Кристаллическое строение металлов.

Методы измерения твердости.

Твёрдость - это св-во материала сопротивляться упруго-пластической деформации при внедрении в него более твёрдого тела

Методы определения: 1. Метод бринелля-основан на вдавливании в поверхность материала стального шарика. Процесс идёт с опр. Усилием и опр. Время, обознач HB, HB=P\S= 2. Метод роквелла-вдавливание в материал алмазного конуса с углом при вершине 120град., или стального шарика диаметром 1,577мм,Значение твёрдости по Роквеллу-это условная величина обратная глубине проникновения конуса в материал(расстояние, которое конус не дошел до максимальной глубины проникновения, обозн HR)недостаток-хрупкость алмазного конуса

3. Метод Виккерса – метод основан на внедрении в деталь четырехугольной алмазной пирамиды с углом между гранями 136град.Твердость по виккерсу-это отношение усилия к сферическому отпечатку. где d= (d1+d2)/2

Кристаллическое строение металлов.

Кристаллическое тело характеризуется правильным расположением атомов в пространстве. У аморфных веществ расположение атомов случайно. Кристаллические вещества образуют кристаллическую решётку. Крист. решётка характеризуется элементарной ячейкой. Эл. ячейка – кристаллич. решётка наименьшего объёма, воспроизведение которой в пространстве множество раз создаёт пространственную крист. решётку. Атомы в пространстве располагаются упорядоченно, образуя кристаллическую решётку. Основные типы:

1. Простая кубическая решётка: в узлах кубика атомы касаются друг друга. Параметры: Период решётки (расстояние между атомами a =d), d – диаметр атома. 1/8·8 =1 атом на элемент, ячейку. Для химического соединения данный тип решётки.

2. Кубическая объёмно-центрированная решётка характерна для тугоплавких металлов. a =1,21·d. 1/8·8 +1 =2. Feα, Ti, W, Nb.

3. Кубическая гранецентрированная решётка . 1/8·8 +1/2·6 =4. Характерна для пластичных металлов. Cu, Feγ, Au.

 

Упругая и пластичная деформация.

Наличие металличекой связи придает металлу способность пластической (необратимой)деформации и самоупрочнению в процессе деформации.При пластической деформ. Под действием внешней силы одна часть кристалла перемещается по отношению к другой и если нагрузку снять, перемещение сохран., кроме того,при > степенях деформации происходит дробление блоков мозаики внутри зерен, изменение формы и расположение в пространстве (вдоль направления действия нагрузки).

Иногда между зернами(реже внутри)возникают поры.

При упругой деформации (обратимой)под действием внешней силы изменяется только расстояние между атомами кристалл. решетки, и после снятия нагрузки материал возвращается в исходное состояние.

Теория дислокации.

Дислокация перемещается под действием силы Р и в конце концов выходит на поверхность. Процесс сдвига в кристалле будет происходить тем легче, чем > дислокация будет в металле. В кристалле, в кот. Нет дислокации сдвиг возможен только за счет одновременного смещения всей части кристалла,т. е. необходимо преодолеть модуль касательной упругоси G.

Теория дислокации говорит так же о том, что реальная прочность Ме падает с увеличением числа дислокации только в начале. Достигнув минимального значения при некоторой плотности дислокации прочность вновь начинается возрастать.

Повышение реальной прочности с возрастанием плотности дислокации объясняется тем,что возник. Дислокация не только параллельно друг другу, но и в разных плоскостях и направлениях,также дислокация будет мешать друг другу перемещаться и реальная прочность Ме повысится. Известный способ упрочнения, ведущий к увеличению полезной потности дислокации- механический наклёп,термическая обработка и т. д.

 

Строение сплавов

Сплав – это в-во, полученное сплавлением 2-х или более элементов,возможны и другие способы приготовления сплавов – спекание, электролиз, возгонка.

Строение сплавов зависит от того, в какие вступают компоненты, составляющие сплав:

1) Механическая смесь 2-х компонентов А и Б образуется тогда, когда они не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не вступают в хим. реакцию с образованием соединения. Рентгенограмма сплава покажет наличие 2-х решеток компонентов А и Б. Мех. свойства зависят от кол-венного соотношения компонентов, а также от размера и формы зерен

2) Химическое соединение. В нем соотношение чисел атомов элементов соответствует стехеометрической пропорции: А_nБ_m. Образовавшаяся специфическая состовляющая хим. соединение – кристаллическая решетка с упорядоченным расположением в ней атомов компонентов. Хим соединение характеризуется определенной температурой плавления(диссоциации), скачкообразным изменением св-в при изменении состава.

3) Твердый раствор. В жидком состоянии большинство металлов представляют собой жидкие р-ры, при переходе в твердое состояние во многих таких сплавах сохраняется однородность и растворимость в этом случае тв. фаза – тв. р-р.

Хим. или спектр. анализ показывает в тв. р-рах наличие 2-х или более элементов, тогда как по данным графического анализа такой сплав как чистый металл имеет однородные зерна.

Рентгеновский анализ обнаруживает в тв. р-ре только один тип решетки. Тв. р-ры существуют не при определенном соотношении компонентов, а интервале концентраций

Могут существовать также тв. р-ры на основе хим.соединений, а также упорядоченные, т.е. с упорядоченным расположением внедренных(замещенных) атомов. В сплавах могут образовываться электронные соединения, т.е. образовываться между 2-мя металлами Ag, Au, Fe, Cu с одной стороны и Be, Zn, Cd, Al, Si

 

9. понятие о диаграммах состояния. Термический анализ. Диаграммы состояния представляют собой графическое изображение состояния сплава.Диаграмма состояния показывает устойчивые равновесные фазы при отсутствии перенагрева или переохлаждения. Состояние может быть 1, 2-х, 3-х или более компонентов.2-х компонентная диаграмма имеет оси температура-концентрация3-х: одна ось температур(Z) и 2 оси концентрацииБолее 3-х: применяются упрощенные данные Каждая точка на диаграмме показывает состояние сплава данной концентрации при данной температуре Построение диаграмм состояния – термический анализ Обычно для построения диаграмм состояния пользуются результатами термического анализа, т.е. строят кривые охлаждения и по остановкам и перегибам на этих кривых, вызванным тепловым эффектом превращений, определяется температура превращения.

ЧУГУНЫ

Белые

(Доэвтектические (С<4,3%) П+Ц(2)+Л, Эвтектические (С=4,3%)

Л Заэвтектические (С>4,3%) Л+Ц)

Серые (графит Ф, Ф+П, П Темные кривые полосы на светлом фоне

Прочность при сжатии, Ломкость, Литейные св-ва)

Ковкие

(Графит в виде хлопьев П, Ф Отжиг белого ч. Темные хлопья на светлом фоне Воспринимают ударные нагрузки, Знакопеременные)

Высокопрочные

(шаровидный графит Ф, Ф+П, П Темные округлые включения на светлом фоне Мех.св-ва,

Износостойкость, Свариваемость, Обрабатыв-ть)

 

Алюминий и его сплавы

Алюминий – легкий металл с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660oС, твердость HB=25, δ =40%,φ=85%.. Имеет гранецентрированную кубическую решетку. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, высокая пластичность. Химически активен, но образующаяся плотная пленка оксида алюминия Al2O3, предохраняет его от коррозии.

Чистый алюминия токсичен.

Наиболее распространен грубый алюминевый сплав применяется в деформированном виде и упрочняемые термической обработкой- дюралюминовый.

По механическим свойствам:

Содержит от 3,8-4%Cu, 0,3-0,9% Mn, 0,4-0,8% Mg.

Максимальный предел прочности= 540МПа.

Высокими механическими и коразионными свойствами обладает сплав Al+Mg.

 

 

28. Магний, Титан, Берилий и их сплавы

Магний – очень легкий металл, его плотность – 1,74 г/см3. Температура плавления – 651oС. Магний имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку,неустойчив против каррозии, гасит вибрации нагрузки, теплопроводность в 1,5,а электропроводность в 2 раза ниже, чем у Al. При нагреве актив.окисление, при t=623oС на воздухе восстанавливается.

Литой Mg имеет криптокристаллическую структуру и δ=120МПа, твердость НВ=306.

Чистый Mg не используется, используется как легирующий элемент в металлургии, как окислитель и восстановитель.

Широко используют Mg-ые сплавы, временное сопротивление(δ) достигает 400МПа. При плотности <2г/см3, т.е сплавы обладают самой высокой удельной проводимостью.

Очень активен химически, вплоть до самовозгорания на воздухе. Механические свойства технически чистого магния (Мг1): предел прочности – 190 МПа, относительное удлинение – 18 %, модуль упругости – 4500 МПа.

Основные магниевые сплавы: сплавы магния с алюминием, цинком, марганцем. Сплавы делятся на деформируемые и литейные. Магниевые сплавы, благодаря высокой удельной прочности широко используются в самолето- и ракетостроении.

Титан и его сплавы

Металл серого цвета. Плотность 4г/см3, tплавл.=1672oС. Имеет две полиморфные модификации. Механические свойства титана сильно зависят от наличия примесей (N, H,C,O), которые образуют с титаном твердые растворы т соединения, поэтому их наличие ограничено. Титан плохо обрабатывается резанием, но хорошо сваривается. При большом использовании имеет Ti сплавы. Они при не большое плотности и высокой прочнисти до 1000 МПа обладают высокой коррозионной стойкостью отT=300…600oC/ Ti сплавы имеют самое большое значение удельной прочности. В качестве легирующих элементов используют Al, Mg, Cr, Si,NB. Сплавы титана обладают высокой стойкостью, в большинстве сред и превосходят нержавеющую сталь. Применяют в авиации, судостроении и т.д.

Бериллий и его сплавы

Металл серого цвета. Обладает полиморфизмом. Очень дорогой и редкий элемент. Плотность 2,7г/см3, tплавл.=2000oС. Бериллий и его сплавы при малой плотности имеют высокую твердость НВ до 10000МПа, жесткость 350МПа, δ до 700МПа. Обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью. Сплавы бериллия используются на основе Al и Cu. В качестве легирующих элементов Mg, Ni, Co и др. высоким модулем упругости при уменьшении плотности. Высокая жесткость и теплопроводность (высокоточные приборы навигации – детали гироскопы). Используют в атомной технике т.к. бериллий слабо поглощает рентгеновские лучи и тепловые волны.

Но: бериллий очень редкий металл, его добывают из мил-ма берилла, бериллий сложен из-за химической инертности, а следовательно очень дорогой.

Техническая керамика

Керамика – любой поликристаллический материал, полученный спеканием неметаллических порошков.

Классификация керамики:

1. Электрокерамика. Свойства: электропроводность, пьезоэлектрические свойства. Применение: интегральные схемы, конденсаторы, термисторы, фильтры.

2. Магнитокерамика. Применение: изготовление магнитных носителей.

3. Оптокерамика. Свойства: флюоресценция, прозрачность. Применение: изготовление ламп высокого давления, световоды, ИК прозрачные окна, экраны дисплеев, оптическая память.

4. Хемокерамика. Свойства: коррозионная стойкость, каталитичность, активность, поглощающая способность. Применение: катализаторы, электроды, адсорбенты, датчики влажности газов, электро-химические реакторы.

5. Биокерамика. Свойства: биологическая совместимость с человеческим организмом, стойкость к биокоррозии. Применение: медицина.

6. Термокерамика: Свойства: жаропрочность, жаростойкость, ТКЛР, теплоёмкость. Применение: теплопроводные трубы, детали футеровки реакторов окружающей среды, электроды, теплообменники.

7. Механокерамика. Свойства: все механические свойства. Применение: тепловые двигатели, уплотнит.детали, режущий инструмент, пресс-инструмент.

8. Ядерная керамика. Свойства: радиационная стойкость, радиоактивность, сечение захвата нейтронов. Применение: изготовление экранирующих материалов, поглотителей излучения.

9. Сверхпроводящая керамика. Свойство: электропроводность. Применение: линии электропередач, интегральные схемы.

10. Ударопрочная керамика. Используется для разработки брони.

Технологический процесс изготовления керамики:

1. Получение исходных порошков

2. Подготовка шихты

3. Консолидация порошков (формование материала)

4. Обработка деталей

5. Контроль изделий

31. особенности стеклообразного состояния. Свойства стекол.

Полимерность стёкол в стеклообразном состоянии придаёт им индивидуальные качества, определяющие, в зависимости от характера этих структурных образований, степень прозрачности и др св-ва. Присутствие в составе стекла соединений того или иного химического элемента, оксида металла, может влиять его окраску, степень электропроводности, и другие физические и химические свойства.

В твёрдом состоянии силикатные стёкла весьма устойчивы к обычным реагентам, и к действию атмосферных факторов. На этом свойстве основано их широчайшее применение: для изготовления предметов быта, оконных стёкол, стёкол для транспорта, стеклоблоков и многих других строительных материалов, предметов медицинского, лабораторного, научно-исследовательского назначения, и во многих других областях.

Для специальных целей выпускают химически-стойкое стекло, а также стекло, стойкое к тем или иным видам агрессивных воздействий.

Свойства стекла

Стекло — неорганическое изотропное вещество, материал, известный и используемый с древнейших времён. Существует и в природной форме, в виде минералов (обсидиан — вулканическое стекло), но в практике — чаще всего, как продукт стеклоделия — одной из древнейших технологий в материальной культуре. Структурно — аморфное вещество, агрегатно относящееся к разряду — твёрдое тело. В практике присутствует огромное число модификаций, подразумевающих массу разнообразных утилитарных возможностей, определяющихся составом, структурой, химическими и физическими свойствами.

Независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, стекло обладает физико-механическими свойствами твёрдого тела, сохраняя способность обратимого перехода из жидкого состояния в стеклообразное

 

Литье в оболочковые формы

Корковое или оболочное литьё. 1)Изготавливается модель из металла 2) Приготавливается спец формовочный состав в который входит порядка 90% кварцевого песка и 10% термореактивной смолы. 3)Модель нагревают до 300° и на горячую модель наносят формовочный состав. Состав обволакивает модель и образуется корка (8-12 мм) 4) Параллельно изготавливается вторая корка. Обе корки снимают с модели, устанавливают в них стержни и корки либо склеивают, либо скрепляют струбцинами. Дальнейший технологический процесс аналогичен тех процессу отливок в земляную форму.

 

Литейное производство

[Литейное производство] Это метод получения деталей машин основанный на способности жидкого металла заполнять заранее изготовленную форму, внутренняя конфигурация кот. соответствует конфигурации будущей отливки. Одним из самых распространённых методов получения отливок является литьё в земляную разовую форму. Систематический процесс состоит из следующих стадий: 1)изготовление модельного комплекта 2)приготовление формовочных и стержневых смесей. 3)изготовление форм и стержней. 4)приготовление жидкого металла и заливка форм. 5)выбивка, обрубка и очистка литья. 6)контроль качества. Когда к технологу приходит чертёж детали, то вначале он решает как разместить эту деталь в форме. Наиболее ответственной частью детали, а если возможно, то и всю деталь технолог стремится разместить в нижней полуформе. Модель оформляет наружную конфигурацию отливки. Для изготовления модельного комплекта в цехах мелко серийного и индивидуального производства используют древесину. В цехах массового производства как правило алюминиевые сплавы. Модель должна учитывать: 1)усадку металла при кристаллизации и последующем охлаждении. 2)литейные уклоны. Величина уклона зависит от материала модели и от метода формовки. 3)припуски на мех. обработку. Величина припуска зависит от размера на кот. её наносят, от класса точности отливки, от положения поверхности при заливке. Стержни изготавливают из стержневой смеси. Приготовление стержневой смеси. В формовочные и стержневые смеси входят: 1)литейные пески 2)огнеупорная глина 3)вода 4)спец. добавки. Только в формовочную смесь входит горелая земля. Только в стержневую смесь входят крепители. Крепители делятся на три группы: 1)высыхающие 2)затвердевающие 3) водорастворимые связующие. Требования к формовочным и стержневым смесям: 1)достаточная мех. прочность 2)огнеупорность – способность выдерживать высокие температуры. 3)газопроницаемость – способность смесей пропускать газ и воздух вследствие своей пористости. 4)противопригарность – способность смесей не сплавляться и не спекаться с жидкими металлами. 5)падативость – способность смесей уменьшать объём без разрушений. 6)гигроскопичность – способность смесей не усваивать влагу из атмосферы. 7)оборачиваемость – способность смесей к многократному использыванию. Формовочные смеси делятся на: облицовочные, наполнительные и единые.

[Литейные св-ва металлов и сплавов] 1)Жидкотекучесть – способность мет. заполнять форму.2)Усадка (линейная, объёмная) 3)Ликвация.

 

35.Литьё под давлением

Литьё под давлением- процесс, во время которого материал переводится в вязко-текучее состояние и затем впрыскивается под давлением в форму, где происходит оформление изделия.

Методом литья под давлением производят штучные изделия массой от долей грамма до десятков килограммов. Этот способ является наиболее распространенным в переработке большинства промышленных термопластов. Кроме того, литьем под давлением производят изделия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков и др.

Отличительной особенностью метода является его цикличность, что ограничивает его производительность.

 

Литьё в кокиль

Литьё в кокиль, кокильное литьё, способ получения фасонных отливов металлических формах — кокилях. В отличие от других способов литья в металлические формы, при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести. Основные операции и процессы: очистка кокиля от старой облицовки, прогрев его до 200—300°С, покрытие рабочей полости новым слоем облицовки, простановка стержней, закрывание частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки.

В кокилях получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и др. сплавов. Особенно эффективно применение кокильного литья при изготовлении отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.

 

 

Виды деформации при омд

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)Ковка - изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом на отдельные участки заготовки.

5)Штамповка - 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.

6)Листовая штамповка - получают плоские и пространственные полые детали из заготовок, у которых толщина значительно меньше размеров в плане (лист, лента, полоса). Обычно заготовка деформируется с помощью пуансона и матрицы.

43. Виды прокатки…Волочение

Прокатка - деформирование металла вращающимися валками, для изменения формы иразмеров поперечного сечения и увеличения длины заготовки. Прокатка заключается в обжатии заготовки 2 между вращающими валками. Силами трения Ртр заготовка втягива-

ется между валками, а силы Р, нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки и увеличивают ее длину.

Выделяют три основных вида прокатки: продольную, попереч-

ную и поперечно-винтовую (косую)

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.

Виды волочения: по чистоте обработке

По чистоте обработки:

• черновое (заготовительное)
• чистовое (заключительная, операция для придания готовому изделию требуемых формы, размеров и качества);

По кратности переходов:

• однократное
• многократное (с несколькими последовательными переходами волочения одной заготовки);

По параллельности обработки: однониточные

§ многониточное (с количеством одновременно протягиваемых заготовок 2, 4, 8);

По подвижности волоки:

§ через неподвижную волоку

§ через врашающуюся относительно продольной оси волоку;

По нагреву заготовки:

§ холодное волочение

§ горячее волочение

ПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Вид обработки металлов давлением, называемый прокаткой заключается в деформировании металла вращающимся инструментом,

(валками). Металл может быть нагретым или холодным. Валки бывают гладкими (для прокатки листов и лент), а также калиброванными.

достоинствами технологического процесса прокатки являются высокая производительность, высокое качество поверхности при холодной обработке металла, возможность прокатывания изделий широкого диапазона, как по

форме поперечного сечения, так и по массе.

ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОКАТКИ

Основным инструментом для прокатки являются валки, которые

в зависимости от прокатываемого профиля могут быть, калиброванными (ручьевыми) и специальными.

Гладкие валки применяют при прокатке листов, полос и т. п. На калиброванных валках прокатывают все виды сортового проката. Специальные валки используются при производстве специальных видов проката.

Валки имеют рабочую часть (бочку), две шейки для установки

в подшипниках и крестообразные концы (трефы) для соединения

валка с приводом. Комплект прокатных валков со станиной называют рабочей клетью. Прокатный стан состоит из одной или нескольких рабочих клетей и привода, включающего электродвигатель и передаточный механизм.

Обьёмная штамповка

1) Как известно, штамповка подразделяется на объемную и листовую и

отличается от свободной ковки тем, что поковки получаются в закрытой полости штампа.

Этим обеспечн-

Бается получени езаготовки, форма которо йблизка к форме будуг дейдетали, с

небольшими припусками на механическую обработку.

Прио бъемной штамповке, применяемой для изготовления поковок сложной

геометрической формы (заготовки для зубчатыхколес, дисков, коленчатых валов, валов

с большим количеством ступеней, рычагов, вилок, шатунов и т. п.), изменение формы

исходного материалад остигается зас чет перераспределения частиц металла. А для

этого исходный материал должен обладать высокой пластичностью. Повышение

пластичности достигаетс янагревом металла до ковочнойтемпературы. Поэтому чаще

всегоо бъемная штамповка производится в горячем состоянии, т. е. является горячей

штамповкой.

Штампы длягорячей объемной штамповки состоят из двухчастей—верхней и нижней,

имеющих полость, называемую ручьем. Ручьи в верхней и нижней частях штамп авместе

соответствуют форме поковки. Для облегчения удаления поковки боковые стороны

ручьев имеют уклоны. Места пересечени яповерхностей выполняются с закруглениями,

что облегчает течение металла и заполнение полости штампа.

В процессе штамповк инагретаяис ходная заготовка укладывается в ручей нижней части

штампа. При ударах или под давлением верхней части металл тече т во все стороны,

заполня яполость ручья. Излишний металл вытекает из полости и размещается в

канавке, имеющейся вокруг ручья, образуя так называемый заусенец, или облой. Быстро

охлаждающийся тонкий заусенец препятствует дальнейшему вытеканию металла. При

последующи хударах металл уплотняется и заполняет весь ручей. Заусенецз атем

удаляется нао брезныхштампах.

5)^ Каждый штампп редназначается для получения только однойо пределенной поковки

Простые поковкип олучают в одно ручьевых штампах. Поковк и с ложной формы можно

получить, произведя ряд последовательных операций. Чтобы выполнитьэ то за один

нагрев заготовки, применяют многоручьевые штампы, имеющие ряд

последовательно расположенных ручьев. Они подразделяютс яна заготовительные и

штамповочные. В заготовительных ручьях мерной заготовке, нарезанной из проката,

придаетс ятакая форма, чтобы облегчить последующую штамповку: в протяжном ручье

она вытягивается, в подкатом создаются местные уширения, в гибочном

производится изгиб и т. д. Штамповочные ручьи (предварительный и окончательный)

придают поковке окончательную форму.

6) -Объемная штамповка широко внедрена в производство. Онаотличается большой

производительностью и нетребует высокой квалификации рабочих. Посравнениюсо

свободной ковкой она обеспечивает более высокую точность и чистоту поверхности,

требует меньшего расхода м еталла. Объемная штамповка позволяет осуществить

комплексную механизацию и автоматизацию обработки. Однако из-за большой

стоимости штампов ее целесообразно применятьтолько при массовоми зготовлении

поковок.

Холодная сварка

Холодная сварка - способ соединения деталей при комнатной (и даже отрицательной) температуре, без нагрева внешними источниками. Сварка осуществляется с помощью специальных устройств, вызывающих одновременную направленную деформацию предварительно очищенных поверхностей и нарастающее напряженное состояние, при котором образуется монолитное высокопрочное соединение. Холодной сваркой можно соединять, например, алюминий, медь, свинец, цинк, никель, серебро, кадмий, железо. Особенно велико преимущество холодной сварки перед другими способами сварки при соединении разнородных металлов, чувствительных к нагреву или образующих интерметаллиды.

Холодная сварка - сложный физико-химический процесс, протекающий только в условиях пластической деформации. Без пластической деформации в обычных атмосферных условиях, даже прилагая любые удельные сжимающие давления к соединяемым заготовкам, практически невозможно получить полноценное монолитное соединение. Роль деформации при холодной сварке заключается в предельном утонении или удалении слоя оксидов, в сближении свариваемых поверхностей до расстояния, соизмеримого с параметром кристаллической решетки, а также в повышении энергетического уровня поверхностных атомов, обеспечивающем возможность образования химических связей.

Качество сварного соединения определяется исходным физико-химическим состоянием контактных поверхностей, давлением (усилием сжатия) и степенью деформации при сварке. Оно также зависит от схемы деформации и способа приложения давления (статического, вибрационного). В зависимости от схемы пластической деформации заготовок сварка может быть точечной, шовной и стыковой.

Точечная сварка - наиболее простой и распространенный способ холодной сварки. Ее применение рационально для соединения алюминия, алюминия с медью, армирования алюминия медью. Ею можно заменить трудоемкую клепку и контактную точечную сварку.

При холодной точечной сварке (рис. 3.44, а) зачищенные детали 1 устанавливают внахлестку между пуансонами 3, имеющими рабочую часть 2 и опорную поверхность 4. При вдавливании пуансонов сжимающим усилием Р происходит деформация заготовок и формирование сварного соединения. Опорная поверхность пуансонов создает дополнительное напряженное состояние в конечный момент сварки, ограничивает глубину погружения пуансонов в металл и уменьшает коробление изделия.

Прочность точек может быть повышена на 10-20 % при сварке по схеме (рис. 3.45, а).

Свариваемые детали 1 предварительно сжимаются прижимами 2 или одновременно с вдавливанием пуансона 3. Наличие зоны обжатия вокруг вдавливаемого пуансона уменьшает коробление детали, повышает напряженное состояние в зоне сварки, что приводит к периферийному провару за площадью отпечатка пуансона. Но при этом возникают технические затруднения, связанные с созданием двух высоких давлений на малой поверхности и устранением затекания металла между пуансоном и прижимом. Этот способ позволяет сваривать малопластичные материалы.

Рис. 3.44. Схема холодной точечной сварки (а), геометрия сварного соединения (б) и формы пуансонов (в)Рис. 3.45. Схема (а) и приспособление (б) для холодной точечной сварки с предварительным обжатием Ввиду простоты способа точечной холодной сварки специальные машины для ее выполнения большого развития не получили. Сварку успешно выполняют на самых различных серийных прессах с применением кондукторов, надежно фиксирующих свариваемые заготовки, чтобы исключить их коробление (рис. 3.45, б).

 

Аргонно-дуговая сварка

Мало изученный, и возможно не существующий вид сварки, редко встречающийся в природе и являющийся неким «золотым руном» сварочного процесса. Если кому-то известна более точная формулировка данного процесса, вам повезло!!!

Способы фрезерования.

Фрезерование – высокопроизводительный метод обработки поверхностей заготовок многолезвийным режущим инструментом – фрезой

При фрезеровании главным движением является вращение шпинделя с фрезой. Движение подачи – поступательное перемещение заготовки. Особенность процесса фрезерования – прерывистость резания каждым зубом фрезы. В зависимости от направления вращения фрезы и подачи заготовки различают встречное и попутное фрезерование. При встречном фрезеровании направление подачи заготовки противоположно направлению вращения фрезы. Такой метод рационально применять при черновой обработке деталей, имеющих твердую поверхностную корку, т.к. зуб работает из-под корки. Усиления резания стремятся оторвать заготовку от стола, что в небольшом сечении стружки приводит к вибрациям и ухудшению качества.

При попутном фрезеровании направление вращения фрезы и подача заготовки совпадают. В этом случае зуб фрезы сразу подвергается максимальной нагрузке. Заготовка прижимается к поверхности стола, обеспечивается более высокое качество обработки.

По конструкции фрезы делятся на:

1) Цельные, т.е. полностью изготавливаемые из высококачественного инструментального материала.

2) Напайные фрезы изготавливаются конструкц. стали, на рабочей поверхности зубьев которых напаиваются пластинки из инструм.материалов

3) На….., сост. из корпуса, изготов. из конструк. стали и вставных зубьев, оснащенных пластинками твердого сплава.

По геом. форме фрезы делятся на цилиндрические, дисковые, торцовые, концевые, угловые и фасонные

 

 

Мундштучное прессование

Формование заготовок из смеси порошка с пластификатором путем продавливания ее через отверстие в матрице, которое называют мундштучным прессованием. Можно продавливать через отверстие в матрице предварительно спрессованную заготовку, в том числе подвергнутую предварительной термообработке. В качестве пластификатора применяют парафин, крахмал, декстрин и др. Его количество обычно составляет б—10%. Заготовки предварительно нагревают; пористость после выдавливания близка к нулю. Мундштучным прессованием получают прутки, трубы, уголки и другие большие по длине изделия с равномерной плотностью из плохо прессуемых материалов (тугоплавкие металлы и соединения, твердые сплавы, керметы на основе окислов и др.).

 

Импульсное формирование

Высокоскоростная обработка металлов с использованием импульсных нагрузок получает в настоящее время все большее распространение для решения технологических задач обработки давлением порошкообразных материалов благодаря ряду преимуществ перед обычными статическими методами обработки. Процессы высокоскоростного деформирования обеспечивают высокие скорости преобразования энергии и продолжительность процесса уплотнения, составляет несколько тысячных долей секунды. Преимущества высокоскоростного формования порошков перед статическими методами: возможность создания чрезвычайно высоких давлений; площадь прессуемого объекта при данном давлении не ограничивается максимальным общим усилием прессования как в случае применения пресса; возможность получения больших плотностей прессовки; значительное уменьшение усадки при спекании за счет высоких исходных плотностей прессовок; значительное сокращение отделочных операций благодаря получению поверхностей высокой чистоты; возможность сращивания слоев разнородных материалов. В зависимости от вида источника энергии, обеспечивающего высокую скорость приложения нагрузки, различают взрывное, электрогидравлическое, электромагнитное и пневмомеханическое формование.

 

Методы измерения твердости.

Твёрдость - это св-во материала сопротивляться упруго-пластической деформации при внедрении в него более твёрдого тела

Методы определения: 1. Метод бринелля-основан на вдавливании в поверхность материала стального шарика. Процесс идёт с опр. Усилием и опр. Время, обознач HB, HB=P\S= 2. Метод роквелла-вдавливание в материал алмазного конуса с углом при вершине 120град., или стального шарика диаметром 1,577мм,Значение твёрдости по Роквеллу-это условная величина обратная глубине проникновения конуса в материал(расстояние, которое конус не дошел до максимальной глубины проникновения, обозн HR)недостаток-хрупкость алмазного конуса

3. Метод Виккерса – метод основан на внедрении в деталь четырехугольной алмазной пирамиды с углом между гранями 136град.Твердость по виккерсу-это отношение усилия к сферическому отпечатку.