44. Специальные методы литья.

Литье в оболочковые формы: Этот способ литья состоит в том, что жидкий металл заливается в оболочковые или корковые формы. Они представляют собой тонкостенные оболочки достаточной прочности. Для приготовления оболочковых форм и стержней используется песчано-смоляная смесь, состоящая из просушенного мелкого кварцевого песка, смешанного с порошком специально обработанной фенольной термореактивной смолы.

В основе литейного процесса по выплавляемым моделям лежит использование легкоплавких материалов: модель отливки и ее литниковая система делается из воска, парафина или стеарина. Любой из этих легкоплавких материалов в горячем режиме заливают в пресс-форму, а после затвердения получают восковую модель и покрывают ее специальным составом. После просушивания на модели образуется огнеупорная оболочка — керамическая форма, из которой выплавляют модельный состав и получают тонкостенную литейную форму, которую после прокалки заливают расплавленным металлом.

Литьё под давлением — технологический процесс переработки пластмасс, цветных металлов и других материалов путем впрыска их расплава под давлением в пресс-форму с последующим охлаждением.

Центробежный способ литья применяется главным образом для получения полых отливок типа тел вращения (втулок, обечаек для поршневых колец, труб, гильз) из цветных и железоуглеродистых сплавов, а также биметаллов. Сущность способа состоит в заливке жидкого металла во вращающуюся металлическую или керамическую форму (изложницу). Жидкий металл за счет центробежных сил отбрасывается к стенкам формы, растекается вдоль них и затвердевает.

45. Обработка металлов давлением — технологический процесс получения заготовок или деталей в результате силового воздействия инструмента на обрабатываемый материал.

1)Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, уменьшаются поперечные размеры заготовки. 2)Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причём форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы.

3)Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.

4)Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки.

5)Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп). Различают объёмную и листовую штамповку. При объёмной штамповке сортового металла на заготовку, являющуюся обычно отрезком прутка, воздействуют специализированным инструментом — штампом, причём металл заполняет полость штампа, приобретая её форму и размеры.

46. Нагрев заготовок перед обработкой давлением.

Металл перед горячей обработкой давлением нагревают до определенной температуры. Факторами, определяющими технологию нагрева, являются температура и продолжительность нагрева. От этих параметров зависят размеры рабочего пространства нагревательных печей. При недостаточном нагреве возможно появление трещин в заготовке или разрушение штампа. При нагреве до температуры выше допустимой, возникает чрезмерный рост зерен в металле или сплаве (перегрев), а при длительном перегреве наблюдается окисление и разрушение металла по границам зерен (пережог).

47. Прокатка — один из способов обработки металлов давлением. Металл пропускается через просвет (зазор) между вращающимися навстречу друг другу валками (см. рис. 16). Величина зазора между валками должна быть меньше толщины прокатываемой заготовки. Между металлом и валками в момент их соприкосновения возникает трение, благодаря которому заготовка захватывается валками, втягивается в просвет, передвигается и получает остаточную деформацию. После каждого пропуска заготовки расстояние между поверхностями вращающихся валков постепенно уменьшается. В результате многократного пропускания металла через валки увеличивается длина и ширина заготовки, а толщина ее уменьшается. Большинство металлов и сплавов недостаточно пластично в холодном состоянии, и для прокатки их предварительно нагревают до определенной температуры.

48. Волочение — обработка металлов давлением, при которой изделия (заготовки) круглого или фасонного профиля (поперечного сечения) протягиваются через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате поперечные размеры изделия уменьшаются, а длина увеличивается. Волочение широко применяется в производстве пруткового металла, проволоки, труб и другого. Производится на волочильных станах, основными частями которых являются волоки и устройство, тянущее через них металл.

49. Прессова́ние — (от латинского presso —давлю, жму) процессы обработки материалов давлением, с целью уплотнения изменения формы, отделение жидкой фазы от твердой, изменение механических и др. свойств материала, при которых деформация происходит под действием сжимающих сил. Применяется в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве и осуществляется обычно при помощи прессов высокого давления. Все процессы можно условно разбить на три группы: 1)весь объём заготовки деформируется одновременно; 2)деформации подвергается лишь часть объёма заготовки, при этом металл поступает в очаг деформации периодически; 3)процессы деформации части объёма заготовки с непрерывным поступлением металла в очаг деформации.

50. Ковка - это высокотемпературная обработка различных металлов ( железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы ), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристализация) и химических (наличия лигирующих элементов) свойств. Различают: *ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических) *ручная ковка *штамповка.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка). При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом. Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

51. Объёмная штамповка, технологический процесс кузнечно-штамповочного производства, заключающийся в изменении простейших объёмных заготовок (цилиндрической, призматической и др. формы) в более сложные изделия, форма которых соответствует полости специализированных инструментов — штампов. О. ш. как процесс перераспределения металла заготовки происходит в результате пластической деформации (см. Обработка металлов давлением). Основные операции О. ш.— осадка, высадка, протяжка, выдавливание, гибка, плющение, калибровка, образование выступов, утолщений, углублений, осуществляемые на кузнечно-прессовых машинах — молотах, прессах и машинах специального назначения. Из штампованных поковок после обработки резанием и термической обработки получают различные детали: шатуны, коленчатые валы, рычаги, зубчатые колёса, лопатки турбин, крепёжные детали, шары, ролики и кольца подшипников и др.

52. Листовой штамповкой получают разнообразные детали из различных сталей и сплавов для авиационной, автомобильной, тракторной промышленности, производства товаров широкого потребления и других отраслей народного хозяйства. Основной признак листовой штамповки - неизменность толщины заготовки в ходе обработки. В качестве заготовки используют лист, ленту, полосу, фасонный профиль. Различают толстолистовую и тонколистовую штамповку, причем к тонколистовой относят штамповку заготовок толщиной менее 4 мм. Тонколистовую штамповку, как правило, ведут в холодном состоянии, а при толщине листа более 10 мм применяют только горячую штамповку. Необходимо отметить, что штамповкой получают также изделия из листовых неметаллических материалов. Процесс листовой штамповки характеризуется высокой производительностью (до 40000 деталей в смену с одного штампа), легко поддается механизации и автоматизации, обеспечивает высокую точность размеров и хорошее качество поверхности отштампованных деталей. Операции листовой штамповки подразделяют на разделительные и формоизменяющие. К разделительным операциям относятся отрезка, вырубка и пробивка; к формоизменяющим - гибка, вытяжка, обжим, отбортовка, формовка.

55. При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом. Для сварки необходим сильноточный источник питания низкого напряжения, к одному зажиму которого присоединяется свариваемая деталь, а к другому – сварочный электрод. Главная роль дугового разряда – преобразование электрической энергии в теплоту.

56. Электрическая контактная сварка – процесс образования неразъемного соединения металлов путем их нагрева проходящим электрическим током и пластической деформации зоны соединения усилием сжатия Сущность процесса. Контактная сварка представляет собой термомеханический (комбинированный) способ сварки, при котором для получения неразъемного соединения деталей используются два физических процесса – нагрев проходящим током и давление. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество теплоты, выделяющейся в проводнике (свариваемом металле) при прохождении через него электрического тока I за промежуток времени t: Q = I2·R·t, где R – сопротивление на пути электрического тока. Как показывает приведенная выше формула, эффективный нагрев области сварки обеспечивается прежде всего при больших величинах протекающего тока (до тысяч и десятков тысяч ампер). Наибольший нагрев происходит в контакте между деталями из-за его более высокого сопротивления, а также в прилегающей к контакту зоне металла. В процессе сварки и соединения изделий в одно целое сопротивление контакта уменьшается.

57. Газовая сварка и резка металлов. При газовой сварке присадочный и свариваемый металлы расплавляют теплом пламени, образующимся смесью кислорода с парами керосина и бензина, а также с горючими газами. Обычно используют водород и ацетилен, при сгорании которых температура нагревается до 3200° С. Края свариваемых изделий при нагреве газосварочным пламенем расплавляются, а щель между ними наполняется присадочным металлом, который извне вводят в пламя горелки. Газовое пламя возникает в атмосфере технически чистого кислорода в результате сгорания горючего газа. Для процесса газовой сварки и резки металлов используют горелки, в которые горючий газ и кислород подаются, в основном, из баллонов, где они хранятся в сжатом состоянии. Рабочее давление кислорода 300 кн/м2 (3 кГ/см2), давление горючих газов 50 кн/м2. Уменьшение давления газа производится в редукторе.