Klasifikácia spôsobov obnovy dielov a ich vlastností

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

V súčasnosti inžinieri aktívne pracujú na vytváraní nových a zlepšovaní tradičných metód obnovy dielov. A existujú na to objektívne dôvody: po prvé, v niektorých prípadoch je výroba nových výrobkov z drahej ocele nákladnejšia z hľadiska zdrojov a po druhé, podnik jednoducho nemá technologickú schopnosť vyrábať nové diely, ktoré sú zložité. tvar a technické požiadavky.

Organizácie, ktoré prevádzkujú zložité a drahé zariadenia (napríklad ťažké ťažobné vozíky), majú záujem zlepšiť rôzne metódy obnovy opotrebovaných dielov.

Všeobecné ustanovenia

Všetky metódy obnovy dielov sú zamerané na regeneráciu úžitkových vlastností a pôvodných vlastností produktu. V procese práce, treniepovrchy trecích párov sa môžu opotrebovávať (v dôsledku čoho sa menia ich rozmery), drobiť sa (v dôsledku akumulácie únavových napätí pri častom striedavom zaťažení), mechanicky sa poškodzovať a meniť svoje fyzikálne a mechanické vlastnosti. Samostatným druhom poškodenia počas prevádzky je porušenie (poškodenie) ochranného antikorózneho a oteruvzdorného náteru.

Metódy a metódy obnovy dielov sú veľmi rôznorodé. Opotrebenie častí stroja však môže mať rôzne následky a iný mechanizmus vzniku a príčin. Pri výbere konkrétnej technológie obnovy opotrebovaných povrchov musí inžinier v prvom rade zvážiť, aké vlastnosti (mechanické a fyzikálne) by mal mať výrobok.

V niektorých prípadoch je teda potrebné dosiahnuť maximálnu únavovú pevnosť konštrukcie a elasticitu. Niekedy je kritické chemické zloženie povrchovej vrstvy, čo umožňuje zvýšiť tepelnú odolnosť, červenú krehkosť (lámavosť za studena), odolnosť voči agresívnym médiám, preto by sa v každom konkrétnom prípade mala uprednostniť metóda obnovy dielov, ktoré dokáže splniť všetky požiadavky. Medzi špeciálne technologické a konštrukčné požiadavky patrí aj celistvosť (neprítomnosť pórov, mikrotrhlín, nekovových inklúzií), hmotnosť jednotlivých konštrukčných prvkov a výrobku ako celku, ukazovatele drsnosti, mechanické vlastnosti (tvrdosť a mikrotvrdosť), možnosť opracovania a tlaku (dodatočné spevnenie v dôsledku deformácie povrchovej vrstvy akalenie), presnosť geometrických odchýlok plôch a tvarov.

Klasifikácia spôsobov obnovy dielov podľa typu chýb, ktoré sa majú odstrániť

Celá škála metód obnovy, v závislosti od povahy defektov, sa zvyčajne delí do nasledujúcich skupín:

• rezanie a obrábanie kovov;
• zváranie a spájkovanie;
• plastická deformácia;
• fusion;
• difúzna metalizácia a naprašovanie;
• technológia galvanického pokovovania;
• chemické tepelné spracovanie (CHT), ako aj tradičné tepelné spracovanie;
• použitie kompozitných materiálov.

Klasifikácia metód obnovy v závislosti od povahy dopadu na súčiastku

Podľa tohto princípu sú všetky operácie obnovy rozdelené do troch skupín:

• spracovanie bez odstránenia kvót;
• obrábanie dielov s úberom materiálu;
• technologické operácie spojené s nanášaním náterov a materiálov tým či oným spôsobom.

Dáva zmysel uviesť podrobnejšiu klasifikáciu uvedených skupín, pretože každá z nich zahŕňa mnoho metód spracovania s veľmi odlišným vybavením a princípmi. V niektorých prípadoch je možná duplikácia v názve metódy obnovy dielov, pretože jedna metóda sa môže súčasne vzťahovať na niekoľkoskupina.

Obnova bez odstránenia kvót:

• kalenie a tvarovanie plastickou deformáciou za studena a za tepla, kalibrácia;
• chemicko-tepelné spracovanie (vykonávané za účelom zvýšenia tvrdosti, zlepšenia výkonu);
• tepelné spracovanie (zvýšenie tvrdosti, odstránenie nebezpečných napätí atď.).

Metódy na obnovu opotrebovaných častí zahŕňajúce odstránenie vrstvy materiálu:

• obrábanie;
• elektrofyzikálne spracovanie;
• kombinované metódy.

Posledná podskupina zahŕňa metódy, ktoré umožňujú nanesenie dodatočnej ochrannej vrstvy materiálu na povrch dielu. Medzi hlavné metódy obnovy dielov s povrchovou úpravou patria:

• nanášanie kovových a nekovových povlakov v peci (metalizácia, striekanie, naváranie a iné);
• elektrofyzikálne metódy povlakovania (galvanické kúpele, elektroiskrové metódy atď.).

Charakteristiky kovoobrábania a mechanických reštaurátorských operácií

Tento spôsob obnovy a kalenia dielov sa používa v prípadoch, keď je potrebné získať nový alebo starý opravný rozmer výrobku, ako aj vtedy, keď je potrebné nainštalovať nový prvok obnoveného strojárskeho výrobku. Mechanické a zámočnícke spracovanie teda môže slúžiť ako druh medzioperácie,zameraný na prípravu povrchov na nanášanie a nástrek dodatočných vytvrdzujúcich náterov. Najčastejšie je však rezanie konečné a je zamerané na opravu chýb tvaru a povrchu, ktoré vznikli z jedného alebo druhého dôvodu. Takýmito dôvodmi môže byť povrchová a objemová deformácia dielov a polotovarov s cieľom poskytnúť im väčšiu pevnosť a najpriaznivejšie výkonové charakteristiky, povrchová úprava kovového prášku a elektródy atď.

Spracovanie na mieru by malo zabezpečiť všetky technologické a konštrukčné požiadavky: čistotu a drsnosť povrchov, hodnoty a veľkosť medzery alebo presahu (ak sa pristátie vykonáva s presahom), odchýlky geometrického tvaru, a tak ďalej.

Inžinier sa rozhodne v prospech jednej alebo druhej mechanickej metódy obnovy dielu, pričom berie do úvahy množstvo rôznych faktorov. Ak je teda stupeň opotrebenia dielu veľmi veľký, má zmysel nainštalovať ďalší opravný diel. V tomto prípade bude povrchová úprava s následným spracovaním stáť oveľa viac a bude vyžadovať veľmi vysokú kvalifikáciu umelca. Ako také časti slúžia všetky druhy puzdier a adaptérov.

Charakteristika obnovy dielov plastickou deformáciou

Deformácia sa používa na zmenu tvaru a geometrických rozmerov dielu, ako aj na zlepšenie prevádzkových charakteristík povrchu výrobku (ukazovateľ tvrdosti a odolnosti proti opotrebeniu).

So zmenou tvaru je všetko jasné:keď sa na pevné teleso aplikuje značné zaťaženie a potom sa odstráni, zostáva zvyšková deformácia. Tento spôsob obnovy strojných častí sa v praxi používa, ak je potrebné zarovnať výrobky, ktoré boli poškodené v dôsledku kolízie. Tento typ prác zahŕňa karosárske práce na aute, ktoré malo nehodu, ako aj vyrovnávanie hrubého oceľového plechu. Potreba tlakového spracovania často vzniká po spracovaní zváraním: pri aplikácii švu sa určité lokálne zóny veľmi zahrejú, čo vedie k lineárnej expanzii určitých prvkov zváranej konštrukcie. Počas chladenia dochádza k opačnému procesu - zmenšeniu veľkosti, čo vedie k deformácii a narušeniu geometrie celého produktu. Preto, ak existujú prísne požiadavky na tvarové a konštrukčné odchýlky, je podrobený tlakovej úprave, aby sa chyba napravila.

Tlakové spracovanie možno použiť aj na vytvrdenie povrchov obnoveného výrobku, napríklad po naváraní alebo po mechanickom odstránení určitého prídavku z dielu rezaním. Kalenie deformáciou je pomerne zriedkavý spôsob obnovy dielov. Voľba v prospech tejto techniky je extrémne zriedkavá. Je to spôsobené tým, že na vytvrdzovanie povrchovou plastickou deformáciou je potrebné pomerne drahé zariadenie. Nie je ekonomicky možné kupovať takéto stroje za účelom ich občasného použitia v prípade potreby renovácie.

Podstata spevňovania. fyzikaproces

Vďaka čomu sa zlepšujú pevnostné vlastnosti pri deformácii povrchovej vrstvy? Dobrá otázka. Odpoveď spočíva v radiačnej teórii atómovej štruktúry kryštalických látok.

Vedcom sa podarilo dokázať, že sila závisí od počtu defektov v kryštálovej štruktúre. Podľa ich výpočtov je tenký kovový závit vyrobený z dokonale čistého železa bez bodových a lineárnych konštrukčných defektov schopný vydržať obrovské zaťaženie. Skutočné telesá však majú vždy chyby, takže nosnosť takéhoto drôtu v reálnych podmienkach je dosť malá. Ale keď sa počet defektov zvýši, potom vzniká paradoxný jav - zlepšujú sa pevnostné charakteristiky. Je to spôsobené tým, že veľké množstvo defektov vytvára prekážky pre ich pohyb a výstup na povrch zŕn, to znamená, že zabraňuje vzniku koncentrátorov napätia.

To je presne to, na čom je založený efekt vytvrdzovania tlakového spracovania: počas deformácie vzniká vo vnútri zŕn obrovské množstvo defektov. V tomto prípade samotné zrná získavajú charakteristický tvar - takzvanú textúru. Je potrebné poznamenať, že táto metóda umožňuje nielen zvýšiť pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu, ale aj znížiť drsnosť obrobeného povrchu.

Spôsob obnovy dielov naváraním

Táto metóda je najbežnejšia pri obnove pôvodných rozmerov dielu. Dôvodom je relatívna lacnosť a jednoduchosť. Na obnovenie geometrie produktu potrebujete iba zváranieprístroj a potrebný materiál na povrchovú úpravu.

V prípade, že je rozmer veľmi zlomený, potom sa používa takzvaná kombinovaná povrchová úprava. Jeho podstata je nasledovná: najprv sa nanáša obyčajná oceľ alebo liatina pomocou ohrevu plynovým plameňom alebo elektrickým oblúkom. A až potom je elektrický oblúk naváraný z pevnej zliatiny s dobrým súborom mechanických a fyzikálnych vlastností. Kvalita povrchu po povrchovej úprave môže byť označená ako neuspokojivá, preto je potrebná tolerancia. Táto operácia môže byť vykonaná na sústruhu, fréze alebo vyvrtávačke. Povolené je aj použitie sekacích a brúsnych nástrojov (ak je uložený materiál veľmi tvrdý).

Galvanické metódy pri obnove dielov

Pri zvažovaní klasifikácie metód obnovy dielov nemožno nespomenúť galvanické pokovovanie. Táto metóda je veľmi bežná. Galvanické kúpele sú v priemysle už dlho pevne zavedené a aktívne sa používajú vo výrobných závodoch aj vo výskumných laboratóriách. Rozsah ich použitia je neuveriteľne široký: od nanášania dekoratívnych náterov až po leptacie materiály.

Táto metóda je spravidla použiteľná len s miernym stupňom opotrebovania trecích plôch, pretože hrúbka povlakov nanesených galvanickou metódou je veľmi malá. Okrem obnovenia špecifikovaných rozmerov môže takýto náter pôsobiť ako ochranný film a zabrániť korózii a oxidácii materiálov.

Výhodou tejto metódy je možnosťzískanie povlakov pomocou rôznych materiálov: nikel, chróm, hliník, železo, meď, striebro, zlato atď. Preto sa galvanické pokovovanie používa v mnohých odvetviach národného hospodárstva.

Charakteristika metód tepelného a chemicko-tepelného spracovania pri reštaurovaní výrobkov

Je ťažké zveličovať úlohu tepelného spracovania vo všeobecnosti v strojárstve a najmä v oblasti obnovy dielov. Umožňuje vám získať potrebné prevádzkové (odolnosť proti opotrebeniu, tvrdosť) a technologické (obrobiteľnosť, tepelná vodivosť) kvality.

Chemicko-tepelné spracovanie je samostatná téma. Na rozdiel od tradičného tepelného spracovania je pri chemickom spracovaní výrobok vystavený nielen teplote, ale aj chemickej reakcii s atómami a iónmi iných látok. Atómy difundujú do určitej hĺbky vo vnútri, čím sa mení chemické zloženie povrchovej vrstvy. Vlastnosti difúznej vrstvy sú výrazne odlišné (k lepšiemu) od pôvodného materiálu. Borovanie (nasýtenie atómami bóru) a nauhličovanie (nasýtenie atómami uhlíka) výrazne zvyšuje tvrdosť a pomáha znižovať koeficient trenia. V praxi sa ako saturujúce prvky používajú aj kremík, dusík, hliník a ďalšie prvky.

Záver

Vyššie uvedený popis spôsobov obnovy dielov nie je vyčerpávajúci. Uvádzame len základné a najbežnejšie metódy. Celkovo je ich oveľa viac. Vedci z celého sveta sú navyše neustálepracujú na vytváraní nových a zlepšovaní už známych metód nanášania povlakov a obnovy geometrických rozmerov dielov.