротивление сжатию, МПа;- коэффициент лининейного температурного расширения, ˚С^-1; Е – модуль упругости материала заготовки, МПа.

Применяют для упрочнения деталей, работающих при динамических нагрузках и повышенной температуре – лопатки и диски газовых турбин и турбореактивных двигателей. При ТПУ применяют для охлаждения спрейерный метод, позволяющий быстро снизить температуру нагрева, применяют прокачивание холодной воды под давлением при обработке отверстий. Возможно применение охлаждения твёрдой углекислотой, что позволяет снизить температуру нагрева. В результате ТПУ повышается усталостная прочность деталей машин. Чем больше масса упрочняемой детали, тем глубже арсполагаются сжимающие остаточные напряжения и больше их значение.

4.6. Обработка свободным абразивом

4.6.1. Классификация методов обработки свободным абразивом

Обработка свободным абразивным зерном включает в себя следующие методы обработки:

1. Полирование.

2. Объёмная вибрационная обработка (ОВО).

3. Магнитно-абразивная обработка (МАО).

4. Центробежно-абразивная обработка (ЦАО).

5. Струйная гидроабразивная обработка (СГАО).

6. Ультразвуковая обработка свободным абразивом.

4.6.2. Полирование

Полирование производится полировальными пастами или абразивными зёрнами, смешанными со смазкой. Эти материалы наносят на быстровращающиеся эластичные круги (фетр, войлок, капрон, спрессованная ткань) или колеблющиеся щётки. Заготовка подводится к носителю пасты и прижимается к нему. Полирование можно производить также эластичной лентой, которая может огибать заготовку или прижиматься к ней специальными прижимами – полировальниками. Можно производить полирование мелкозернистой абразивной шкуркой.

В зоне полирования происходят одновременно следующие процессы: тонкое резание, пластическая деформация, химические реакции.

4.6.3. Объёмная вибрационная обработка (ово).

Сщность объёмной вибрационной обработки заключается в следующем: заготовки вместе с абразивными зёрнами помещают в камеру, которая совершает колебательные движения в различных направлениях. В результате этих колебаний заготовка и свободный абразив соударяются, производя поверхностную обработку. Детали массой >2-3 кг необходимо закреплять во избежание их взаимного соударения и разрушения. Колебания могут быть 2,3-х и более компонентными. Для обработки сложных фасонных поверхностей применяют 3-х и более компонентную вибрацию.

Колебания обеспечивают периодический отрыв рабочей среды от поверхности детали с последующим контактом. При этом возникает ускорение 2g<а<15g(g– ускор. свободного падения), но скор-ти при этом не превышают 1…2м/с., что явл. одним из недостатков метода. При малой массе рабочих тел для достижения заданной шероховатости длительность обработки должна быть значительной.

Осн. параметрами процесса являются:

1.Амплитуда колебаний 1,5-10 мм.

2. Частота колебаний.

3. Размеры шлифовального зерна. В качестве рабочих тел наряду с абразивным порошком применяют абразивные гранулы, фарфоровые или стеклянные шарики, дроблёный гранит, речную гальку.

4.Расстояние от обрабатывамой поверхности до стенки контейнера а30мм.

5.Продолжительность обработки опред. по формуле

,

где d-рабочих тел;- заданное число повторов в одну точку,- коэффициент формы заготовки и их расположение в бункере,r– радиус пятна контакта,- окружная скорость.

Продолжительность обработки от 10-20 мин. до нескольких часов. Данным способом можно обрабатывать корпусные детали и внутренние полости различных деталей.

Обработка ведётся с применением СОЖ на основе воды с добавлением ПАВ.

Для этой обработки применяют специальное оборудование – вибростанки или машины, как для виброударной обработки при ППД.