Detaļu un to īpašību atjaunošanas veidu klasifikācija

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Šobrīd inženieri aktīvi strādā, lai radītu jaunas un uzlabotu tradicionālās detaļu atjaunošanas metodes. Un tam ir objektīvi iemesli: pirmkārt, dažos gadījumos jaunu izstrādājumu ražošana no dārga tērauda ir resursu ziņā dārgāka, un, otrkārt, uzņēmumam vienkārši nav tehnoloģisku iespēju ražot jaunas, sarežģītas detaļas. forma un tehniskās prasības.

Organizācijas, kas ekspluatē sarežģītas un dārgas iekārtas (piemēram, lieljaudas kalnrūpniecības kravas automašīnas), ir ieinteresētas uzlabot dažādas nolietotu detaļu atjaunošanas metodes.

Vispārīgie noteikumi

Visu detaļu atjaunošanas metožu mērķis ir atjaunot produkta veiktspējas īpašības un oriģinālās īpašības. Darba procesā berzesberzes pāru virsmas var nolietoties (kā rezultātā mainās to izmēri), drupināt (noguruma spriegumu uzkrāšanās rezultātā pie biežas mainīgas slodzes), saņemt mehāniskus bojājumus, mainīties to fizikālās un mehāniskās īpašības. Atsevišķs bojājumu veids ekspluatācijas laikā ir aizsargājošā pretkorozijas un nodilumizturīgā pārklājuma pārkāpums (bojājums).

Detaļu atjaunošanas metodes un metodes ir ļoti dažādas. Taču mašīnu detaļu nodilumam var būt dažādas sekas un atšķirīgs veidošanās mehānisms un cēloņi. Izvēloties konkrētu tehnoloģiju nolietotu virsmu atjaunošanai, inženierim vispirms ir jāņem vērā, kādām īpašībām (mehāniskām un fizikālām) vajadzētu būt produktam.

Tātad atsevišķos gadījumos ir jāpanāk maksimāla konstrukcijas noguruma izturība un elastība. Dažkārt kritisks ir virsmas slāņa ķīmiskais sastāvs, kas ļauj palielināt karstumizturību, sarkano trauslumu (aukstuma trauslumu), izturību pret agresīvu vidi, tāpēc katrā konkrētajā gadījumā priekšroka jādod detaļu atjaunošanas metodei, kas. var izpildīt visas prasības. Īpašās tehnoloģiskās un dizaina prasības ietver arī integritāti (poru, mikroplaisu, nemetālisku ieslēgumu neesamību), atsevišķu konstrukcijas elementu masu un izstrādājumu kopumā, raupjuma rādītājus, mehāniskās īpašības (cietību un mikrocietību), apstrādes iespēju. un spiediens (papildu sacietēšana deformācijas virsmas slāņa unsacietēšana), virsmu un formu ģeometrisko noviržu precizitāte.

Detaļu atjaunošanas veidu klasifikācija pēc novēršamo defektu veida

Visu atkopšanas metožu klāstu atkarībā no defektu rakstura parasti iedala šādās grupās:

• griešana un metālapstrāde;
• metināšana un lodēšana;
• plastiskā deformācija;
• fusion;
• difūzijas metalizācija un izsmidzināšana;
• galvanizācijas tehnoloģija;
• ķīmiskā termiskā apstrāde (CHT), kā arī tradicionālā termiskā apstrāde;
• kompozītmateriālu izmantošana.

Atgūšanas metožu klasifikācija atkarībā no ietekmes uz daļu rakstura

Saskaņā ar šo principu visas atkopšanas darbības ir sadalītas trīs grupās:

• apstrāde, nenoņemot kvotas;
• detaļu apstrāde ar materiāla noņemšanu;
• tehnoloģiskās darbības, kas vienā vai otrā veidā saistītas ar pārklājumu un materiālu uzklāšanu.

Ir lietderīgi sniegt detalizētāku uzskaitīto grupu klasifikāciju, jo katra no tām ietver daudzas apstrādes metodes, izmantojot ļoti dažādas iekārtas un principus. Dažos gadījumos ir iespējama dublēšana detaļu atjaunošanas metodes nosaukumā, jo viena metode var vienlaikus attiekties uz vairākāmgrupa.

Atjaunošana bez kvotu noņemšanas:

• cietēšana un formēšana ar aukstu un karstu plastisko deformāciju, kalibrēšana;
• ķīmiski-termiskā apstrāde (tiek veikta, lai palielinātu cietību, uzlabotu veiktspēju);
• termiskā apstrāde (cietības palielināšana, bīstamo spriegumu noņemšana un tā tālāk).

Nodilušo daļu atjaunošanas metodes, kas ietver materiāla slāņa noņemšanu:

• apstrāde;
• elektrofizikālā apstrāde;
• kombinētās metodes.

Pēdējā apakšgrupā ir iekļautas metodes, kas ļauj uzklāt detaļas virsmai papildu materiāla aizsargkārtu. Galvenās pārklājumu daļu atjaunošanas metodes ir šādas:

• metāla un nemetāla pārklājumu uzklāšana krāsnī (metalizācija, izsmidzināšana, virsmas uzklāšana un citi);
• elektrofizikālās pārklāšanas metodes (galvanizācijas vannas, elektrodzirksteļu metodes un tā tālāk).

Metālapstrādes un mehāniskās restaurācijas darbību raksturojums

Šo detaļu atjaunošanas un rūdīšanas metodi izmanto gadījumos, kad rodas nepieciešamība iegūt jaunu vai vecu izstrādājuma remonta izmēru, kā arī, ja nepieciešams uzstādīt jaunu restaurētā inženiertehniskā izstrādājuma elementu. Tātad mehāniskā un atslēdznieka apstrāde var kalpot kā sava veida starpdarbība,paredzēts virsmu sagatavošanai papildu cietējošu pārklājumu uzklāšanai un izsmidzināšanai. Tomēr visbiežāk griešana ir galīga un ir vērsta uz formas un virsmas defektu labošanu, kas radušies tā vai cita iemesla dēļ. Šādi iemesli var būt detaļu un sagatavju virsmas un tilpuma deformācijas, lai tām piešķirtu lielāku izturību un vislabvēlīgākos veiktspējas raksturlielumus, metāla pulvera un elektrodu virsmas uzklāšana utt.

Apstrādei līdz izmēram ir jānodrošina visas tehnoloģiskās un dizaina prasības: virsmu tīrība un raupjums, spraugas vai traucējumu vērtības un lielums (ja nosēšanās tiek veikta ar interferences pielāgošanu), ģeometriskās formas novirzes un tā tālāk.

Inženieris izdara izvēli par labu vienai vai citai detaļas atjaunošanas mehāniskai metodei, ņemot vērā virkni dažādu faktoru. Tātad, ja detaļas nodiluma pakāpe ir ļoti liela, tad ir jēga uzstādīt papildu remonta daļu. Šajā gadījumā virsma ar sekojošu apstrādi maksās daudz vairāk un prasīs ļoti augstu izpildītāja kvalifikāciju. Par šādām daļām kalpo visa veida bukses un adapteri.

Raksturīgs detaļu atjaunošanai ar plastisko deformāciju

Deformāciju izmanto gan, lai mainītu detaļas formu un ģeometriskos izmērus, gan lai uzlabotu izstrādājuma virsmas ekspluatācijas īpašības (cietības un nodilumizturības rādītājs).

Ar formas maiņu viss ir skaidrs:kad cietam ķermenim tiek pielikta ievērojama slodze un pēc tam tiek noņemta, paliek atlikušā deformācija. Šo mašīnu detaļu atjaunošanas metodi praksē izmanto, ja nepieciešams izlīdzināt izstrādājumus, kas ir bojāti sadursmes rezultātā. Šāda veida darbi ietver gan virsbūves darbus pie avārijā cietušas automašīnas, gan biezas tērauda loksnes taisnošanu. Bieži vien pēc metināšanas apstrādes rodas nepieciešamība pēc apstrādes ar spiedienu: uzliekot šuvi, atsevišķas lokālās zonas kļūst ļoti karstas, kas noved pie atsevišķu metinātās konstrukcijas elementu lineāras izplešanās. Dzesēšanas laikā notiek apgrieztais process - izmēra samazināšanās, kas noved pie deformācijas un visa izstrādājuma ģeometrijas pārkāpuma. Tāpēc, ja ir stingras prasības attiecībā uz formu un konstrukcijas novirzēm, tā tiek pakļauta spiediena apstrādei, lai novērstu defektu.

Tāpat ar spiedienu apstrādi var izmantot restaurētā izstrādājuma virsmu sacietēšanai, piemēram, pēc virsmas uzklāšanas vai pēc noteiktas pielaides mehāniskas noņemšanas no detaļas griežot. Cietināšana ar deformāciju ir diezgan rets detaļu atjaunošanas veids. Izvēle par labu šai tehnikai ir ārkārtīgi reta. Tas ir saistīts ar faktu, ka cietināšanai ar virsmas plastisko deformāciju ir nepieciešamas diezgan dārgas iekārtas. Nav ekonomiski izdevīgi iegādāties šādas iekārtas, lai laiku pa laikam tās izmantotu atjaunošanas nepieciešamības gadījumā.

Deformācijas sacietēšanas būtība. Fizikaprocess

Kā dēļ tiek uzlabotas stiprības īpašības, deformējot virsmas slāni? Labs jautājums. Atbilde slēpjas kristālisko vielu atomu struktūras radiācijas teorijā.

Zinātniekiem ir izdevies pierādīt, ka izturība ir atkarīga no kristāla struktūras defektu skaita. Pēc viņu aprēķiniem, tievs metāla pavediens, kas izgatavots no perfekti tīra dzelzs bez smailiem un lineāriem konstrukcijas defektiem, spēj izturēt milzīgas slodzes. Tomēr reāliem korpusiem vienmēr ir defekti, tāpēc šādas stieples nestspēja reālos apstākļos ir diezgan maza. Bet, kad defektu skaits palielinās, tad rodas paradoksāla parādība - stiprības raksturlielumi uzlabojas. Tas ir saistīts ar faktu, ka liels defektu skaits rada šķēršļus to kustībai un izkļūšanai uz graudu virsmas, tas ir, novērš sprieguma koncentratoru rašanos.

Tieši uz to balstās spiediena apstrādes cietināšanas efekts: deformācijas laikā graudu iekšienē rodas milzīgs skaits defektu. Šajā gadījumā paši graudi iegūst raksturīgu formu - tā saukto tekstūru. Jāņem vērā, ka šī metode ļauj ne tikai palielināt izturību un nodilumizturību, bet arī samazināt apstrādātās virsmas raupjumu.

Detaļu atjaunošanas metode, pārklājot virsmu

Šī metode ir visizplatītākā, atjaunojot detaļas sākotnējos izmērus. Iemesls tam ir relatīvais lētums un vienkāršība. Lai atjaunotu izstrādājuma ģeometriju, ir nepieciešama tikai metināšanaaparāts un nepieciešamie materiāli segumam.

Gadījumā, ja izmērs ir ļoti saplīsis, tad tiek izmantota tā sauktā kombinētā virsma. Tās būtība ir šāda: pirmkārt, parasto tēraudu vai čugunu uzklāj ar gāzes liesmas vai elektriskā loka sildīšanu. Un tikai tad elektriskā loka pārklājums ir stiprs sakausējums ar labu mehānisko un fizisko īpašību kopumu. Virsmas kvalitāti pēc seguma uzklāšanas var raksturot kā neapmierinošu, tāpēc ir nepieciešama pielaide. Šo darbību var veikt ar virpu, frēzēšanas vai urbšanas mašīnu. Ir atļauts izmantot arī kalšanas un abrazīvus instrumentus (ja nogulsnētais materiāls ir ļoti ciets).

Galvaniskās metodes detaļu restaurācijā

Apskatot detaļu atjaunošanas metožu klasifikāciju, nevar nepieminēt galvanizāciju. Šī metode ir ļoti izplatīta. Galvanizācijas vannas jau sen ir nostiprinājušās nozarē un tiek aktīvi izmantotas gan ražošanas uzņēmumos, gan pētniecības laboratorijās. To pielietojuma joma ir neticami plaša: no dekoratīvo pārklājumu uzklāšanas līdz kodināšanas materiāliem.

Parasti šī metode ir piemērojama tikai ar nelielu berzes virsmu nodiluma pakāpi, jo ar galvanisko metodi uzklāto pārklājumu biezums ir ļoti mazs. Papildus norādīto izmēru atjaunošanai šāds pārklājums var darboties kā aizsargplēve un novērst materiālu koroziju un oksidēšanos.

Šīs metodes priekšrocība ir iespējapārklājumu iegūšana, izmantojot dažādus materiālus: niķeli, hromu, alumīniju, dzelzi, varu, sudrabu, zeltu utt. Tāpēc galvanizācija tiek izmantota daudzās tautsaimniecības nozarēs.

Termiskās un ķīmiski-termiskās apstrādes metožu raksturojums izstrādājumu restaurācijā

Ir grūti pārspīlēt termiskās apstrādes lomu vispār mašīnbūvē un jo īpaši detaļu restaurācijas jomā. Tas ļauj iegūt nepieciešamās ekspluatācijas (nodilumizturība, cietība) un tehnoloģiskās (apstrādājamība, siltumvadītspēja) īpašības.

Ķīmiskā-termiskā apstrāde ir atsevišķs jautājums. Atšķirībā no tradicionālās termiskās apstrādes, ķīmiskās apstrādes gaitā produkts tiek pakļauts ne tikai temperatūrai, bet arī ķīmiskai reakcijai ar citu vielu atomiem un joniem. Atomi izkliedējas līdz noteiktam dziļumam iekšpusē, tādējādi mainot virsmas slāņa ķīmisko sastāvu. Difūzijas slāņa īpašības ievērojami atšķiras (uz labu) no sākotnējā materiāla. Tātad borēšana (piesātinājums ar bora atomiem) un karburēšana (piesātinājums ar oglekļa atomiem) ievērojami palielina cietību un palīdz samazināt berzes koeficientu. Praksē kā piesātinātājus izmanto arī silīciju, slāpekli, alumīniju un citus elementus.

Secinājums

Iepriekš sniegtais detaļu atjaunošanas veidu apraksts nav pilnīgs. Tiek parādītas tikai pamata un visizplatītākās metodes. Kopumā viņu ir daudz vairāk. Turklāt zinātnieki visā pasaulē pastāvīgistrādā pie jaunu un jau zināmu pārklājumu uzklāšanas metožu izveides un detaļu ģeometrisko izmēru atjaunošanas pilnveidošanas.